Hvorfor Ny CO₂ Capture Technology er ikke den magiske kulen mot klimaendringer

Hvorfor Ny CO₂ Capture Technology er ikke den magiske kulen mot klimaendringer 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 globale CO₂-utslipp til netto null ved 2050. Dette betyr at man raskt eliminerer bruk av fossilt brensel, men for å kutte overgangen og kompensere områdene der det for øyeblikket ikke er noen erstatning for brennbare stoffer, må vi aktivt fjerne CO₂ fra atmosfæren. Plante trær og rewilding er a stor del av denne løsningen, men vi har stor sannsynlighet for å trenge ytterligere teknologisk bistand hvis vi skal forhindre klimaforstyrrelser.

Så da de siste nyhetene viste at det canadiske selskapet Carbon Engineering har utnyttet noen kjente kjemi for å fange CO₂ fra atmosfæren til en pris på mindre enn $ 100 per ton, hilste mange mediekilder milepælen som en magic bullet. Dessverre er det store bildet ikke så enkelt. Virkelig tipping balansen fra karbon kilde til karbonvask er en delikat virksomhet, og vår oppfatning er at energikostnadene involvert og sannsynlig nedstrøms bruk av fanget CO₂ betyr at Carbon Engineering's "bullet" er alt annet enn magisk.

Gitt at CO₂ bare står for 0.04% av molekylene i vår luft, kan det hende at det er et teknologisk vidunder å fange det. Men kjemikere har gjort det på små skalaer siden 18th century, og det kan til og med gjøres - om enn ineffektivt - med forsyninger fra den lokale maskinvarebutikken.

Som videregående skole kjemi vil studentene vite, CO₂ reagerer med kalkvann (kalsiumhydroksydoppløsning) for å gi melkehvitt uoppløselig kalsiumkarbonat. Andre hydroksyder fanger CO₂ på samme måte. Litiumhydroksid var grunnlaget for CO₂ absorbere som holdt astronautene på Apollo 13 levende, og kaliumhydroksid fanger CO₂ så effektivt at det kan brukes til å måle karboninnholdet i et forbrent stoff. 19-tallet-apparatet som brukes i denne sistnevnte prosedyre, har fortsatt funksjoner på det amerikanske kjemiske samfunnets logo.

Dessverre er dette ikke et mindre problem lenger - vi må nå fange milliarder tonn CO₂ og raskt.

Karbonteknikkens teknikk er det beste ved hydroksidkjemi. På sin pilotfabrikk i Britisk Columbia blir luft trukket inn av store fans og eksponert for kaliumhydroksyd, med hvilket CO₂ reagerer for å danne løselig kaliumkarbonat. Denne løsningen kombineres deretter med kalsiumhydroksyd, som produserer fast og lett separerbart kalsiumkarbonat, sammen med kaliumhydroksydoppløsning, som kan gjenbrukes.

klima Kalsiumkarbonat kan brukes som jordgjødsel. Nordic Moonlight / Shutterstock

Denne delen av prosessen koster relativt lite energi, og produktet er hovedsakelig kalkstein - men å lage fjell av kalsiumkarbonat løser ikke vårt problem. Selv om kalsiumkarbonat har bruk i jordbruk og konstruksjon, vil denne prosessen være altfor dyr som kommersiell kilde. Det er heller ikke et praktisk alternativ for statlig finansiert karbonlagring på grunn av de store mengdene kalsiumhydroksyd som kreves. For å være mulig, må direkte luftfange produsere konsentrert CO₂ som sitt produkt, som enten kan lagres sikkert eller brukes.

Således oppvarmes det faste kalsiumkarbonat til 900 ° C for å gjenvinne rent CO₂. Dette siste trinnet krever mye energi. I Carbon Engineering's naturgassfyrte anlegg genererer hele syklusen et halvt tonn CO₂ for hvert tonn fanget fra luft. Anlegget tar dette ekstra CO₂, og selvfølgelig kan det dreves av fornybar energi for en sunnere karbonbalanse - men problemet med hva som skal gjøres med all oppfanget gass forblir.

Sveitsisk oppstartsselskap Climeworks bruker tilsvarende fanget CO₂ til hjelp fotosyntese og forbedre avkastningsutbyttet i nærliggende drivhus, men likevel er prisen ingensteds nær konkurransedyktig. CO₂ kan hentes andre steder for så lite som en tiendedel av Carbon Engineering's $ 100 bunnlinje. Det er også mye billigere måter for regjeringer å motvirke utslipp: det er langt lettere å fange CO₂ ved utslippskilden, hvor konsentrasjonen er mye høyere. Så denne teknologien er sannsynligvis hovedsakelig interessert i høyemitterende næringer som kan utgjøre nytte av CO₂ med grønne legitimasjonsbeskrivelser.

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 pumpes CO₂ i oljebrønner for å øke mengden av råolje som kan gjenvinnes takket være økt brønntrykk og / eller forbedring av flytegenskapene til selve oljen. Imidlertid, inkludert energikostnaden ved transport og raffinering av denne ekstraoljen, vil bruk av teknologien på denne måten trolig øke nettoutslippene, ikke redusere dem.

En annen nøkkel snakket om Carbon Engineering sin virksomhet er dens Luft til brensel teknologi, hvor CO₂ omdannes til brennbart flytende brennstoff, klar til å bli brent igjen. Teoretisk gir dette en karbonnøytral brenselsyklus, forutsatt at hvert trinn i prosessen er drevet med fornybar energi. Men selv denne bruken er fortsatt langt fra en negativ utslippsteknologi.

Metall-organiske rammer er porøse faste stoffer som er i stand til å fange CO₂.

Det er lovende alternativer i horisonten. Metall-organiske rammer er svamplignende faste stoffer som klemmer det tilsvarende CO₂-arealet på en fotballbane i Størrelse på en sukkerbit. Bruk av disse flatene for CO₂-fangst krever langt mindre energi - og bedrifter har begynt å utforske deres kommersielle potensial. Storproduksjonen er imidlertid ikke blitt perfeksjonert, og spørsmål om deres langsiktige stabilitet for vedvarende CO₂-fangstprosjekter betyr at deres høye kostnader ikke er merverdige.

Med liten sjanse for at teknologier som fortsatt er på laboratoriet, vil være klare for fangst av gigatoneskala innen det neste tiåret, er metodene som brukes av Carbon Engineering og Climeworks det beste vi har for øyeblikket. Men det er viktig å huske at de ikke er nær perfekt. Vi må bytte til mer effektive metoder for CO₂-fangst så snart vi er i stand til. Som Carbon Engineering 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

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = karbonfangst; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}