การดักจับคาร์บอนทำงานอย่างไร

Send

ถ้าเป็นไปได้ที่จะดูดมลพิษที่เป็นอันตรายทั้งหมดออกไปจากอากาศเพื่อที่พวกเขาจะไม่ได้รับความรำคาญ จะเป็นอย่างไรถ้ามันเป็นไปได้ที่จะแปลงมลพิษในชั้นบรรยากาศเหล่านี้กลับไปเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือเชื้อเพลิงชีวภาพที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ทำไมเราจะสามารถกังวลน้อยกว่าหมอกควันโรคระบบทางเดินหายใจและผลกระทบที่มีความเข้มข้นสูงของก๊าซเหล่านี้มีอยู่บนโลก

นี่คือพื้นฐานของการดักจับคาร์บอนซึ่งเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างใหม่ที่คาร์บอนไดออกไซด์ถูกจับได้ที่แหล่งกำเนิดเช่นโรงงานก๊าซธรรมชาติพืชเชื้อเพลิงเมืองใหญ่หรือสถานที่อื่น ๆ ที่มีความเข้มข้นของCO²เป็นจำนวนมาก . CO²นี้จะถูกเก็บไว้สำหรับใช้ในอนาคตแปลงเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพหรือเพียงแค่นำกลับสู่โลกเพื่อที่จะไม่เข้าสู่บรรยากาศ

รายละเอียด:

เช่นเดียวกับการพัฒนาอื่น ๆ เมื่อไม่นานมานี้การดักจับคาร์บอนเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการใหม่ที่เรียกว่าการรวมกันทางภูมิศาสตร์ วัตถุประสงค์ของขั้นตอนเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเพื่อต่อต้านผลกระทบของภาวะโลกร้อนโดยทั่วไปโดยการกำหนดเป้าหมายหนึ่งในก๊าซเรือนกระจกหัวหน้า เทคโนโลยีมีอยู่มาระยะหนึ่งแล้ว แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการนำเสนอเป็นวิธีในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเช่นกัน

ปัจจุบันการดักจับคาร์บอนมักใช้ในโรงงานที่ต้องอาศัยการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า กระบวนการนี้ดำเนินการในหนึ่งในสามวิธีพื้นฐาน - หลังการเผาไหม้การเผาไหม้ก่อนและการเผาไหม้เชื้อเพลิง oxy หลังการเผาไหม้เกี่ยวข้องกับการลบ CO2 หลังจากเชื้อเพลิงฟอสซิลถูกเผาไหม้และถูกแปลงเป็นก๊าซไอเสียซึ่งประกอบด้วย CO2, ไอน้ำ, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์

เมื่อก๊าซเดินทางผ่านปล่องควันหรือปล่องไฟCO²จะถูกจับโดย“ ตัวกรอง” ซึ่งอันที่จริงประกอบด้วยตัวทำละลายที่ใช้ในการดูดซับ CO2 และไอน้ำ เทคนิคนี้มีประสิทธิภาพในการที่ตัวกรองดังกล่าวสามารถดัดแปลงให้เป็นพืชเก่าได้โดยไม่จำเป็นต้องยกเครื่องโรงไฟฟ้าที่มีราคาแพง

ประโยชน์และความท้าทาย:

ผลลัพธ์ของกระบวนการเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนมาอย่างยาวนานซึ่งมีความเป็นไปได้สูงถึง 90% ของCO²จะถูกลบออกจากการปล่อยมลพิษ (ขึ้นอยู่กับประเภทของพืชและวิธีการที่ใช้) อย่างไรก็ตามมีความกังวลว่ากระบวนการเหล่านี้บางอย่างมีผลต่อต้นทุนโดยรวมและการใช้พลังงานของโรงไฟฟ้า

จากรายงานของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ในปี 2548 ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมมีตั้งแต่ 24 ถึง 40% สำหรับโรงไฟฟ้าถ่านหิน, 11 ถึง 22% สำหรับโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติและ 14-25% สำหรับวงจรการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหิน ระบบ การใช้พลังงานเพิ่มเติมยังสร้างเพิ่มเติมในทางของการปล่อย

นอกจากนี้ในขณะที่การใช้งาน CC นั้นสามารถลดCO²ได้อย่างมาก แต่ก็สามารถเพิ่มมลพิษอื่น ๆ ในอากาศได้ ปริมาณของสารมลพิษขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีและช่วงจากแอมโมเนียและไนโตรเจนออกไซด์ (NO และNO²) ถึง sulfur oxides และ disulfur oxides (SO, SO², SO³, S²O, S²O³เป็นต้น) อย่างไรก็ตามนักวิจัยกำลังพัฒนาเทคนิคใหม่ที่พวกเขาหวังว่าจะลดทั้งต้นทุนและการบริโภคและไม่ก่อให้เกิดมลพิษเพิ่มเติม

ตัวอย่าง:

ตัวอย่างที่ดีของกระบวนการดักจับคาร์บอนคือโครงการปิโตรโนวาโรงไฟฟ้าถ่านหินในเท็กซัส โรงงานแห่งนี้เริ่มได้รับการอัพเกรดโดยกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) ในปี 2014 เพื่อรองรับการดำเนินการดักจับคาร์บอนหลังการเผาไหม้ที่ใหญ่ที่สุดในโลก

ประกอบด้วยตัวกรองที่จะดักจับการปล่อยมลพิษและโครงสร้างพื้นฐานที่จะนำมันกลับสู่โลก DOE คาดการณ์ว่าการดำเนินการนี้จะสามารถดักจับ CO 1.4 ล้านตัน₂ ที่ก่อนหน้านี้จะถูกปล่อยขึ้นไปในอากาศ

ในกรณีของการเผาไหม้ก่อนCO²ถูกขังอยู่ก่อนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลจะถูกเผา ที่นี่ถ่านหินน้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติถูกทำให้ร้อนในออกซิเจนบริสุทธิ์ส่งผลให้เกิดการผสมผสานของคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจน ส่วนผสมนี้จะถูกบำบัดด้วยเครื่องฟอกไอเสียด้วยไอน้ำซึ่งจะสร้างไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากขึ้น

จากนั้นก๊าซเหล่านี้จะถูกป้อนเข้าไปในขวดที่มีเอมีน (ซึ่งจับกับCO² แต่ไม่ใช่ไฮโดรเจน); จากนั้นส่วนผสมจะถูกให้ความร้อนทำให้CO²เพิ่มขึ้นในจุดที่สามารถเก็บได้ ในขั้นตอนสุดท้าย (การเผาไหม้เชื้อเพลิงออกซิเจน) เชื้อเพลิงฟอสซิลจะถูกเผาในออกซิเจนทำให้เกิดส่วนผสมของไอน้ำและCO² ไอน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกแยกออกโดยการหล่อเย็นและอัดกระแสก๊าซและเมื่อแยกออกแล้วCO²จะถูกลบออก

ความพยายามอื่น ๆ ในการดักจับคาร์บอนรวมถึงการสร้างสิ่งก่อสร้างในเมืองด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกพิเศษเพื่อสกัดCO²จากอากาศ ตัวอย่างของสิ่งนี้รวมถึง Torre de Especialidades ในเม็กซิโกซิตี้ - โรงพยาบาลที่ล้อมรอบด้วยอาคาร 2500 ตารางเมตรประกอบด้วย Prosolve370e ได้รับการออกแบบโดยการประดับประดาอย่างสง่างามของ บริษัท ในกรุงเบอร์ลินอาคารที่มีรูปทรงพิเศษนี้สามารถระบายอากาศผ่านตาข่ายและอาศัยกระบวนการทางเคมีเพื่อกรองหมอก

อาคาร Phoenix Towers ของจีน - โครงการที่วางแผนไว้สำหรับหอคอยหลายแห่งในหวู่ฮั่นประเทศจีน (ซึ่งจะสูงที่สุดในโลก) - คาดว่าจะติดตั้งระบบดักจับคาร์บอนด้วย ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของวิสัยทัศน์ของนักออกแบบในการสร้างอาคารที่ทั้งสูงและน่าประทับใจซึ่งรวมถึงการเคลือบพิเศษด้านนอกของโครงสร้างที่จะดึงCO²ออกมาจากอากาศในเมือง

จากนั้นก็มีแนวคิดสำหรับ "ต้นไม้ประดิษฐ์" ซึ่งศาสตราจารย์กลัสลัคเนอร์นำเสนอโดยภาควิชาธรณีวิทยาและวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ประกอบด้วยเฟินพลาสติกที่เคลือบด้วยเรซิ่นที่มีโซเดียมคาร์บอเนตซึ่งเมื่อรวมกับคาร์บอนไดออกไซด์จะสร้างโซเดียมไบคาร์บอเนต (aka เบคกิ้งโซดา) -“ ต้นไม้” เหล่านี้กินCO²ในแบบเดียวกับต้นไม้จริง

รุ่นประหยัดต้นทุนของเทคโนโลยีเดียวกับที่ใช้ในการขัดCO²จากอากาศในเรือดำน้ำและกระสวยอวกาศจากนั้น fronds จะถูกทำความสะอาดโดยใช้น้ำซึ่งเมื่อรวมกับโซเดียมไบคาร์บอเนตทำให้ได้โซลูชันที่สามารถแปลงเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพได้อย่างง่ายดาย

ในทุกกรณีกระบวนการของการดักจับคาร์บอนลงมาเพื่อค้นหาวิธีกำจัดมลพิษที่เป็นอันตรายออกจากอากาศเพื่อลดการปล่อยก๊าซของมนุษยชาติ การเก็บและการใช้ซ้ำยังเข้าสู่สมการด้วยความหวังที่จะให้นักวิจัยมีเวลามากขึ้นในการพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือก

เราได้เขียนบทความที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับการดักจับคาร์บอนที่นิตยสารอวกาศ นี่คือก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์คืออะไรสาเหตุมลพิษทางอากาศเกิดอะไรขึ้นถ้าเราเผาทุกอย่างนาฬิกาโลกร้อน: คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาทั่วโลกและโลกต้องการที่จะปล่อยคาร์บอนใกล้ศูนย์

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของ Carbon Capture ตรวจสอบวิดีโอนี้จาก Carbon Capture and Storage Organization:

หากคุณต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Earth ลองดูคู่มือการสำรวจระบบสุริยะของ NASA บนโลก และนี่คือลิงก์ไปยัง Earth Observatory ขององค์การนาซ่า

เรายังมี Astronomy Cast ตอนทั้งหมดเกี่ยวกับดาวเคราะห์โลกและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ฟังที่นี่ตอนที่ 51: Earth ตอนที่ 308: การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

แหล่งที่มา: