Hvis det bare var så enkelt. Olivier Le Moal / Shutterstock

Ifølge en nylig stor FN rapporterer, hvis vi skal begrense temperaturstigningen til 1.5 °C og forhindre de mest katastrofale effektene av klimaendringer, må vi redusere global CO? utslipp til netto null innen 2050. Dette betyr å eliminere bruken av fossilt brensel raskt – men for å dempe denne overgangen og oppveie områdene der det i dag ikke er noen erstatning for brennbare stoffer, må vi aktivt fjerne CO? fra atmosfæren. Planting av trær og rewilding er en stor del av denne løsningen, men vi har stor sannsynlighet for å trenge ytterligere teknologisk bistand hvis vi skal forhindre klimaforstyrrelser.

Så da nylige nyheter dukket opp om at det kanadiske selskapet Carbon Engineering har utnyttet noe velkjent kjemi for å fange CO? fra atmosfæren til en pris på under 100 dollar per tonn, hyllet mange mediekilder milepælen som en magic bullet. Dessverre er det store bildet ikke like enkelt. Å virkelig vippe balansen fra karbonkilde til karbonvask er en delikat virksomhet, og vårt syn er at energikostnadene involvert og sannsynlig nedstrøms bruk av CO2 som fanges? betyr at Carbon Engineerings "kule" er alt annet enn magi.

Gitt at CO? utgjør bare 0.04 % av molekylene i luften vår, og å fange det kan virke som et teknologisk vidunder. Men kjemikere har gjort det i små skalaer siden 18-tallet, og det kan til og med gjøres – om enn ineffektivt – med forsyninger fra den lokale jernvarehandelen.

Som kjemistudenter på ungdomsskolen vil vite, CO? reagerer med kalkvann (kalsiumhydroksidløsning) for å gi melkehvitt uløselig kalsiumkarbonat. Andre hydroksyder fanger CO? på samme måten. Litiumhydroksid var grunnlaget for CO? absorbere som holdt astronautene på Apollo 13 i live, og kaliumhydroksid fanger CO? så effektivt at det kan brukes til å måle karboninnholdet i et forbrent stoff. Apparatet fra 19-tallet som ble brukt i denne sistnevnte prosedyren står fortsatt på American Chemical Societys logo.

Dessverre er ikke dette et småskalaproblem lenger – vi må nå fange milliarder av tonn CO?, og det raskt.

Carbon Engineering sin teknikk er hydroksidkjemi på sitt beste. Ved pilotanlegget i British Columbia trekkes luft inn av store vifter og utsettes for kaliumhydroksid, med hvilken CO? reagerer og danner løselig kaliumkarbonat. Denne løsningen kombineres deretter med kalsiumhydroksid, og produserer fast og lett separerbart kalsiumkarbonat, sammen med kaliumhydroksidløsning, som kan gjenbrukes.

Kalsiumkarbonat kan brukes som jordgjødsel. Nordic Moonlight / Shutterstock

Denne delen av prosessen koster relativt lite energi og produktet er i hovedsak kalkstein – men å lage fjell av kalsiumkarbonat løser ikke problemet vårt. Selv om kalsiumkarbonat har bruk i landbruk og konstruksjon, ville denne prosessen være altfor dyr som en kommersiell kilde. Det er heller ikke et praktisk alternativ for statlig finansiert karbonlagring på grunn av de enorme mengdene kalsiumhydroksid som ville være nødvendig. For å være gjennomførbart, må direkte luftfangst produsere konsentrert CO? som sitt produkt, som enten kan lagres trygt eller tas i bruk.

Dermed blir det faste kalsiumkarbonatet oppvarmet til 900 °C for å gjenvinne ren COXNUMX. Dette siste trinnet krever en enorm mengde energi. I Carbon Engineering sitt naturgassfyrte anlegg genererer hele syklusen et halvt tonn CO? for hvert tonn fanget fra luften. Anlegget fanger opp denne ekstra CO?, og kan selvfølgelig drives av fornybar energi for en sunnere karbonbalanse – men problemet med hva man skal gjøre med all den fangede gassen gjenstår.

Det sveitsiske oppstartsselskapet Climeworks bruker tilsvarende fanget CO? til hjelp fotosyntese og forbedre avlingene i nærliggende drivhus, men foreløpig er prisen ikke i nærheten av konkurransedyktig. CO? kan hentes andre steder for så lite som en tiendedel av Carbon Engineerings bunnlinje på $100. Det er også mye billigere måter for myndigheter å kompensere for utslipp: det er mye lettere å fange CO? ved utslippskilden, hvor konsentrasjonen er mye høyere. Så denne teknologien vil sannsynligvis hovedsakelig interessere høyutslippsnæringer som kan ha nytte av CO? med grønn legitimasjon.

For eksempel er en av de viktigste investorene i Carbon Engineering fangstteknologi Occidental Petroleum, en stor bruker av Forbedret oljeutvinning metoder. I en slik metode, CO? pumpes inn i oljebrønner for å øke mengden råolje som kan utvinnes, takket være økt brønntrykk og/eller forbedring av strømningsegenskapene til selve oljen. Men, inkludert energikostnadene ved å transportere og raffinere denne ekstra oljen, vil bruk av teknologien på denne måten sannsynligvis øke nettoutslippene, ikke redusere dem.

En annen nøkkel snakket om Carbon Engineering sin virksomhet er dens Luft til brensel teknologi, i hvilken CO? omdannes til brennbart flytende drivstoff, klar til å brennes igjen. Teoretisk sett gir dette en karbonnøytral drivstoffsyklus, forutsatt at hvert trinn i prosessen drives med fornybar energi. Selv denne bruken er imidlertid langt unna en negativ utslippsteknologi.

Metallorganiske rammeverk er porøse faste stoffer som er i stand til å fange opp CO2.

{vembed Y = m91P-R3kxOs}

Det er lovende alternativer i horisonten. Metallorganiske rammeverk er svamplignende faste stoffer som presser ut tilsvarende CO? overflaten av en fotballbane inn i Størrelse på en sukkerbit. Bruker du disse overflatene for CO? fangst krever langt mindre energi – og selskaper har begynt å utforske sitt kommersielle potensial. Imidlertid har storskala produksjon ikke blitt perfeksjonert, og spørsmål om deres langsiktige stabilitet for vedvarende CO? fangstprosjekter betyr at de høye kostnadene deres ennå ikke er fortjent.

Med liten sjanse for at teknologier som fortsatt er i laboratoriet vil være klare for gigatonn-skalafangst i løpet av det neste tiåret, er metodene brukt av Carbon Engineering og Climeworks de beste vi har for øyeblikket. Men det er viktig å huske at de ikke er i nærheten av perfekte. Vi må bytte til mer effektive metoder for CO? fange så snart vi kan. Som Carbon Engineerings grunnlegger David Keith selv påpeker, teknologier for fjerning av karbon er overhypet av beslutningstakere, og har hittil fått "ekstremt lite" forskningsfinansiering.

Mer generelt må vi motstå fristelsen til å se direkte luftfange som en magisk kulde som sparer oss fra å måtte ta opp vår karbonavhengighet. Reduksjon eller nøytralisering av karbonbelastningen i livsyklusen av hydrokarbonbrensel kan være et skritt mot negative utslippsteknologier. Men det er bare det - et skritt. Etter å ha vært på feil side av karbonboksen i så lang tid, er det på tide å se bortom bare å bryte jevnt.

Om forfatteren

Chris Hawes, foreleser i uorganisk kjemi, Keele University

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon