Een 'meganiese boom' is ongeveer 1,000 2022 keer vinniger om koolstofdioksied uit lug te verwyder as 'n natuurlike boom. Die eerste is om in XNUMX in Arizona te begin werk. Illustrasie via Arizona State University
Twee eeue se verbranding van fossielbrandstowwe het meer koolstofdioksied, 'n kragtige kweekhuisgas, in die atmosfeer geplaas as wat die natuur kan verwyder. Soos wat CO2 opbou, is dit vang oortollige hitte vas naby die aarde se oppervlak, wat aardverwarming veroorsaak. Daar is nou soveel CO2 in die atmosfeer wat die meeste scenario's wys die beëindiging van emissies alleen sal nie genoeg wees nie om die klimaat te stabiliseer – die mensdom sal ook CO2 uit die lug moet verwyder.
Die Amerikaanse departement van energie het 'n nuwe doel op te skaal direkte lugopname, 'n tegnologie wat chemiese reaksies gebruik om vang CO2 uit lug op. Terwyl federale befondsing vir koolstofvaslegging dikwels kritiek uitlok omdat sommige mense dit as 'n verskoning sien vir die gebruik van fossielbrandstof om voort te gaan, sal koolstofverwydering in een of ander vorm waarskynlik steeds nodig wees, wys IPCC-verslae. Tegnologie om koolstof meganies te verwyder is in ontwikkeling en werk by 'n baie klein skaal, deels omdat huidige metodes buitensporig duur en energie-intensief is. Maar nuwe tegnieke word vanjaar getoets wat kan help om die energievraag en -koste te verlaag.
Ons het professor aan die Arizona State University gevra Klaus Lackner, 'n pionier in direkte lugopvang en koolstofberging, oor die stand van die tegnologie en waarheen dit op pad is.
Wat is direkte koolstofverwydering en hoekom word dit nodig geag?
Toe ek in die vroeë 1990's in koolstofbestuur belangstel, was wat my gedryf het die waarneming dat koolstof in die omgewing ophoop. Dit vat die natuur duisende jare om daardie CO2 te verwyder, en ons is op 'n trajek na veel hoër CO2 konsentrasies, ver bo enigiets wat mense ervaar het.
Die mensdom kan nie bekostig dat toenemende hoeveelhede oortollige koolstof in die omgewing ronddryf nie, so ons moet dit terugkry.
Nie alle emissies is van groot bronne, soos kragsentrales of fabrieke, waar ons CO2 kan vasvang soos dit uitkom. Ons moet dus die ander helfte van emissies hanteer – van motors, vliegtuie, om 'n warm stort te neem terwyl jou gasoond CO2 uitblaas. Dit beteken om CO2 uit die lug te trek.
Aangesien CO2 vinnig in die lug meng, maak dit nie saak waar in die wêreld die CO2 verwyder word nie – die verwydering het dieselfde impak. Ons kan dus direkte lugopvangtegnologie plaas waar ons beplan om die CO2 te gebruik of te berg.
Die metode van berging is ook belangrik. Om CO2 vir net 60 jaar of 100 jaar te stoor, is nie goed genoeg nie. As 100 jaar van nou af is al daardie koolstof terug in die omgewing, al wat ons gedoen het was om vir onsself te sorg, en ons kleinkinders moet dit weer uitvind. Intussen groei die wêreld se energieverbruik met ongeveer 2% per jaar.
Een van die klagtes oor direkte lugopname, benewens die koste, is dat dit energie-intensief is. Kan daardie energieverbruik verminder word?
Twee groot energiegebruike in direkte lugopvang is waaiers om lug in te trek en dan verhitting om die CO2 te onttrek. Daar is maniere om die energievraag vir albei te verminder.
Ons het byvoorbeeld in 'n materiaal afgekom wat CO2 aantrek wanneer dit droog is en dit vrystel wanneer dit nat is. Ons het besef ons kan daardie materiaal aan wind blootstel en dit sal met CO2 oplaai. Dan kon ons dit nat maak en dit sou vrystel die CO2 op 'n manier wat baie minder energie as ander stelsels vereis. Die byvoeging van hitte wat uit hernubare energie geskep word, verhoog die CO2-druk selfs hoër, so ons het 'n CO2-gas gemeng met waterdamp waaruit ons suiwer CO2 kan versamel.
Ons kan selfs meer energie bespaar as die opname passief is – dit is nie nodig dat waaiers die lug rondblaas nie; die lug beweeg op sy eie.
My laboratorium skep 'n metode om dit te doen, genaamd meganiese bome. Dit is lang vertikale kolomme skywe bedek met 'n chemiese hars, ongeveer 5 voet in deursnee, met die skywe ongeveer 2 duim uitmekaar, soos 'n stapel rekords. Soos die lug deurblaas, absorbeer die oppervlaktes van die skywe CO2. Na sowat 20 minute is die skyfies vol, en hulle sink in 'n vat hieronder. Ons stuur water en stoom in om die CO2 in 'n geslote omgewing vry te stel, en nou het ons 'n laedrukmengsel van waterdamp en CO2. Ons kan die meeste van die hitte wat ingegaan het om die boks te verhit, herwin, so die hoeveelheid energie wat nodig is vir verhitting is redelik klein.
Deur vog te gebruik, kan ons ongeveer die helfte van die energieverbruik vermy en vir die res hernubare energie gebruik. Dit verg wel water en droë lug, so dit sal nie oral ideaal wees nie, maar daar is ook ander metodes.
Kan CO2 veilig op lang termyn gestoor word, en is daar genoeg van daardie tipe berging?
Ek het in die 1990's aan die konsep van mineraalsekwestrasie begin werk en 'n groep by Los Alamos gelei. Die wêreld kan eintlik CO2 permanent wegsit deur voordeel te trek uit die feit dat dit 'n suur is en sekere gesteentes basis is. Wanneer CO2 reageer met minerale wat ryk is aan kalsium, dit vorm vaste karbonate. deur mineralisering van die CO2 soos hierdie, ons kan stoor 'n byna onbeperkte hoeveelheid koolstof permanent.
Byvoorbeeld, daar is baie basalt – vulkaniese rots – in Ysland wat met CO2 reageer en verander dit binne 'n paar maande in vaste karbonate. Ysland kan sertifikate van koolstofsekwestrasie aan die res van die wêreld verkoop omdat dit CO2 vir die res van die wêreld weglê.
Daar is ook groot ondergrondse reservoirs van olieproduksie in die Perm-kom in Texas. Daar is groot soutwaterdraers. In die Noordsee, 'n kilometer onder die seebodem, het die energiemaatskappy Equinor CO2 van 'n gasverwerkingsaanleg opgeneem en gestoor 'n miljoen ton CO2 per jaar sedert 1996, vermy Noorweë s'n belasting op CO2-vrystellings. Die hoeveelheid ondergrondse berging waar ons mineraalsekwestrasie kan doen, is veel groter as wat ons ooit vir CO2 sal benodig. Die vraag is hoeveel kan in bewese reserwe omgeskakel word
.Ons kan ook direkte lugopvang gebruik om die koolstoflus toe te maak – wat beteken CO2 word hergebruik, vasgevang en weer hergebruik om te verhoed dat meer geproduseer word. Op die oomblik gebruik mense koolstof uit fossielbrandstowwe om energie te onttrek. Jy kan CO2 omskakel na sintetiese brandstof – petrol, diesel of keroseen – wat geen koolstof in het nie deur die CO2 te meng met groen waterstof geskep met hernubare energie. Daardie brandstof kan maklik deur bestaande pypleidings gestuur word en vir jare gestoor word, sodat jy hitte en elektrisiteit in Boston op 'n winternag kan produseer deur energie te gebruik wat verlede somer as sonskyn in Wes-Texas versamel is. ’n Tenkvol “synfuel” kos nie veel nie, en dis meer kostedoeltreffend as ’n battery.
Die Departement van Energie het 'n nuwe doelwit gestel om die koste van koolstofdioksiedverwydering tot VS$100 per ton te verminder en dit vinnig binne 'n dekade op te skaal. Wat moet gebeur om dit 'n werklikheid te maak?
DOE maak my bang, want hulle laat dit klink asof die tegnologie reeds gereed is. Nadat ons die tegnologie 30 jaar lank afgeskeep het, kan ons nie net sê daar is maatskappye wat weet hoe om dit te doen nie en al wat ons moet doen is om dit voort te sit. Ons moet aanvaar dat dit 'n ontluikende tegnologie is.
Climeworks is die grootste maatskappy wat kommersieel direkte vaslegging doen, en dit verkoop CO2 teen sowat $500 tot $1,000 XNUMX per ton. Dis te duur. Aan die ander kant, teen $50 per ton, kan die wêreld dit doen. Ek dink ons kan daar kom.
Die VSA verbruik ongeveer 7 miljoen ton CO2 per jaar in handelaar CO2 – dink gaskoeldrank, brandblussers, graansilo's gebruik dit om graanpoeier te beheer, wat 'n ontploffingsgevaar is. Die gemiddelde prys is $60-$150. So onder $100 het jy 'n mark.
Wat jy regtig nodig het, is 'n regulatoriese raamwerk wat sê ons eis dat CO2 weggesteek word, en dan sal die mark beweeg van vandag om kiloton CO2 op te vang na gigaton CO2 op te vang.
Waar sien jy hierdie tegnologie gaan oor 10 jaar?
Ek sien 'n wêreld wat fossielbrandstowwe laat vaar, waarskynlik geleidelik, maar het 'n mandaat om al die CO2 op lang termyn op te vang en te berg.
Ons aanbeveling is wanneer koolstof uit die grond kom, moet dit ooreenstem met 'n gelyke verwydering. As jy 1 ton koolstof produseer wat met steenkool, olie of gas geassosieer word, moet jy 1 ton wegsit. Dit hoef nie dieselfde ton te wees nie, maar daar moet 'n wees sertifikaat van sekwestrasie dit verseker dat dit weggesit is, en dit moet meer as 100 jaar hou. As alle koolstof gesertifiseer is vanaf die oomblik dat dit uit die grond kom, is dit moeiliker om die stelsel te kul.
'n Groot onbekende is hoe hard die industrie en die samelewing sal druk om koolstofneutraal te word. Dit is bemoedigend om te sien hoe maatskappye Microsoft en Stripe koop koolstofkrediete en sertifikate om CO2 te verwyder en bereid is om redelik hoë pryse te betaal.
Nuwe tegnologie kan 'n dekade of twee neem om deur te dring, maar as die ekonomiese trek daar is, kan dinge vinnig gaan. Die eerste kommersiële straler was beskikbaar in 1951. Teen 1965 was hulle alomteenwoordig.
Oor Die Skrywer
Klaus Lackner, professor in ingenieurswese en direkteur van die Sentrum vir Negatiewe Koolstofvrystellings, Arizona State University
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
Verwante Boeke:
Die toekoms wat ons kies: die klimaatkrisis oorleef
deur Christiana Figueres en Tom Rivett-Carnac
Die skrywers, wat sleutelrolle in die Parys-ooreenkoms oor klimaatsverandering gespeel het, bied insigte en strategieë om die klimaatkrisis aan te spreek, insluitend individuele en kollektiewe optrede.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die onbewoonbare aarde: lewe na opwarming
deur David Wallace-Wells
Hierdie boek ondersoek die potensiële gevolge van ongekontroleerde klimaatsverandering, insluitend massa-uitwissing, voedsel- en waterskaarste en politieke onstabiliteit.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Die ministerie vir die toekoms: 'n roman
deur Kim Stanley Robinson
Hierdie roman stel 'n nabye toekoms-wêreld voor wat worstel met die impak van klimaatsverandering en bied 'n visie vir hoe die samelewing kan transformeer om die krisis aan te spreek.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Onder 'n wit lug: die aard van die toekoms
deur Elizabeth Kolbert
Die skrywer ondersoek die menslike impak op die natuurlike wêreld, insluitend klimaatsverandering, en die potensiaal vir tegnologiese oplossings om omgewingsuitdagings aan te spreek.
Klik vir meer inligting of om te bestel
Uittreksel: Die mees omvattende plan wat ooit voorgestel is om globale verwarming te keer
geredigeer deur Paul Hawken
Hierdie boek bied 'n omvattende plan om klimaatsverandering aan te spreek, insluitend oplossings uit 'n reeks sektore soos energie, landbou en vervoer.
