Ами ако беше възможно просто да изсмучете всички вредни замърсители от въздуха, така че да не са толкова неприятно? Ами ако също беше възможно тези атмосферни замърсители да бъдат превърнати обратно във изкопаеми горива или евентуално екологично чисти био горива? Защо тогава бихме могли да се тревожим далеч по-малко за смог, респираторни заболявания и ефекти, които високите концентрации на тези газове имат върху планетата.
Това е основата на Carbon Capture - сравнително нова концепция, при която въглеродният диоксид се улавя в точни източници - като фабрики, инсталации за природен газ, горивни централи, големи градове или друго място, където се знае, че са открити големи концентрации на CO 2 , След това този CO² може да се съхранява за бъдеща употреба, да се преобразува в биогорива или просто да се върне обратно в Земята, така че да не влиза в атмосферата.
Описание:
Подобно на много други скорошни разработки, улавянето на въглерод е част от нов набор от процедури, които са общо известни като геоинженеринг. Целта на тези процедури е да променят климата, за да противодействат на последиците от глобалното затопляне, като обикновено се насочат към един от основните парникови газове. Технологията съществува от известно време, но едва през последните години тя е предложена като средство за борба с изменението на климата.
Понастоящем улавянето на въглерод най-често се използва в инсталации, които разчитат на изгаряне на изкопаеми горива, за да генерират електричество. Този процес се осъществява по един от трите основни начина - след изгаряне, предварително горене и изгаряне с кислород. След изгарянето се включва отстраняване на CO2 след изгарянето на изкопаемото гориво и се превръща в димните газове, които се състоят от CO2, водна пара, серен диоксид и азотен оксид.
Когато газовете преминават през димоотвод или комин, CO 2 се улавя от „филтър“, който всъщност се състои от разтворители, които се използват за абсорбиране на CO2 и водна пара. Тази техника е ефективна, тъй като такива филтри могат да бъдат преоборудвани за по-стари инсталации, като се избягва необходимостта от скъп ремонт на електроцентралата.
Предимства и предизвикателства:
Резултатите от тези процеси досега са обнадеждаващи - които се гордеят с възможността до 90% от CO 2 да бъдат отстранени от емисиите (в зависимост от типа инсталация и използвания метод). Съществуват обаче опасения, че някои от тези процеси допринасят за общите разходи и енергопотребление на електроцентралите.
Според доклада от 2005 г. на Междуправителствения комитет по изменението на климата (IPCC), допълнителните разходи варират от 24 до 40% за електроцентрали за въглища, 11 до 22% за централи с природен газ и 14 до 25% за комбиниран цикъл на газификация на въглища системи. Допълнителната консумация на енергия също създава повече по отношение на емисиите.
В допълнение, докато операциите с CC могат да намалят драстично CO 2, те могат да добавят други замърсители във въздуха. Количествата вид замърсители зависят от технологията и варират от амоняк и азотни оксиди (NO и NO²) до серни оксиди и сероокиси (SO, SO², SO³, S²O, S²O³ и др.). Изследователите обаче разработват нови техники, които се надяват да намалят както разходите, така и потреблението и да не генерират допълнителни замърсители.
Примери:
Добър пример за процеса на улавяне на въглерод е проектът Petro Nova, електроцентрала с въглища в Тексас. Този завод започна да бъде модернизиран от Министерството на енергетиката на САЩ (DOE) през 2014 г., за да побере най-голямата операция по улавяне на въглерод след изгаряне в света.
Състои се от филтри, които биха улавяли емисиите, и инфраструктура, която би го поставила обратно на Земята, DOE изчислява, че тази операция ще може да улавя 1,4 милиона тона CO2 това по-рано би било пуснато във въздуха.
В случай на предварително изгаряне CO 2 се улавя, преди изкопаемото гориво дори да изгори. Тук въглищата, нефта или природният газ се нагряват в чист кислород, което води до смес от въглероден оксид и водород. След това тази смес се обработва в каталитичен конвертор с пара, която след това произвежда повече водород и въглероден диоксид.
След това тези газове се подават в колби, където се обработват с амин (който се свързва с CO 2, но не с водород); След това сместа се загрява, което води до нарастване на CO 2, където може да се събира. В крайния процес (изгаряне с кислородно гориво) изкопаемото гориво се изгаря в кислород, което води до газова смес от пара и CO 2. Парата и въглеродният диоксид се разделят чрез охлаждане и компресиране на газовия поток и след като се разделят, CO 2 се отстранява.
Други усилия за улавяне на въглерод включват изграждане на градски структури със специални съоръжения за извличане на CO² от въздуха. Примери за това включват Torre de Especialidades в Мексико Сити - болница, която е заобиколена от фасада от 2500 м², съставена от Prosolve370e. Проектирана от базираната в Берлин фирма Elegant Embellishments, тази специално оформена фасада е в състояние да канализира въздуха през решетките си и разчита на химически процеси за филтриране на смог.
Китайската кула Phoenix - планиран проект за поредица от кули в Ухан, Китай (която също ще бъде най-високата в света) - също се очаква да бъде оборудвана с операция за улавяне на въглерод. Като част от визията на дизайнерите за създаване на сграда, която е едновременно впечатляващо висока и устойчива, те включват специални покрития от външната страна на структурите, които ще изтеглят CO² от местния въздушен град.
Тогава има идеята за „изкуствени дървета“, която беше предложена от професор Клаус Лакнер от катедрата по земно и екологично инженерство в Колумбийския университет. Съставени от пластмасови листа, покрити със смола, съдържаща натриева карбонация - която в комбинация с въглероден диоксид създава натриев бикарбонат (известен още като сода за хляб) - тези „дървета“ консумират СО2 по същия начин, както правят истинските дървета.
Ефективна версия на същата технология, използвана за почистване на CO 2 от въздух в подводници и космически совалки, след това фронтовете се почистват с вода, която в комбинация с натриевия бикарбонат дава разтвор, който лесно може да бъде превърнат в биогориво.
Във всички случаи процесът на улавяне на въглерод се свежда до намирането на начини за премахване на вредните замърсители от въздуха, за да се намали отпечатъкът на човечеството. Съхранението и повторната употреба също влизат в уравнението с надеждата да се даде повече време на изследователите да разработят алтернативни източници на енергия.
Написахме много интересни статии за улавянето на въглерод тук в Space Magazine. Ето какво е въглероден диоксид? Какво причинява замърсяването на въздуха? Какво става, ако изгорим всичко? Гледайте глобалното затопляне: Как въглеродният диоксид кърви по цялата земя и светските нужди трябва да се стремят към почти нулеви въглеродни емисии.
За повече информация как работи Carbon Capture, не забравяйте да разгледате това видео от организацията за улавяне и съхранение на въглерод:
Ако искате повече информация на Земята, проверете ръководството за изследване на слънчевата система на НАСА на Земята. И ето линк към обсерваторията на Земята на НАСА
Имаме и епизоди на Astronomy Cast, свързани с планетата Земя и изменението на климата. Слушайте тук, Епизод 51: Земята, Епизод 308: Климатични промени.
Източници:
- Уикипедия - улавяне и съхранение на въглерод
- Асоциация за съхранение на въглерод - какво е CCS?
- Зелени факти - CO² улавяне и съхранение
- Глобален CCS институт - Какво е CCS?
