As dit net so maklik was. Olivier Le Moal / Shutterstock
Volgens 'n onlangse groot VN verslag, as ons die temperatuurstyging tot 1.5 ° C moet beperk en die katastrofale gevolge van klimaatsverandering moet voorkom, moet ons globale CO₂-emissies tot net nul deur 2050 verminder. Dit beteken dat die gebruik van fossielbrandstowwe brandstof vinnig verwyder word - maar om daardie oorgang te kweek en die gebiede te verreken waarvoor daar tans geen vervanging vir brandstof is nie, moet ons CO₂ aktief uit die atmosfeer verwyder. Om bome te plant en te hergroei is a groot deel van hierdie oplossing, maar ons sal hoogs waarskynlik verdere tegnologiese hulp benodig as ons klimaatverdeling moet voorkom.
So toe onlangse nuus uitgevind het dat die Kanadese maatskappy Carbon Engineering sommige bekende chemie aangewend het om CO₂ uit die atmosfeer te vang teen 'n koste van minder as $ 100 per ton, het baie mediabronne die mylpaal as 'n magic bullet. Ongelukkig is die groot prentjie nie so eenvoudig nie. Dit is 'n delikate besigheid om die balans van koolstofbron tot koolstofafvoer regtig te tik. Ons is van mening dat die koolstofkoste wat betrokke is en waarskynlik stroomaf gebruik van CO₂-gevangenis beteken dat Carbon Engineering se "bullet" niks anders as towerkers is nie.
Aangesien CO₂ slegs vir 0.04% van die molekules in ons lug verantwoordelik is, kan dit dalk 'n tegnologiese wonder wees. Maar chemici doen dit sedert die 18de eeu op klein skale, en dit kan selfs gedoen word - alhoewel ondoeltreffend - met voorrade van die plaaslike hardewarewinkel.
Soos sekondêre skoolchemie studente sal weet, reageer CO₂ met kalkwater (kalsiumhidroksiedoplossing) om melkwit onoplosbare kalsiumkarbonaat te gee. Ander hidroksiede vang CO₂ op dieselfde manier. Litiumhidroksied was die basis van die CO₂ absorbeerders wat die ruimtevaarders op Apollo 13 gehou het, en kaliumhidroksied CO₂ so doeltreffend vasneem dat dit gebruik kan word om die koolstofinhoud van 'n verbrandde stof te meet. Die 19-eeuse apparaat wat in laasgenoemde prosedure gebruik word, het nog steeds op die Amerikaanse Chemical Society se logo.
Ongelukkig is dit nie meer 'n kleinskaalse probleem nie - ons moet nou miljarde ton CO2 en vinnig vasvang.
Koolstofingenieurswese se tegniek is hidroksied chemie op sy beste. By sy vlieënieraanleg in British Columbia word lug deur groot aanhangers ingehaal en blootgestel aan kaliumhidroksied, waarmee CO₂ reageer om oplosbare kaliumkarbonaat te vorm. Hierdie oplossing word dan gekombineer met kalsiumhidroksied, wat soliede en maklik skeibare kalsiumkarbonaat lewer, saam met kaliumhidroksiedoplossing, wat hergebruik kan word.
Hierdie deel van die proses kos relatief min energie en die produk is hoofsaaklik kalksteen - maar om berge van kalsiumkarbonaat te maak, los ons probleem nie op nie. Alhoewel kalsiumkarbonaat gebruike in landbou en konstruksie het, sal hierdie proses te veel as 'n kommersiële bron wees. Dit is ook nie 'n praktiese opsie vir staatsgefinansierde koolstofopberging as gevolg van die massiewe hoeveelhede kalsiumhidroksied wat benodig word nie. Om haalbaar te wees, moet direkte lugopname gekonsentreerde CO₂ vervaardig as sy produk, wat veilig gestoor kan word of gebruik kan word.
So word die vaste kalsiumkarbonaat verhit tot 900 ° C om suiwer CO₂ te herstel. Hierdie laaste stap benodig 'n groot hoeveelheid energie. In Koolstofingenieurswese se natuurlike gas-aangedrewe plant, genereer die hele siklus 'n halwe ton CO₂ vir elke ton wat van die lug gevang word. Die plant lok hierdie ekstra CO₂ en kan natuurlik deur hernubare energie aangewend word vir 'n gesonder koolstofbalans - maar die probleem van wat met al die gevang gas moet gebeur, bly.
Switserse opstartmaatskappy Climeworks gebruik soortgelyke CO₂ aan help fotosintese en verbeter gewasopbrengs in nabygeleë kweekhuise, maar tot dusver is die prys nêrens naby kompeterend nie. CO₂ kan elders verkry word vir so min as een tiende van Carbon Engineering se $ 100 bottom line. Daar is ook baie goedkoper maniere vir regerings om emissies te verreken: dit is baie makliker om CO₂ by die emissiebron vas te lê, waar die konsentrasie baie hoër is. So hierdie tegnologie is waarskynlik hoofsaaklik belangstel hoë-emitting nywerhede wat kan voordeel trek uit CO₂ met groen geloofsbriewe.
Byvoorbeeld, een van die sleutelbeleggers in Carbon Engineering se vang tegnologie is Occidental Petroleum, 'n belangrike gebruiker van Verbeterde Olieherstel metodes. In een so 'n metode word CO₂ in olieputte gepomp om die hoeveelheid ru-olie wat herstel kan word, te verhoog, te danke aan verhoogde weldruk en / of die vloei eienskappe van die olie self. Maar met inbegrip van die energiekoste om hierdie ekstra olie te vervoer en te verfyn, sal die gebruik van die tegnologie op hierdie manier waarskynlik net uitstoot verhoog, nie verminder nie.
Nog 'n sleutel praat van Carbon Engineering se bedrywighede is sy Lug na brandstof tegnologie, waarin CO₂ omskep word in brandbare vloeibare brandstof, gereed om weer verbrand te word. Teoreties bied dit 'n koolstofneutrale brandstofsiklus, met dien verstande dat elke stap van die proses aangedryf word met hernubare energie. Maar selfs hierdie gebruik is nog steeds ver van 'n negatiewe uitlaat tegnologie.
Metaal-organiese raamwerke is poreuse vaste stowwe wat in staat is om CO₂ vas te vang.
Daar is belowende alternatiewe op die horison. Metaal-organiese raamwerke is sponsagtige vaste stowwe wat die ekwivalente CO₂-oppervlak van 'n sokkerveld in die grootte van 'n suikerkubus. Die gebruik van hierdie oppervlaktes vir CO₂-opvang verg baie minder energie - en maatskappye het hul kommersiële potensiaal begin verken. Grootskaalse produksie is egter nie vervolmaak nie, en vrae oor hul langtermynstabiliteit vir volgehoue CO₂-opvangprojekte beteken dat hul hoë koste nog nie verdien word nie.
Met min kans dat tegnologie wat nog in die laboratorium is, gereed sal wees vir gigatonne-skaalopname binne die volgende dekade, is die metodes van Carbon Engineering and Climeworks die beste wat ons tans het. Maar dis belangrik om te onthou dat hulle nêrens naby perfek is nie. Ons sal moet oorskakel na meer doeltreffende metodes van CO2-vang sodra ons dit kan. As Koolstofingenieurswese se stigter David Keith self punte uit, koolstofverwyderingstegnologieë word oorheers deur beleidmakers en het tot dusver "buitengewoon min" navorsingsbefondsing ontvang.
Meer oor die algemeen moet ons die versoeking weerstaan om direkte lugvang te sien as 'n magiese koeël wat ons red van ons koolstofverslawing. Die vermindering of neutralisering van die koolstoflas in die lewensiklus van koolwaterstofbrandstowwe kan 'n stap wees in die rigting van negatiewe emissietegnologieë. Maar dis net 'n stap. Nadat ek so lank aan die verkeerde kant van die koolstofgrootboek is, is dit verby om verder te kyk as om net te breek.
Oor Die Skrywer
Chris Hawes, dosent in anorganiese chemie, Keele Universiteit
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
verwante Boeke
