Ce se întâmplă dacă ar fi posibil să aspiri pur și simplu toți poluanții nocivi din aer, astfel încât să nu fie o astfel de problemă? Ce se întâmplă dacă ar fi posibil și transformarea acestor poluanți atmosferici în combustibili fosili sau, eventual, ecologici? De ce, atunci am putea să ne preocupăm cu mult mai puțin de smog, de afecțiunile respiratorii și de efectele pe care planeta le are concentrații mari ale acestor gaze.
Aceasta este baza Capturei de carbon, un concept relativ nou în care dioxidul de carbon este capturat la surse punctuale - cum ar fi fabricile, instalațiile de gaze naturale, instalațiile de combustibil, orașele majore sau orice alt loc unde se cunosc concentrații mari de CO². . Acest CO² poate fi apoi stocat pentru utilizare viitoare, transformat în biocombustibili sau pur și simplu introdus din nou pe Pământ, astfel încât să nu intre în atmosferă.
Descriere:
La fel ca multe alte dezvoltări recente, captarea de carbon face parte dintr-un nou set de proceduri care sunt cunoscute colectiv ca geoinginerie. Scopul acestor proceduri este de a modifica climatul pentru a contracara efectele încălzirii globale, în general, vizând unul dintre principalele gaze cu efect de seră. Tehnologia există de ceva vreme, dar abia în ultimii ani a fost propusă ca mijloc de combatere a schimbărilor climatice.
În prezent, captarea de carbon este cel mai adesea folosită în instalațiile care se bazează pe arderea combustibililor fosili pentru a genera electricitate. Acest procedeu se realizează într-unul din cele trei moduri de bază - post-ardere, pre-combustie și oxi-combustibil. Post-arderea presupune eliminarea CO2 după ce combustibilul fosil este ars și este transformat într-un gaz de ardere, care constă din CO2, vapori de apă, dioxizi de sulf și oxid de azot.
Când gazele circulă printr-un fum sau coș de fum, CO² este capturat de un „filtru” care constă de fapt din solvenți care sunt folosiți pentru a absorbi CO2 și vaporii de apă. Această tehnică este eficientă prin faptul că astfel de filtre pot fi reamenajate la uzine mai vechi, evitând necesitatea unei revizuiri costisitoare a centralelor electrice.
Beneficii și provocări:
Rezultatele acestor procese au fost până acum încurajatoare - care se mândresc cu posibilitatea de a elimina până la 90% din CO² din emisii (în funcție de tipul instalației și de metoda folosită). Cu toate acestea, există îngrijorări ca unele dintre aceste procese să adauge la costul general și la consumul de energie al centralelor.
Conform raportului din 2005 al Comitetului interguvernamental privind schimbările climatice (IPCC), costurile suplimentare variază între 24 și 40% pentru centralele de cărbune, 11 până la 22% pentru instalațiile de gaze naturale și 14-25% pentru gazificarea pe bază de cărbune pe ciclul combinat sisteme. De asemenea, consumul suplimentar de energie creează mai mult în calea emisiilor.
În plus, în timp ce operațiunile CC sunt capabile să reducă drastic CO², ele pot adăuga alți poluanți în aer. Cantitățile de tipuri de poluanți depind de tehnologie și variază de la amoniac și oxizi de azot (NO și NO²) până la oxizi de sulf și oxizi de disulfur (SO, SO², SO³, S²O, S²O³ etc.). Cu toate acestea, cercetătorii dezvoltă tehnici noi care speră că vor reduce atât costurile cât și consumul și nu vor genera poluanți suplimentari.
Exemple:
Un bun exemplu al procesului de captare a carbonului este proiectul Petro Nova, o centrală electrică pe cărbune din Texas. Această instalație a început să fie modernizată de către Departamentul de Energie al SUA (DOE) în 2014 pentru a găzdui cea mai mare operațiune de capturare a carbonului post-ardere din lume.
Constând din filtre care să capteze emisiile și infrastructura care să o plaseze înapoi pe Pământ, DOE estimează că această operațiune va putea capta 1,4 milioane tone de CO2 care anterior ar fi fost eliberată în aer.
În cazul pre-combustiei, CO² este prins înainte de a arde combustibilul fosil. Aici, cărbunele, petrolul sau gazele naturale sunt încălzite în oxigen pur, rezultând într-un amestec de monoxid de carbon și hidrogen. Acest amestec este apoi tratat într-un convertor catalitic cu abur, care produce apoi mai mult hidrogen și dioxid de carbon.
Aceste gaze sunt apoi introduse în baloane unde sunt tratate cu amină (care se leagă cu CO², dar nu cu hidrogen); amestecul este apoi încălzit, ceea ce face ca CO² să crească acolo unde poate fi colectat. În procesul final (combustie cu oxi-combustibil), combustibilul fosil este ars în oxigen, rezultând un amestec de gaze cu abur și CO². Aburul și dioxidul de carbon sunt separate prin răcirea și comprimarea fluxului de gaz, iar odată separate, CO² este îndepărtat.
Alte eforturi de captare a carbonului includ construcția de structuri urbane cu facilități speciale pentru a extrage CO² din aer. Exemple în acest sens includ Torre de Especialidades din Mexico City - un spital care este înconjurat de o fațadă de 2500 m² compusă din Prosolve370e. Proiectată de firma Elegant Embellishments cu sediul din Berlin, această fațadă în formă specială este capabilă să canalizeze aerul prin zăbrele sale și se bazează pe procese chimice pentru a filtra smogul.
Phoenix Towers din China - un proiect planificat pentru o serie de turnuri din Wuhan, China (care va fi, de asemenea, cea mai înaltă din lume) - este de asemenea prevăzut cu o operațiune de captare a carbonului. Ca parte a viziunii proiectanților de a crea o clădire care este impresionant de înaltă și durabilă, acestea includ acoperiri speciale la exteriorul structurilor care vor atrage CO² din aerul local.
Apoi, a apărut ideea pentru „copacii artificiali”, care a fost propusă de profesorul Klaus Lackner de la Departamentul de inginerie a Pământului și Mediului de la Universitatea Columbia. Constând din frunze de plastic care sunt acoperite cu o rășină care conține carbonatare de sodiu - care atunci când sunt combinate cu dioxid de carbon creează bicarbonat de sodiu (de asemenea, bicarbonat de sodiu) - acești „copaci” consumă CO² în același mod în care fac copacii reali.
O versiune rentabilă a aceleiași tehnologii folosite pentru a curăța CO² din aer în submarine și navete spațiale, frunzele sunt apoi curățate folosind apă care, atunci când este combinată cu bicarbonatul de sodiu, produce o soluție care poate fi transformată cu ușurință în biocombustibil.
În toate cazurile, procesul de captare a carbonului se reduce la găsirea unor modalități de a elimina poluanții nocivi din aer pentru a reduce amprenta umanității. Depozitarea și reutilizarea intră, de asemenea, în ecuație în speranța de a oferi cercetătorilor mai mult timp pentru a dezvolta surse alternative de energie.
Am scris multe articole interesante despre captarea de carbon aici la Space Magazine. Iată ce este dioxidul de carbon? Care sunt cauzele poluării aerului ?, Ce se întâmplă dacă ardem totul ?, ceas de încălzire globală: cum dioxidul de carbon sângerează pe pământ și nevoile mondiale să vizeze emisiile de carbon aproape-zero.
Pentru mai multe informații despre modul în care funcționează Carbon Capture, asigurați-vă că consultați acest videoclip de la organizația de captare și stocare a carbonului:
Dacă doriți mai multe informații pe Pământ, consultați Ghidul de explorare a sistemelor solare NASA pe Pământ. Și iată un link către Observatorul Pământ al NASA.
Avem, de asemenea, episoade despre Astronomy Cast despre planeta Pământ și Schimbările Climatice. Ascultă aici, episodul 51: Pământ, episodul 308: Schimbările climatice.
surse:
- Wikipedia - Captarea și stocarea carbonului
- Asociația de depozitare a capturilor de carbon - Ce este CCS?
- Fapte ecologice - Captare și stocare CO²
- Institutul Global CCS - Ce este CCS?
