Die Climeworks-Direktluft-Kohlenstoffabscheidungsanlage in Island. Arni Saeberg / Wikimedia Commons
Die Erfassung und Speicherung von Kohlendioxid CO2, auch Sequestrierung genannt, ist ein Prozess, bei dem die Verbindung von Industrie- und Energiequellen getrennt, an einen Ort transportiert, an dem sie gespeichert wird, und langfristig isoliert wird. Die Kohlenstoffdoseentweder vor oder nach der Verbrennung erfasst werden.
Die Kohlenstoffabscheidung als Mittel zur Abschwächung der Auswirkungen der globalen Erwärmung ist immer noch a Technologie mit vielen unbeantworteten Fragen, damit es aus wirtschaftlicher Sicht als ökologisch tragfähig ist.
Das Wissen über die Auswirkungen von Klimawandel durch menschliche Aktivitäten hervorgerufen ist in den letzten Jahren rapide gewachsen. Dieses Wissen hat die Erforschung von Optionen zur Minderung der wahrscheinlichen Auswirkungen von Kohlenstoffemissionen auf die Umwelt gefördert.
VERBINDUNG: WISSENSCHAFTLER GLAUBEN, DASS WIR BIS 2030 CARBON CAPTURE TECHNOLOGY BRAUCHEN
Die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid werden als eine Option in der Liste der zu reduzierenden Aktionen angezeigt oder stabilisieren Anstieg der atmosphärischen Konzentrationen von Treibhausgasen. Weitere Optionen sind unter anderem Wachstumsreduzierungen, Verbesserungen der Energieeffizienz, die Umstellung auf weniger kohlenstoffintensive Kraftstoffe, die Nutzung erneuerbarer Energiequellen und die Reduzierung der Emissionen anderer Treibhausgase.
Ein Beispiel für diese Forschungs- und Informationsbeschaffungsaktivität war die achte Sitzung der Arbeitsgruppe III der Zwischenstaatliches Gremium für Klimawandel IPCC, das im September 2005 in Montreal stattfand. Diese Arbeitsgruppe ist als Teil des IPCC für die Bewertung der verfügbaren Informationen zum Klimawandel verantwortlich.
Die Aktivitäten konzentrieren sich auf die wissenschaftlichen, technischen, ökologischen sowie wirtschaftlichen und sozialen Aspekte des Klimaschutzes.
Die Kohlenstoffabscheidung ist mit einem angemessenen Anteil an Problemen verbunden.
In diesem Artikel wird versucht, einige der Probleme im Zusammenhang mit der Abscheidung und Speicherung von CO2 zu untersuchen. Entgegen den Erwartungen der Industrie, insbesondere des Steinkohlenbergbaus, kann die Verfügbarkeit der Technologie zur Kohlenstoffabscheidung nicht als Entschuldigung für die weitere Verbrennung fossiler Brennstoffe herangezogen werden.
Nachteile der Technologie sind die Unfähigkeit, ältere Anlagen nachzurüsten, um eine Vorverbrennungserfassung zu ermöglichen, die weitaus effizienter ist als die Nachverbrennungserfassung, die Möglichkeit von Leckagen aus Lagereinrichtungen, die hohen Energiekosten des Prozesses und die hohen Kosten vonunter Verwendung bestehender Kohlenstoffabscheidungsprozesse.
Trotz dieser Nachteile wird die Abscheidung und Speicherung von CO2 weiterhin als Option angeboten, mit dem Potenzial, die Gesamtmenge der Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Es wird erwartet, dass die Durchführbarkeit der Verwendung von der technischen Reife abhängt.die Kosten, das Gesamtpotential, die Verbreitung und den Technologietransfer in Entwicklungsländer, rechtliche Aspekte sowie Umweltbedingungen.
Seine Verwendung könnte auch erheblich von der öffentlichen Meinung und der Bereitschaft der Menschen abhängen, mehr für ihre Energie zu bezahlen.
Es ist jedoch noch lange nicht die ultimative Lösung für Klimaprobleme. Ein Problem bei der Kohlenstoffbindung sind Pläne zur Speicherung des CO2 unter dem Ozean. Einige Experten glauben, dass zurückgewonnenes CO2 in Tiefen größer als direkt in den Ozean abgelassen werden kann. 11.482 Fuß 3500 Meter . Die Theorie besagt, dass sich das CO2 komprimiert und auf den Meeresboden fällt. Die Kohlenstoffspeicherung im Ozean ist jedoch weitgehend ungetestet und es ist schwierig, sie zu testen, ohne die Sicherheit des Meereslebens zu gefährden.
Eine weitere Speicheroption, die als geologische Sequestrierung bezeichnet wird, injiziert CO2 in unterirdische Gesteinsformationen unter der Erdoberfläche. Diese natürlichen Reservoire haben darüber liegende Gesteine, die eine Versiegelung bilden und das Gas enthalten. Forscher haben auch herausgefunden, dass CO2 in Basalt injiziert wirdverwandelt sich schließlich in Kalkstein und wandelt CO2 im Wesentlichen in Gestein um.
Öl- und Gasspeicher werden bereits zur Speicherung von CO2 verwendet, da sie aus Schichten poröser Gesteinsformationen bestehen, in denen bereits Öl und Gas eingeschlossen sind. In Reservoirs, insbesondere in stillgelegten Kohlengruben, gebundener Kohlenstoff kann jedoch durch Risse freigesetzt werden und dann wieder in die Atmosphäre gelangen.
Techniken zur Abscheidung von Kohlenstoff werden seit langem als Nebenprodukt industrieller Prozesse und zur Verbesserung der Öl- und Gasrückgewinnung eingesetzt.
In Kohlenstoffabscheidung nach der Verbrennung das CO2 wird nach dem Verbrennen des fossilen Brennstoffs aufgefangen. Beim Verbrennen von Brennstoffen entstehen Gase, einschließlich CO2, Wasser Dampf, Schwefeldioxide und Stickoxide. Das CO2 wird von diesen Gasen abgetrennt und aufgefangen. Dieser Prozess wird bereits zur Entfernung von CO2 aus Erdgas verwendet und kann durch Nachrüstung älterer Kraftwerke mit einem Filter zum Einfangen der Gase erfolgen.
Dieses Verfahren wird bereits zur Entfernung von CO2 aus Erdgas verwendet und kann durch Nachrüstung älterer Kraftwerke mit Membranfiltern zum Einfangen der Gase erfolgen. Diese Filter wirken als Lösungsmittel, das Kohlendioxid aus den Gasen absorbiert.
Der Filter wird dann erwärmt, um Wasserdampf aus dem Gemisch freizusetzen, wobei CO2 zurückbleibt. Die Abscheidung nach der Verbrennung kann bis zu verhindern. 80 bis 90 Prozent der Kohlenstoffemissionen eines Kraftwerks, ist jedoch ein sehr energieintensiver Prozess, der so viel erfordert wie 40 Prozent der Gesamtenergie der Kraftwerke
Bei der Kohlenstoffabscheidung vor der Verbrennung wird CO2 eingefangen, bevor der fossile Brennstoff verbrannt wird. Der Brennstoff wird zuerst in Gegenwart von reinem Sauerstoff erhitzt, um Synthesegas zu bilden, das auch als Synthesegas bezeichnet wird und ein Gemisch aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid ist.CO2 und kleinere Mengen Methan.
Diese Mischung wird dann einem katalytischen Umwandlungsprozess unter Verwendung einer Wasser-Gas-Reaktion unterzogen, um ein Gas zu erzeugen, das aus Wasserstoff und Kohlendioxid besteht.
Ein chemisches Lösungsmittel namens Amin wird normalerweise verwendet, um CO2 aus dem Gas zu entfernen. Die Aminlösung bindet sich an das CO2, wodurch die Mischung schwerer wird und der Wasserstoff im Behälter aufsteigt.
Bei der Trennung bleibt das Amin-CO2-Gemisch unten, während das Wasserstoffgas oben im Behälter gesammelt und als Brennstoff für die Verbrennung verwendet wird.
Dieses Lösungsmittel-CO2-Gemisch wird weiter erhitzt, wodurch das CO2 aufsteigt und zur Kompression und Sequestrierung gesammelt wird. Die schwerere Aminlösung wird am Boden zur Wiederverwendung gesammelt.
Dieses Verfahren erfasst eine viel höhere CO2-Konzentration als die Nachverbrennung und ist kostengünstiger, kann jedoch nicht mit älteren Kraftwerken verwendet werden.
Eine teure Sequestrierung
Mit der aktuellen Technologie werden die Kosten für die Sequestrierung auf einen Wert zwischen geschätzt. 100 und 300 Dollar pro Tonne CO2-Emissionen, die vermieden werden. Darüber hinaus macht die Abscheidung von CO2 nach Schätzungen nur drei Viertel der Gesamtkosten der Sequestrierung aus.
Die Kosten für Speicherung, Transport und Überwachung müssen zu den Gesamtkosten addiert werden. Darüber hinaus könnte das Hinzufügen der vorhandenen Technologien zur Abscheidung von CO2 zu einem Stromerzeugungsprozess bedeuten, dass Erhöhung der Stromkosten zwischen 2,5 und 4 Cent pro kWh abhängig von der Art des Prozesses.
Wir müssen berücksichtigen, dass die aktuellen Kosten für die Stromerzeugung für eine neue Kombikraftanlage in der Regel zwischen 3 und 5 Cent pro kWh während es zwischen liegt 4 und 5 Cent für ein moderneres, überkritisches Kohlekraftwerk.
Entwicklungen in die Technologien zur Kohlenstoffabscheidung
Andere Arten der Kohlenstoffabscheidungstechnologie werden ebenfalls getestet. Beispielsweise verwendet ein Startup in Huntsville, Alabama, riesige Ventilatoren, die auf Versandbehältern sitzen, um Luft über Filter zu ziehen, die Kohlendioxid aus der Außenluft einfangen.
In ersten Versuchen haben die Fans ungefähr erfasst 4000 Tonnen von Kohlendioxid jedes Jahr, ungefähr das gleiche wie das von 870 Fahrzeuge . Das Projekt wird ausgeführt von Globaler Thermostat Dies ist ein Startup, das sich auf die direkte Lufterfassung spezialisiert hat.
Wenn die Luftabscheidung vergrößert und mit einer effizienten Kohlenstoffspeicherung kombiniert wird, kann sie dazu beitragen, die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu verringern. Die direkte Luftabscheidung wird auch von anderen Unternehmen entwickelt, beispielsweise von Carbon Engineering aus British Columbia.
Einige Klimaforscher kritisierten jedoch die direkte Luftabscheidung und argumentierten, dass es noch nicht bewiesen sei, dass sie in großem Maßstab funktioniert, und dass dies eine Ablenkung von der tatsächlichen Lösung zur Begrenzung des Wachstums darstellt. Dies gibt Unternehmen und Ländern eine Entschuldigung, um eine direkte Emissionsreduzierung zu vermeiden.Andere weisen darauf hin, dass noch irgendeine Art von Technologie zur Kohlenstoffabscheidung benötigt wird, e ven wenn wir alles andere tun, um Emissionen zu senken und zu erfassen.
Ein Schweizer Unternehmen Kletterwerk, hat einen anderen Ansatz gewählt, indem Methoden entwickelt wurden, um gebundenes und komprimiertes CO2 als Dünger für den Anbau von Pflanzen in Gewächshäusern zu verwenden.
Das Unternehmen möchte erfassen 1 Prozent der weltweiten jährlichen Kohlendioxidemissionen bis 2025.
Statistik anzeigen dass im Jahr 2019 die CO2-Konzentration in der Atmosphäre aufgezeichnet wurde 415 Teile pro Million . Dies ist der höchste Wert, der jemals erreicht wurde, was ein Beweis für die Dringlichkeit solcher Entwicklungen ist.
Letzte Worte
Der Klimawandel ist ein Problem, das von Tag zu Tag größer wird. Allerdings kann die Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoff ein vielversprechender Weg sein, um einige dieser Probleme auf lange Sicht zusammen mit anderen systemischen Veränderungen zu mildern.