Hiilen talteenotto ja varastointi Chris Jonesin kanssa

Tiedeyhteisössä vallitsee laaja yksimielisyys siitä, että ihmisen synnyttämät kasvihuonekaasupäästöt (GHG) aiheuttavat ilmaston lämpenemistä. Jos voimme päästää niitä, voisimmeko ottaa ne talteen ja poistaa ne? Vastaus on kyllä, mutta ei ehkä yhtä helposti. Mutta me pystymme vangitsemaan ne, ja me olemme. Todelliset kysymykset ovat, voimmeko tehdä sen tarpeeksi nopeasti ja riittävän suureksi, jotta voimme vaikuttaa, ja onko meillä varaa siihen dollareissa ja energiassa?

Hiilidioksidin talteenotolla tarkoitetaan eri lähteistä, kuten voimalaitoksista ja teollisuuslaitoksista, peräisin olevien hiilidioksidipäästöjen (CO2) talteenottoa ja niiden varastointia tai hyödyntämistä ilmakehään päästöjen estämiseksi. Erilaisia talteenottomenetelmiä on, mukaan lukien palamisen jälkeinen talteenotto ja palamista edeltävä talteenotto. Kussakin menetelmässä CO2 erotetaan muista savukaasuista tai pakokaasuvirroista.

VIDEO JA KESKEISTEN KYSYMYSTEN TRANSKRIPTIO

Mitä hiilidioksidin talteenotto on?

Hiilidioksidin talteenotto on yksi menetelmistä, jotka otetaan käyttöön ilmakehän hiilidioksidipitoisuuksien hallitsemiseksi. Muita keinoja ovat uusiutuvan sähkön käyttö, vähähiilisen sähkön käyttö kuten ydinvoima. Loppujen lopuksi meidän on kuitenkin joko estettävä hiilidioksidin pääsy ilmakehään keräämällä se vapautumislähteeksi tai imettävä hiilidioksidi ilmakehästä jollakin tavalla.

Mikä on tämänhetkinen tilanne?

Päästämme vuosittain noin 50 gigatonnia kasvihuonekaasuja, mikä on noin 70 % hiilidioksidista. Noin 20 % on metaania, viisi 8 % typpioksidia. Lisäksi on olemassa kasvikemikaaleja, jotka kiinnostavat erityisesti omaa teollisuuttamme. Nykyään hiilidioksidin talteenottomenetelmissä on kyse hiilidioksidin talteenotosta. Tällä hetkellä talteenotamme noin 70 miljoonaa tonnia hiilidioksidia vuodessa.

IEA toivoo, että vuoteen 2030 mennessä talteenotamme 800 miljoonaa tonnia hiilidioksidia. Tähän mennessä suunnitelmissa on vain noin 200 miljoonaa tonnia, joten olemme melko pitkällä. Jääkohteet. Hiilidioksidin pääasialliset lähteet teollisesta näkökulmasta ovat energiantuotanto fossiilisista polttoaineista, joka ylittää lähes kaiken muun. Jos tarkastellaan muita teollisia lähteitä, rauta- ja terästeollisuus tuottaa noin kaksi ja puoli gigatonia vuodessa.

Myös betoni- ja sementtiteollisuus tuottaa noin 2,5 gigatonnia ja alumiiniteollisuus noin 2,5 gigatonnia vuodessa. Hiilidioksidin talteenoton tärkeimmät vaiheet. Ensin on päätettävä, missä kuvaus tapahtuu. Onko se esipoltto ennen polttoaineen polttamista? Onko se palamisen jälkeen, kun olet polttanut polttoaineen?

Sitten on erotusprosessi, jossa hiilidioksidi on erotettava muista kaasuista. Kun hiilidioksidi on erotettu, on olemassa jonkinlainen kuljetustoiminta joko laivalla, putkilinjalla tai kuorma-autolla.

Mitä ovat esi- ja jälkipoltto?

Prosessin poltto-osa on erittäin tärkeä. Esipoltto on itse asiassa yksi vanhimmista hiilidioksidin talteenottotekniikoista, jossa hiilidioksidi poistetaan jostakin kaasumuodosta. Historiallisesti se olisi ollut hiilikaasua, mutta viime aikoina maakaasua.

Jälkipolttotekniikoissa käytetään jonkinlaista polttoainetta. Kuvitellaanpa, että käytössä on maakaasua, joka sekoitetaan ilmaan palamista varten. Sen jälkeen hiilidioksidi on erotettava typestä ja jäännöshapesta. Se on melko alhainen pitoisuus, ja mitä alhaisempi pitoisuus, sitä enemmän energiaa, sitä monimutkaisempia ja sitä pääomaintensiivisempiä erotusprosessit ovat.

Miten erottelemme hiilen?

Hiilidioksidilähteen luomisen jälkeen on olemassa erilaisia erottelutekniikoita. Yksi menetelmistä on jonkinlaisen märkäpesurin läpi kulkeminen, joka imee hiilidioksidia, toinen muoto on kiinteitä absorbereita, kalvoja, joita voidaan käyttää, sekä kryoprosesseja.

Osaatko selittää käsitteen CCUS?

CCU tarkoittaa hiilen talteenottoa tai varastointia.

Hiilidioksidia voidaan käyttää kemiallisena raaka-aineena natriumkarbonaatin eli soodan valmistuksessa, sitä voidaan käyttää etikan valmistuksessa, sitä voidaan käyttää etanolin valmistuksessa ja sitä voidaan käyttää lentopolttoaineen valmistuksessa.

Varastointimekanismit, etsimme rutiininomaisesti tapoja sitoa hiilidioksidia pitkäksi aikaa. Ei ole mitään syytä palauttaa sitä ympäristöön, josta se sitten vapautuu nopeasti, mikä olisi täydellistä energianhukkaa.

Varastointimekanismeihin kuuluisi yleensä sen sijoittaminen johonkin geologiseen rakenteeseen. Suolakuvut ovat klassisia, koska ne eivät ole kovin läpäiseviä. Sen jälkeen käyttäisimme sitä toisena lähteenä, jota kutsutaan ponneaineeksi, ja poistaisimme jäljelle jääneen maakaasun ja öljyn lähes loppuun kuluneista öljy- ja kaasukaivoista. Sitä voidaan käyttää myös metaanin poistamiseen hiilikaivoksista.

Kaikkien näiden sovellusten ideana on, että hiilidioksidi sijoitetaan periaatteessa rakenteeseen, jossa se pysyy.