10 typov sekvestrácie uhlíka

Naučiť sa zachytávať a skladovať oxid uhličitý je jednosmerný spôsob, akým vedci chcú oddialiť účinky otepľovania v atmosfére. Túto prax teraz vedecká komunita považuje za nevyhnutnú súčasť riešenia zmena klímy. To sa vykonáva rôznymi typmi sekvestrácie uhlíka

Oxid uhličitý je plyn zachytávajúci teplo, ktorý vzniká v prírode aj ľudskou činnosťou. Umelý oxid uhličitý môže pochádzať zo spaľovania uhlia, zemného plynu a ropy na výrobu energie.

Biologický oxid uhličitý môže pochádzať z rozkladu organickej hmoty, lesných požiarov a iných zmien využívania pôdy.

Hromadenie oxidu uhličitého a iných „skleníkových plynov“ v atmosfére môže zachytávať teplo a prispievať k zmene klímy. Proces sekvestrácie uhlíka môže oddialiť otepľovanie atmosféry.

Sekvestrácia uhlíka zabezpečuje oxid uhličitý, aby sa nedostal do zemskej atmosféry.

Cieľom je stabilizovať uhlík v pevnej a rozpustenej forme tak, aby nespôsoboval otepľovanie atmosféry. Tento proces ukazuje obrovský prísľub na zníženie ľudskej „uhlíkovej stopy“.

Čo je sekvestrácia uhlíka?

Zachytávanie uhlíka je prax zachytávania alebo odstraňovania uhlíka z atmosféry a jeho skladovania. Je to jeden z mnohých prístupov zavedených na riešenie problému zmeny klímy.  

Môže to tiež znamenať odstránenie skleníkových plynov z atmosféry a ich dlhodobé ukladanie uhlíka, aby sa zabránilo otepľovaniu planéty.

Zabrániť ďalšiemu otepľovaniu zemskej atmosféry si vyžaduje obrovské kolektívne úsilie ľudstva. Od ukončenia našej závislosti od palív produkujúcich uhlík až po stanovenie cieľa čistých nulových emisií do roku 2050 je každé potenciálne riešenie dôležité, ak chceme zastaviť bezprecedentnú zmenu klímy.

Popri prechode na čisté energetické systémy a dekarbonizácii postupov s vysokými emisiami, akými sú stavebníctvo alebo doprava. Ľudstvo vynakladá spoločné úsilie na odstránenie uhlíka z našej atmosféry prispôsobením spôsobov, akými konštruujeme, spotrebúvame, cestujeme a vyrábame energiu.

Metódy ako sekvestrácia uhlíka však ukazujú, ako môžeme pracovať s prírodným prostredím pri riešení klimatickej krízy.

Čo je súčasťou procesu sekvestrácie uhlíka?

Zachytávanie a sekvestrácia uhlíka prebieha v troch krokoch, ktoré zahŕňajú:

• Zachytávanie alebo zabezpečenie oxidu uhličitého z priemyselných procesov alebo elektrární
• Transport zachyteného a stlačeného oxidu uhličitého
• Ukladanie oxidu uhličitého do hlbokých podzemných skalných útvarov

Typy sekvestrácie uhlíka

Keďže priemyselné odvetvia na celom svete každoročne vypúšťajú 10 gigaton (jedna miliarda metrických ton) skleníkových plynov, potreba sekvestrácie uhlíka je strašná.

Tu je niekoľko typov sekvestrácie uhlíka, ktoré vám pomôžu riešiť globálne otepľovanie a zmenu klímy na individuálnom základe.

• Sekvestrácia v lesoch
• Sekvestrácia v pôdach
• Priame zachytávanie vzduchu (DAC) a ukladanie
• Sekvestrácia na trávnatých porastoch
• Sekvestrácia mokradí
• Sekvestrácia oceánskeho uhlíka
• Elektráreň na zachytávanie a ukladanie uhlíka (CCS).
• Skonštruované molekuly
• Geologická sekvestrácia uhlíka
• Priemyselná sekvestrácia uhlíka

1. Sekvestrácia v lesoch

Lesy a lesy sú uznávané ako jedna z najlepších foriem prirodzenej sekvestrácie uhlíka.

Lesy ukladajú v priemere dvakrát toľko uhlíka, ako vypúšťajú, zatiaľ čo odhadom asi 25 % emisií uhlíka pohlcuje krajina bohatá na lesy, ako sú pastviny a pasienky (polia, prérie, kroviny atď.).

Keď stromy, konáre a listy odumrú a spadnú na zem, uvoľnia uhlík, ktorý nahromadili, do pôdy.

Zabezpečenie a zachovanie takéhoto prírodného prostredia je preto kľúčové na zabezpečenie účinného zachytávania CO2. Lesné požiare a ľudské aktivity ako napr odlesňovania, stavebníctvo, či intenzívne poľnohospodárstvo predstavujú najväčšiu hrozbu pre tento prírodný proces.

2. Sekvestrácia v pôdach

Uhlík môže byť zachytený v pôde rastlinami prostredníctvom fotosyntézy a môže byť uložený ako pôdny organický uhlík (SOC).

Agroekosystémy ako také degradujú a vyčerpávajú úrovne organického uhlíka v pôde. Prostredníctvom rašelinísk, rašeliny a močiarov sa uhlík môže zachytávať a skladovať ako uhličitany.

Tieto uhličitany sa hromadia tisíce rokov ako CO₂ mieša sa s inými minerálnymi prvkami, ako sú minerály vápnika alebo horčíka, čím vytvára „kaliche“ v púšti a suchej pôde.

Nakoniec sa tento uhlík uložený v uhličitanoch uvoľní zo zeme, ale nie na veľmi dlhú dobu - v niektorých prípadoch po viac ako 70,000 XNUMX rokoch, zatiaľ čo organická hmota v pôde uchováva uhlík niekoľko rokov.

Vedci pracujú na spôsoboch, ako urýchliť proces tvorby uhličitanu pridaním jemne rozdrvených kremičitanov do pôdy, aby sa uhlík uložil na dlhšie časové obdobia.

3. Priame zachytávanie vzduchu (DAC) a ukladanie

Tento prístup využíva chemikálie alebo pevné látky na zachytenie plynu z riedkeho vzduchu a potom, ako v prípade BECCS, ho ukladá na dlhé vzdialenosti pod zem alebo do materiálov s dlhou životnosťou.

Ide o prostriedok, ktorým sa uhlík zachytáva priamo zo vzduchu pomocou zariadení s vyspelou technológiou. Zistilo sa, že priame zachytávanie vzduchu teoreticky môže odstrániť CO₂ zo vzduchu tisíckrát účinnejšie ako rastliny.  

Tento proces sa už používa v ponorkách pod hladinou oceánu a vo vesmírnych vozidlách ďaleko nad ním. Tento proces je však energeticky náročný a drahý, pohybuje sa od 500 do 800 USD za tonu odstráneného uhlíka.

Aj keď techniky, ako je priame zachytávanie vzduchu, môžu byť účinné, sú stále príliš nákladné na to, aby sa zaviedli v masovom meradle.

Príkladom sú kontajnery na sekvestráciu uhlíka od Lacknera z Arizona State University spolu s ďalšími projektmi, ako je práve otvorené zariadenie na zachytávanie uhlíka Climeworks vo Švajčiarsku.

4. Sekvestrácia na trávnatých porastoch

Zatiaľ čo lesy sú bežne považované za dôležité zásobníky uhlíka, pasienky môžu tiež zachytávať viac uhlíka v podzemí a keď sa spália, uhlík zostáva fixovaný v koreňoch a pôde namiesto v listoch a drevnej biomase.

Pasienky a pastviny sú spoľahlivejšie oblasti ukladania uhlíka ako lesy v dôsledku rýchlych požiarov a odlesňovania postihujúcich lesy.

Lesy však majú schopnosť ukladať viac uhlíka ako pasienky, no v nestabilných podmienkach v dôsledku klimatických zmien môžu byť pasienky odolnejšie.

5. Sekvestrácia mokradí

Ako všetky rastliny, aj mokraďové rastliny prijímajú uhlík zo vzduchu vo forme oxidu uhličitého a ukladajú ho do biomasy. Sú známe ako dôležité prírodné aktíva, schopné pohlcovať atmosférický uhlík a obmedzovať následné straty uhlíka, aby sa uľahčilo dlhodobé skladovanie.

Môžu byť zámerne riadené tak, aby poskytovali prirodzené riešenie na zmiernenie klimatických zmien, ako aj pomáhajú kompenzovať priame straty mokradí v dôsledku rôznych zmien využívania pôdy a prirodzených faktorov. Okrem toho mokrade, ako sú rašeliniská, zachytávajú uhlík s vyššou hustotou uhlíka na hektár ako lesná alebo poľnohospodárska pôda.

6. Sekvestrácia oceánskeho uhlíka

Vodné prostredie a veľké vodné plochy sú tiež skvelými absorbérmi CO₂. Oceány absorbujú z atmosféry asi 25 percent oxidu uhličitého emitovaného ľudskou činnosťou ročne.

Uhlík ide v oceáne oboma smermi. Keď sa oxid uhličitý uvoľňuje do atmosféry z oceánu, vytvára to, čo sa nazýva pozitívny atmosférický tok. Negatívny tok sa vzťahuje na oceán absorbujúci oxid uhličitý. Predstavte si tieto toky ako nádych a výdych, pričom celkový účinok určuje celkový účinok týchto protichodných smerov.

Chladnejšie a na živiny bohaté časti oceánu sú schopné absorbovať viac oxidu uhličitého ako teplejšie časti. Preto, Polárne oblasti zvyčajne slúžia ako zachytávače uhlíka. Očakáva sa, že do roku 2100 bude veľká časť globálneho oceánu veľkým zachytávačom oxidu uhličitého. Tento uhlík sa väčšinou nachádza v horných vrstvách oceánov. Nadmerné množstvo uhlíka však môže okysliť vodu, čo predstavuje hrozbu pre biodiverzitu, ktorá existuje nižšie.

7. Elektráreň na zachytávanie a ukladanie uhlíka (CCS).

CCS zahŕňa zachytávanie oxidu uhličitého, ktorý vzniká pri výrobe energie alebo priemyselnej činnosti, ako je výroba cementu alebo ocele. Táto CO₂ sa potom stlačí a prepraví do hlbokých podzemných zariadení, kde sa vstrekuje do skalných útvarov na trvalé uloženie.

8. Skonštruované molekuly

Vedci vytvárajú molekuly, ktoré dokážu zmeniť tvar vytváraním nových druhov zlúčenín schopných zabezpečiť a zachytiť oxid uhličitý zo vzduchu.

Skonštruované molekuly fungujú ako filter a priťahujú iba prvok, na ktorý boli skonštruované. V praxi by to mohlo predstavovať efektívny spôsob vytvárania surovín pri znižovaní atmosférického uhlíka.

9. Geologická sekvestrácia uhlíka

Tento proces sa zaoberá ukladaním oxidu uhličitého v podzemných geologických formáciách, napríklad v horninách.

Oxid uhličitý sa zachytáva z priemyselných zdrojov oxidu uhličitého, ako sú spoločnosti vyrábajúce oceľ alebo cement, alebo zo zdrojov súvisiacich s energiou, ako sú elektrárne alebo zariadenia na spracovanie zemného plynu, ktorý sa potom vstrekuje do poréznych hornín na dlhodobé skladovanie.

Takéto zachytávanie a ukladanie uhlíka umožňuje využívanie fosílnych palív, kým sa vo veľkom nezavedie iný zdroj energie

10. Priemyselná sekvestrácia uhlíka

Toto nemusí byť široko akceptovaný a účinný typ sekvestrácie uhlíka, ale v niektorých odvetviach sa dá použiť. Zachytávajú uhlík tromi spôsobmi z elektrárne, predspaľovaním, po spaľovaní a kyslíkovým palivom.

Predspaľovanie sa zaoberá zachytávaním uhlíka v elektrárňach pred spálením paliva. Cieľom je odstrániť uhlík z uhlia pred jeho spaľovaním.

Pri dodatočnom spaľovaní sa uhlík odstraňuje z výstupu elektrárne po spálení paliva. To znamená, že odpadové plyny sú zachytávané a čistené od oxidu uhličitého predtým, ako sa dostanú do komínov. To sa dosiahne prechodom plynov cez čpavok, ktorý sa potom očistí parou, čím sa uvoľní oxid uhličitý na uskladnenie.

Kým sa spaľuje kyslíkovodíkové palivo alebo palivo na spaľovanie s kyslíkom, prijíma viac kyslíka a ukladá všetky plyny, ktoré tým vznikajú. Namiesto namáhavého oddeľovania oxidu uhličitého od ostatných odpadových plynov proces zachytí celý výstup z komínov a celý ho uskladní.

Čistý kyslík sa vháňa do pecí na čistenie výfukových plynov, takže palivo úplne horí, pričom vzniká relatívne čistá para a plynný oxid uhličitý.

Keď sa para ochladením a kondenzáciou odstráni a dostane sa do vody, oxid uhličitý sa môže bezpečne skladovať.

Záver

Na záver tohto článku, sekvestrácia uhlíka týmito rôznymi typmi uprednostňuje udržateľnosť životného prostredia, pretože v životnom prostredí dochádza k každodenným činnostiam produkujúcim uhlík, väčšinou v dôsledku ľudskej činnosti.

Preto je veľmi dôležité presadzovať tieto metódy a typy sekvestrácie uhlíka, aby sa šetrilo a udržiavalo životné prostredie.

Odporúčanias

• Dôvody, prečo sú zachytávače uhlíka dôležité
  .
• 4 Význam zelených technológií
  .
• Ako funguje zachytávanie uhlíka?
  .
• 10 Vplyv uhlia, jeho ťažby a elektrárne na životné prostredie
  .
• 8 Environmentálne dopady ekoturizmu
  .