Hoekom Nuwe CO? Vangtegnologie is nie die magiese koeël teen klimaatsverandering nie As dit net so maklik was. Olivier Le Moal / Shutterstock

Volgens 'n onlangse groot VN verslag, as ons temperatuurstyging tot 1.5 °C wil beperk en die mees katastrofiese gevolge van klimaatsverandering wil voorkom, moet ons globale CO? emissies tot netto nul teen 2050. Dit beteken dat die gebruik van fossielbrandstof vinnig uitgeskakel word – maar om daardie oorgang te bekamp en die gebiede waarin daar tans geen vervanging vir brandbare stowwe is nie, te verreken, moet ons CO aktief verwyder? uit die atmosfeer. Bome plant en herwilding is 'n groot deel van hierdie oplossing, maar ons sal hoogs waarskynlik verdere tegnologiese hulp benodig as ons klimaatverdeling moet voorkom.

So toe onlangse nuus na vore kom dat die Kanadese maatskappy Carbon Engineering 'n paar bekende chemie ingespan het om CO vas te vang? uit die atmosfeer 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. Om werklik die balans van koolstofbron na koolstofsink te kantel is 'n delikate besigheid, en ons siening is dat die energiekoste betrokke en waarskynlik stroomaf gebruike van gevang CO? beteken dat Carbon Engineering se “koeël” allesbehalwe magic is.

Gegewe dat CO? Dit is slegs verantwoordelik vir 0.04% van die molekules in ons lug, en om dit vas te vang kan na 'n tegnologiese wonder lyk. Maar chemici doen dit al sedert die 18de eeu op klein skaal, en dit kan selfs gedoen word – al is dit ondoeltreffend – met voorrade van die plaaslike hardewarewinkel.

Soos sekondêre skool chemie studente sal weet, CO? reageer met kalkwater (kalsiumhidroksiedoplossing) om melkwit onoplosbare kalsiumkarbonaat te gee. Ander hidroksiede vang CO? op dieselfde manier. Litiumhidroksied was die basis van die CO? absorbeerders wat die ruimtevaarders op Apollo 13 aan die lewe gehou het, en kaliumhidroksied vang CO? so doeltreffend dat dit gebruik kan word om die koolstofinhoud van 'n verbrande stof te meet. Die 19de-eeuse apparaat wat in laasgenoemde prosedure gebruik is, verskyn steeds op die American Chemical Society se logo.

Ongelukkig is dit nie meer 'n kleinskaalse probleem nie – ons moet nou miljarde ton CO? opvang, en dit vinnig.

innerself teken grafiese in

Carbon Engineering se tegniek is hidroksiedchemie op sy beste. By sy loodsaanleg in British Columbia word lug deur groot waaiers ingetrek en aan kaliumhidroksied blootgestel, met watter CO? reageer om oplosbare kaliumkarbonaat te vorm. Hierdie oplossing word dan gekombineer met kalsiumhidroksied, wat soliede en maklik skeibare kalsiumkarbonaat produseer, saam met kaliumhidroksiedoplossing, wat hergebruik kan word.

Kalsiumkarbonaat kan as grond kunsmis gebruik word. Nordic Moonlight / Shutterstock

Hierdie deel van die proses kos relatief min energie en sy produk is in wese kalksteen – maar die maak van berge kalsiumkarbonaat los nie ons probleem op nie. Alhoewel kalsiumkarbonaat gebruike in landbou en konstruksie het, sal hierdie proses veels te duur wees as 'n kommersiële bron. Dit is ook nie 'n praktiese opsie vir staatsbefondsde koolstofberging nie as gevolg van die massiewe hoeveelhede kalsiumhidroksied wat benodig word. Om haalbaar te wees, moet direkte lugopvang gekonsentreerde CO? as sy produk, wat óf veilig gestoor kan word óf in gebruik geneem kan word.

Die vaste kalsiumkarbonaat word dus tot 900 °C verhit om suiwer COXNUMX te herwin. Hierdie laaste stap verg 'n groot hoeveelheid energie. In Carbon Engineering se aardgasaangedrewe aanleg genereer die hele siklus 'n halwe ton CO? vir elke ton wat uit die lug gevang word. Die aanleg vang wel hierdie ekstra CO? op, en kan natuurlik aangedryf word deur hernubare energie vir 'n gesonder koolstofbalans - maar die probleem van wat om te doen met al die vasgevang gas bly.

Switserse begin-up maatskappy Climeworks gebruik soortgelyke vasgevang CO? aan help fotosintese en oesopbrengs in nabygeleë kweekhuise te verbeter, maar die prys is nog nie naastenby mededingend nie. CO? kan elders verkry word vir so min as 'n tiende van Carbon Engineering se wins van $100. Daar is ook baie goedkoper maniere vir regerings om emissies te verreken: dit is baie makliker om CO op te vang? by die emissiebron, waar die konsentrasie baie hoër is. So hierdie tegnologie sal waarskynlik hoofsaaklik belangstel in nywerhede met hoë emissies wat moontlik voordeel kan trek uit CO? 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, CO? word in olieputte gepomp om die hoeveelheid ru-olie wat herwin kan word te verhoog, danksy verhoogde putdruk en/of die verbetering van die vloeieienskappe van die olie self. Maar, insluitend die energiekoste van die vervoer en raffinering van hierdie ekstra olie, sal die gebruik van die tegnologie op hierdie manier waarskynlik netto emissies verhoog, nie verminder nie.

Nog 'n sleutel praat van Carbon Engineering se bedrywighede is sy Lug na brandstof tegnologie, in watter CO? word omgeskakel in brandbare vloeibare brandstof, gereed om weer verbrand te word. Teoreties verskaf dit 'n koolstofneutrale brandstofsiklus, mits elke stap van die proses met hernubare energie aangedryf word. Selfs hierdie gebruik is egter nog ver van 'n negatiewe emissietegnologie.

Metaal-organiese raamwerke is poreuse vaste stowwe wat in staat is om CO2 op te vang.

{vembed Y = m91P-R3kxOs}

Daar is belowende alternatiewe op die horison. Metaal-organiese raamwerke is sponsagtige vastestowwe wat die ekwivalente CO? oppervlakte van 'n sokkerveld in die grootte van 'n suikerkubus. Gebruik hierdie oppervlaktes vir CO? vang verg baie minder energie – en maatskappye het hul kommersiële potensiaal begin ondersoek. Grootskaalse produksie is egter nie vervolmaak nie, en vrae oor hul langtermynstabiliteit vir volgehoue ​​CO? vangprojekte beteken dat hul hoë koste nog nie verdien word nie.

Met min kans dat tegnologie wat nog in die laboratorium gereed sal wees vir gigaton-skaal vang binne die volgende dekade, is die metodes wat deur Carbon Engineering en Climeworks gebruik word die beste wat ons tans het. Maar dit is belangrik om te onthou dat hulle nie naastenby perfek is nie. Ons sal moet oorskakel na meer doeltreffende metodes van CO? vang so gou as wat ons kan. As Carbon Engineering 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

at InnerSelf Market en Amazon