Da sich die Welt weiter erwärmt und Kohlendioxid weltweit weiterhin mit Rekordraten ausgestoßen wird, wird eine größere Diskussion darüber geführt, wie nicht nur künftige Verschmutzungen verhindert werden können, sondern auch bereits in der Luft befindliche Emissionen beseitigt oder beseitigt werden können.
beim Bordsteinkanten Treibhausgasemissionen ist zu einem Schlüsselziel für eine große Anzahl von Ländern auf der ganzen Welt geworden. Es ist nicht zu übersehen, dass der Klimawandel bereits vorhanden ist und an vielen Orten bereits Störungen und Katastrophen verursacht. Forscher auf der ganzen Welt entwickeln neue Verfahren, um zur Reduzierung beizutragenAufgrund der Menge der Emissionen, die in die Atmosphäre freigesetzt werden, wird dieser Prozess als Kohlenstoffabscheidung bezeichnet.
Kohlendioxidgas ist in der Atmosphäre natürlich vorhanden und spielt mehrere wichtige Rollen in der Umwelt. Es ist ein Treibhausgas, das Wärme in der Atmosphäre einfängt, eine Rolle bei der Verwitterung von Gesteinen spielt und eine Kohlenstoffquelle darstelltfür Pflanzen und für die Photosynthese notwendig.
Ohne den Treibhauseffekt wären die Ozeane fest gefroren und die Erde wäre zu kühl für das Leben, wie wir es kennen. Wenn Kohlendioxid in unserer Atmosphäre jedoch zu häufig vorkommt, kann es zu viel Wärme einfangen und dieAtmosphäre, um sich zu sehr aufzuwärmen.
Dies ist genau die Situation, die wir jetzt sehen, wenn menschliche Aktivitäten der Atmosphäre größere Mengen Kohlendioxid hinzufügen. Wir setzen dort mehr ein, als die natürlichen Kohlenstoffkreislaufprozesse bewältigen können.
Es besteht jedoch die Hoffnung, dass die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung dazu beitragen kann, einen Teil dieses überschüssigen CO2 zu entfernen - theoretisch.
Was ist Carbon Capture-Technologie?
Technologie zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung oder -bindung ist der Prozess, bei dem CO2-Abfälle aus der Luft aufgefangen und so gespeichert werden, dass sie nicht wieder in die Atmosphäre gelangen. Diese Definition mag etwas vage erscheinen, liegt aber daran, dass sie vorhanden istsind eine Vielzahl von Methoden, die untersucht werden.
Einige Arten der Kohlenstoffabscheidungstechnologie konzentrieren sich auf die Emission von Quellen und die Entwicklung von Methoden zum Herausfiltern von Kohlenstoff aus Kraftwerken und Produktionsanlagen, bevor diese entweichen, mithilfe von Techniken wie Absorption, Adsorption, Schleifenbildung oder Membrangastrennung. Andere Arten der KohlenstoffabscheidungTechnologiefokus auf das Filtern von Kohlenstoff aus der Luft.
Sobald der Kohlenstoff aufgefangen ist, gibt es im Wesentlichen zwei Möglichkeiten: Lagern Sie ihn an einem Ort, an dem er nie wieder verschmutzen kann, oder verwandeln Sie ihn in etwas Nützliches.
Wenn man sich auf Letzteres konzentriert, kann eingefangenes Kohlendioxid zur Herstellung von Kunststoffen, Karbonatgetränken oder sogar zum Anbau von Pflanzen verwendet werden!
Da jedoch nicht so viel Nachfrage nach gebundenem Kohlendioxid besteht wie Angebot, konzentriert sich der Großteil der Technologien zur Kohlenstoffabscheidung auf die Sequestrierung. Der Kohlenstoff wird an einem Ort platziert, an dem er nicht zur Klimakrise beitragen kann. Eine der häufigsten MöglichkeitenUm dies zu tun, muss es tief in die Erde gepumpt werden, in unterirdischen Stauseen, wo es für eine sehr lange Zeit - möglicherweise für Tausende von Jahren - nicht in die Atmosphäre gelangt. Schließlich sind dies die meisten Kohlenstoffgase und Kohlenstoffprodukte wie Öl undErdgas stammt in erster Linie aus.
Ein Begriff, der bei der Kohlenstoffabscheidung berücksichtigt werden sollte, ist der von CCUS . Es steht für C Arbon C apture, U Tilisation und S Torage. CCUS wird als Bezeichnung für Projekte verwendet, die die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung implementieren.
Derzeit laufen weltweit eine Reihe von CCUS-Projekten, aber es gibt nur ungefähr 50 kommerzielle derzeit in Arbeit, da sich die Technologie noch in einem frühen Stadium befindet.
Diese Projekte sind eine wachsende Notwendigkeit. Bei ordnungsgemäßer Umsetzung wird geschätzt, dass diese Projekte die CO2-Emissionen weltweit um etwa ein Fünftel senken und die Kosten für die Bekämpfung der Klimakrise um senken. 70 Prozent . Das sind einige ernsthafte Zahlen.
Wie funktioniert die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung?
Die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung ist nicht so neu, wie Sie vielleicht denken. Die Kerntechnologien gibt es bereits seit einiger Zeit und sie wurden verwendet, um die Rückgewinnung von Öl und Erdgas effizienter zu gestalten.
Um Kohlendioxid einzufangen und zu binden, haben sich Wissenschaftler und Ingenieure auf drei Kernbereiche konzentriert.
1. Das Kohlendioxid einfangen und von anderen Gasen trennen
2. Transportieren Sie das Kohlendioxid zu einem Lagerort.
3. Speichern Sie das Kohlendioxid
Die Einfang- und Trennvorgang ist der Hauptteil der Innovation in der Kohlenstoffabscheidungstechnologie. Wenn man sich auf einen der Anwendungsfälle der Kohlenstoffabscheidung konzentriert und Kohlenstoff aus den Kraftwerksemissionen entfernt, kann der Kohlenstoff auf verschiedene Arten abgefangen werden. Er kann aufgefangen werdenvor dem Verbrennen des Kohlenstoffbrennstoffs, nach dem Verbrennen oder sogar während des Verbrennens.
Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen erzeugen Wärme um Dampf zu erzeugen und damit Generatoren anzutreiben durch Verbrennung von kohlenstoffintensiven fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl oder Erdgas.
Bei einer Methode zur Kohlenstoffabscheidung nach der Verbrennung wird einfach ein Filter verwendet, um Kohlendioxid aus den Abgasen zu absorbieren. Dieser Filter enthält ein Lösungsmittel, das nach dem Abfangen von CO2 erhitzt werden kann und konzentrierten CO2-Dampf zurücklässt.
Diese Methode ist effektiv und kann bis zu 90 Prozent des Kohlendioxids aus einigen Emissionsquellen entfernen. Da das Endergebnis jedoch gasförmiges CO2 ist, kann diese Methode kostspielig sein, da das Gas dann für den Versand und die Sequestrierung komprimiert werden muss.
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Bei der Kohlenstoffabscheidung vor der Verbrennung werden spezielle Protokolle für die Verbrennung fossiler Brennstoffe verwendet, die die Vorverbrennung der Kohlenstoffgasemissionen trennen. Die fossilen Brennstoffe werden in einer Umgebung mit reinem Sauerstoff erhitzt, in der eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff entstehtGas. Diese Abgase strömen dann durch einen Katalysator und wandeln sie chemisch in Kohlendioxid und Wasserstoffgas um. Eine Chemikalie namens Amin wird mit diesem Gasgemisch gemischt, das an das Kohlendioxid bindet. Dieses Amin-CO2-Gemisch sinkt auf den Boden vonTanks, während das Wasserstoffgas nach oben steigt, wo es dann herausgeleitet wird. Nachdem der Wasserstoff entfernt wurde, wird das Amingemisch erhitzt, wodurch sich das Kohlendioxid abscheidet und zur Extraktion auf die Oberseite der Tanks steigt.
Bei diesem Verfahren wird auch Wasserstoffgas gesammelt, das auch für eigene Zwecke nützlich ist.
Es ist jedoch sehr schwierig, vorhandene Anlagen für die Vorverbrennung nachzurüsten. Daher ist diese Methode viel praktikabler, wenn die benötigte Ausrüstung speziell in das Anlagendesign integriert ist. Bei ordnungsgemäßer Implementierung ist sie jedoch eine relativ kostengünstige Methode fürKohlenstoffabscheidung und kann bis zu 90 Prozent der Kohlenstoffemissionen herausfiltern.
Es gibt auch eine Kohlenstoffabscheidung mit Sauerstoffverbrennung. Bei diesem Prozess wird fossiler Brennstoff in Gegenwart von Sauerstoff verbrannt, wodurch ein Gemisch aus Dampf und Kohlendioxidgas entsteht. Dieses Gemisch wird dann abgekühlt, wodurch der Dampf wieder zu Wasser kondensiertwährend das CO2 gasförmig bleibt, wodurch es leicht entfernt werden kann.
Es gibt auch andere Techniken zur Kohlenstoffabscheidung, die außerhalb von Kraftwerken verwendet werden. Zum Beispiel gibt es Carbon Capture Filter die Luft durch Basaltmineralien drücken, die sich mit Kohlendioxid verbinden, um eine Mineral-CO2-Aufschlämmung zu erzeugen. Die Aufschlämmung kann dann zur Speicherung tief in die Erde gepumpt werden.
Es gibt auch Filter zur direkten Kohlenstoffabscheidung in der Luft, die die Luft über Chemikalien drücken, die reagieren und an das CO2 binden. Dieses System hat den Vorteil, dass Kohlenstoff fast überall aus der Luft entfernt werden kann, nicht nur in Anlagen für fossile Brennstoffe.
In den meisten Fällen wird der entstehende gebundene Kohlenstoff zur Speicherung tief in die Erde gepumpt, da er nicht mehr benötigt wird und das ultimative Ziel darin besteht, zu verhindern, dass er die Atmosphäre verschmutzt.
Dieses Pumpen von Kohlendioxidgas und kohlenstoffhaltigen Verbindungen in die Erde schließt den Kreis des Kohlenstoffs. Von dort wurde es einst von Erdgas- und Ölunternehmen abgepumpt, in ein Gas verbrannt und kehrt nun zurück, nachdem es von CCUS eingefangen wurdeProjekte.
Kohlendioxid wird jedoch nicht immer nur für die Ewigkeit in den Boden gepumpt, sondern manchmal auch zur Herstellung von Bier und Pommes. Die Chiphersteller Wanderer hat sich mit britischen Brauereien zusammengetan, um das Kohlendioxid aus dem Fermentationsprozess zu gewinnen. Dieses Kohlendioxid wird dann mit Kartoffelabfällen gemischt, um einen Dünger für den Anbau neuer Kartoffelkulturen zu erzeugen, aus dem dann neue Chips hergestellt werden können. Dies ist eine innovative Methodeden Kohlenstoff sinnvoll zu nutzen und eine Möglichkeit hervorzuheben, wie Kohlenstoff von Pflanzen auf natürliche Weise aus der Atmosphäre herausgefiltert wird.
Zusammen mit anderen Arten von Projekten zur Reduzierung von Treibhausgasen besteht die Hoffnung, dass Projekte zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung dazu beitragen werden, die Zukunft der Weltatmosphäre ein wenig heller zu gestalten.