لماذا تكنولوجيا التقاط CO₂ الجديدة ليست الرصاصة السحرية ضد تغير المناخ

لماذا تكنولوجيا التقاط CO₂ الجديدة ليست الرصاصة السحرية ضد تغير المناخ إلا إذا كانت بهذه السهولة. أوليفييه لو موال / شترستوك

وفقا للأمم المتحدة الرئيسية الأخيرة تقرير، إذا أردنا الحد من ارتفاع درجة الحرارة إلى 1.5 ° C ومنع التأثيرات الأكثر كارثية لتغير المناخ ، فإننا نحتاج إلى تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية إلى صافي الصفر بمقدار 2050. هذا يعني التخلص من استخدام الوقود الأحفوري بسرعة - ولكن لتخفيف هذا الانتقال وتعويض المناطق التي لا يوجد فيها بديل عن المواد القابلة للاحتراق ، نحتاج إلى إزالة CO₂ من الغلاف الجوي. غرس الأشجار وإعادة لف جزء كبير من هذا الحل ، لكن من المرجح أن نحتاج إلى مزيد من المساعدة التكنولوجية إذا أردنا منع انهيار المناخ.

لذلك عندما ظهرت أخبار حديثة تفيد أن شركة Carbon Engineering قد قامت بتسخير بعض الكيمياء المعروفة للقبض على ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي بتكلفة تقل عن 100 دولار للطن ، أشادت العديد من مصادر وسائل الإعلام بالعلامة المميزة باعتبارها رصاصة سحرية. لسوء الحظ ، الصورة الكبيرة ليست بهذه البساطة. يعد تحويل التوازن من مصدر الكربون إلى مصدر الكربون أمرًا حساسًا ، ونرى أن تكاليف الطاقة التي ينطوي عليها الاستخدام المحتمل لأسفل COO المصبوب تعني أن "رصاصة" هندسة الكربون ليست سوى شيء سحري.

نظرًا لأن CO₂ يمثل فقط 0.04٪ من الجزيئات الموجودة في الهواء ، فقد يبدو التقاطها بمثابة أعجوبة تكنولوجية. لكن الكيميائيين يقومون بذلك على نطاقات صغيرة منذ القرن 18th ، ويمكن أن يتم ذلك - وإن كان غير فعال - بإمدادات من متجر الأجهزة المحلي.

كما يعلم طلاب الكيمياء بالمدارس الثانوية ، يتفاعل CO₂ مع الماء العسر (محلول هيدروكسيد الكالسيوم) لإعطاء كربونات الكالسيوم غير القابلة للذوبان في البيض. تلتقط الهيدروكسيدات الأخرى ثاني أكسيد الكربون بنفس الطريقة. هيدروكسيد الليثيوم كان أساس امتصاص CO التي أبقت رواد الفضاء على Apollo 13 على قيد الحياة ، ويلتقط هيدروكسيد البوتاسيوم CO₂ بكفاءة بحيث يمكن استخدامه لقياس محتوى الكربون من مادة قابلة للاحتراق. لا يزال جهاز القرن 19 المستخدم في هذا الإجراء الأخير يظهر على شعار الجمعية الكيميائية الأمريكية.

لسوء الحظ ، لم تعد هذه مشكلة صغيرة الحجم - نحتاج الآن إلى التقاط مليارات الأطنان من CO₂ وبسرعة.

تقنية هندسة الكربون هي كيمياء الهيدروكسيد في أفضل حالاتها. في مصنعها الرائد في كولومبيا البريطانية ، يتم سحب الهواء من قبل مراوح كبيرة ويتعرض لهيدروكسيد البوتاسيوم ، والذي يتفاعل معه ثاني أكسيد الكربون لتكوين كربونات البوتاسيوم القابلة للذوبان. ثم يتم دمج هذا المحلول مع هيدروكسيد الكالسيوم ، مما ينتج كربونات الكالسيوم الصلبة ويمكن فصلها بسهولة ، إلى جانب محلول هيدروكسيد البوتاسيوم ، والذي يمكن إعادة استخدامه.

مناخ كربونات الكالسيوم يمكن استخدامها كسماد للتربة. الشمال ضوء القمر / شترستوك

هذا الجزء من العملية يكلف القليل من الطاقة نسبيًا ، وينتج منتجها بشكل أساسي من الحجر الجيري - لكن صنع جبال كربونات الكالسيوم لا يحل مشكلتنا. على الرغم من أن كربونات الكالسيوم تستخدم في الزراعة والبناء ، إلا أن هذه العملية ستكون مكلفة للغاية كمصدر تجاري. كما أنه ليس خيارًا عمليًا لتخزين الكربون الممول من الحكومة بسبب الكميات الهائلة من هيدروكسيد الكالسيوم الذي سيكون مطلوبًا. لكي يكون التقاط الهواء المباشر ممكنًا ، يجب أن ينتج CO₂ مركزًا كمنتج ، والذي يمكن تخزينه بأمان أو استخدامه.

وبالتالي ، يتم تسخين كربونات الكالسيوم الصلب إلى 900 ° C لاستعادة CO₂ النقي. هذه الخطوة الأخيرة تتطلب كمية هائلة من الطاقة. في المصنع الذي يعمل بالغاز الطبيعي في Carbon Engineering ، تقوم الدورة بأكملها بتوليد نصف طن من CO₂ لكل طن يتم التقاطه من الهواء. المصنع يستحوذ على هذا ثاني أكسيد الكربون الإضافي ، وبالطبع يمكن تشغيله بالطاقة المتجددة لتحقيق توازن صحي في الكربون - ولكن تبقى مشكلة ما يجب فعله مع كل الغاز الممسوك.

تستخدم شركة البدء السويسرية Climeworks شركة COO التي تم التقاطها بالمثل مساعدة التمثيل الضوئي وتحسين غلة المحاصيل في الدفيئات القريبة ، ولكن حتى الآن ليس السعر قريبًا من المنافسة. يمكن الحصول على CO₂ من أي مكان آخر مقابل أقل من عُشر صافي القيمة النهائية لـ 100 من شركة Carbon Engineering. هناك أيضًا طرق أرخص بكثير للحكومات لموازنة الانبعاثات: من الأسهل بكثير التقاط ثاني أكسيد الكربون في مصدر الانبعاثات ، حيث يكون التركيز أعلى من ذلك بكثير. لذلك من المرجح أن تهم هذه التكنولوجيا الصناعات ذات الانبعاثات العالية والتي قد تستفيد من CO from بأوراق اعتماد خضراء.

على سبيل المثال ، واحدة من المستثمرين الرئيسيين في تكنولوجيا الالتقاط Carbon Engineering هي Occidental Petroleum ، وهي مستخدم رئيسي لـ الاستخلاص المعزز للنفط أساليب. في إحدى هذه الطرق ، يتم ضخ ثاني أكسيد الكربون في آبار النفط لزيادة كمية النفط الخام التي يمكن استعادتها ، وذلك بفضل زيادة ضغط الآبار و / أو تحسين خصائص تدفق الزيت نفسه. ومع ذلك ، بما في ذلك تكلفة الطاقة في نقل وتكرير هذا الزيت الإضافي ، فإن استخدام التكنولوجيا بهذه الطريقة من المرجح أن يؤدي إلى زيادة صافي الانبعاثات ، وليس تقليلها.

تحدث آخر رئيسي عن عمليات هندسة الكربون الهواء إلى الوقود التكنولوجيا ، حيث يتم تحويل CO₂ إلى وقود سائل قابل للاحتراق ، جاهزة ليتم حرقها مرة أخرى. من الناحية النظرية ، يوفر هذا دورة وقود خالية من الكربون ، شريطة أن يتم تزويد كل خطوة من العملية بالطاقة المتجددة. ومع ذلك ، لا يزال هذا الاستخدام بعيدًا عن تقنية الانبعاثات السلبية.

الأطر المعدنية العضوية عبارة عن مواد صلبة مسامية قادرة على التقاط CO₂.

هناك بدائل واعدة في الأفق. الأطر المعدنية العضوية عبارة عن مواد صلبة تشبه الإسفنج تضغط على مساحة سطح CO₂ المكافئة لملعب كرة القدم في حجم مكعب السكر. يتطلب استخدام هذه الأسطح لالتقاط ثاني أكسيد الكربون طاقة أقل بكثير - وقد بدأت الشركات في استكشاف إمكاناتها التجارية. ومع ذلك ، لم يتم إتقان الإنتاج على نطاق واسع ، والأسئلة حول استقرارها على المدى الطويل لمشاريع الالتقاط المستمر COO تعني أن تكلفتها العالية لم تستحق بعد.

مع وجود فرصة ضئيلة في أن تكون التقنيات الموجودة في المختبر جاهزة للالتقاط على نطاق gigatonne خلال العقد المقبل ، فإن الأساليب التي تستخدمها هندسة الكربون و Climeworks هي أفضل ما لدينا حاليًا. لكن من المهم أن تتذكر أنهم في مكان قريب من الكمال. سنحتاج إلى التبديل إلى طرق أكثر فعالية لالتقاط CO₂ بمجرد أن نكون قادرين. كما مؤسس شركة هندسة الكربون ديفيد كيث نفسه يشيريتم تقنين تقنيات إزالة الكربون بواسطة صانعي السياسات ، وقد تلقوا تمويلًا بحثيًا "ضئيلًا للغاية" حتى الآن.

بشكل عام ، يجب علينا مقاومة الإغراء لرؤية التقاط الهواء المباشر باعتباره رصاصة سحرية تمنعنا من الاضطرار إلى معالجة إدماننا للكربون. قد يكون تخفيض أو تحييد عبء الكربون في دورة حياة الوقود الهيدروكربوني خطوة نحو تقنيات الانبعاثات السلبية. ولكن هذا فقط - خطوة. بعد أن كنت على الجانب الخطأ من دفتر الأستاذ الكربون لفترة طويلة ، فقد حان الوقت للنظر إلى ما وراء مجرد كسر.

نبذة عن الكاتب

كريس هاوز ، محاضر في الكيمياء غير العضوية ، جامعة كيل

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

{amazonWS: searchindex = Books؛ keywords = carbon capture؛ maxresults = 3}

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}