https://bodybydarwin.com
Slider Image

La captació de carboni pot controlar l'escalfament global, així és com funciona

2020

Amb només 11 anys per reduir les nostres emissions dramàticament i evitar els pitjors impactes del canvi climàtic, els funcionaris proposen grans objectius. Califòrnia, Hawaii i Nou Mèxic tenen l'objectiu de canviar a energia sense carboni cap al 2045. Nevada vol seguir el 2050. A nivell federal, es parla d'un acord de Green New per canviar l'energia nord-americana completament a fonts renovables en només deu anys. al Congrés.

Moltes de les accions proposades en aquests plans són conegudes: augmentar l’energia eòlica i solar, construir més trànsit públic i restaurar paisatges naturals per emmagatzemar carboni en arbres, plantes i sòls. Però després es parla de "captura i emmagatzematge de carboni" o CCS, una tecnologia amorosa i futurista. Alguns experts en clima creuen que és bàsicament impossible assolir objectius com ara mantenir l'escalfament per sota dels 1, 5 ºC sense aquesta eina. Però què és exactament?

La idea bàsica és simple. En lloc de permetre a les plantes d’energia elèctrica o de ciment o altres indústries pesades que produeixin emissions de pesades emissions de CO2 a l’atmosfera, CCS extrauria aquest carboni abans que s’emetés i l’apassaria a la terra. Però treballar aquestes tecnologies és una mica més complicat.

La captura de carboni pre-combustió separa el carboni dels combustibles fòssils abans que es cremin, permetent una generació d’energia més neta. Amb el gas natural, una reacció química separa el carboni de la molècula de metà, creant gas d'hidrogen cremat net. Amb el carbó, primer cal convertir-lo en un gas, anomenat syngas, i després podeu filtrar el carboni.

Les plantes amb CCS de post-combustió cremen combustibles fòssils com ho farien normalment, però a continuació, s’afegeix un pas addicional que extreu el CO2 abans que s’enviï a l’atmosfera. Hi ha diferents maneres d’executar aquest pas addicional. El més comú és fer funcionar el gas d’escapament a través d’amines aquoses: productes químics líquids que s’uneixen al carboni. Més tard, els operadors de la planta poden escalfar aquestes amines per alliberar el CO2, que després pressuritzen i retiren.

L’avantatge de la post-combustió és que és adaptable, segons Niall Mac Dowell, del Grup de Recerca Fòssils i Bioenergies Clean a l’Imperial College de Londres. "Podem agafar totes les instal·lacions que tenim a tot el món i afegir-hi CCS a la seva mida." Però després de la combustió es pot costar, perquè el carboni del gas d'escapament es dilueix, de manera que és difícil. per filtrar-la dels altres subproductes de combustió. L’oxicombustió intenta resoldre aquest problema. El procés separa el nitrogen de l'aire abans de la combustió, de manera que només es combustible de combustible i oxigen. Això concentra el CO2 resultant, facilitant l'extracció.

També hi ha moltes tecnologies emergents de captació de carboni a tenir en compte. Un dels més emocionants, segons Sally Benson, codirector del Precourt Institute for Energy de la Universitat de Stanford, es diu cicle Allam. Bàsicament recicla el CO2 de la combustió en un fluid d’alta pressió que pot fer funcionar una turbina, convertint un producte residual en potència. Actualment s’utilitza en una petita central elèctrica de demostració de Texas, que es preveu que aviat pugui alimentar 5.000 habitatges en un calorós dia d’estiu. La companyia que gestiona la planta, NetPower, estima que les futures plantes a escala comercial podrien vendre energia per 20 dòlars per megavat per hora, tenint en compte els crèdits fiscals disponibles actualment; ara, els nord-americans paguen una mitjana de 130 dòlars per megavató per hora. "Estàs recirculant molt diòxid de carboni i després només es treu una petita quantitat de diòxid de carboni per emmagatzemar-la, diu Benson." I això resulta en una eficiència molt alta i és una central elèctrica d'emissions completament zero.

El darrer pas és eliminar el gas d’efecte hivernacle. D'una manera o altra, el carboni ha de ser presuritzat i canalitzat per emmagatzemar-lo. Una prometedora opció d’emmagatzematge són els embassaments salins subterranis profunds, zones de roca porosa saturades d’aigua salada. Aquests llocs poden mantenir el CO2 atrapat en els porus de les roques. Si tornem a introduir el carboni del carbó extret, el petroli i el gas natural, és com una mineria de combustible fòssil al revés.

Però extreure carboni que ja s'ha llançat a l'atmosfera és una altra història. Teòricament és possible, però aquell procés de captació directa de carboni no funciona i funciona en el món real. Un estudi de l'any 2018 va trobar que un sistema de captació directa de l'aire proposat podria eliminar CO2 de l'aire i reciclar-lo en un combustible per entre 94 $ i 232 dòlars la tona, però això és probablement més car que evitar l'emissió d'aquesta tona de carboni amb renovables. El CO2 a l’atmosfera és relativament difús en comparació amb l’oxigen i el nitrogen, de manera que es treu directament de l’aire és energètic.

Ara mateix, hi ha 18 projectes de captació i emmagatzematge de carboni a tot el món, i junts emmagatzemen 31, 5 milions de tones de diòxid de carboni a l'any, segons Benson. Però això no es compara molt amb els 37.100 milions de tones mètriques que vam emetre l'any passat.

Les plantes industrials dels Estats Units capturen 65 milions de tones de CO2 cada any. Però es poden utilitzar 60 d'aquestes tones per a "una recuperació millorada del petroli, la qual cosa derrota el propòsit. El diòxid de carboni és un gran dissolvent, permetent a les empreses raspar eficaçment els darrers trossos de petroli i gas de les piscines subterrànies. com a mínim es recicla, la major part del CO2 s’utilitza per continuar minant combustibles fòssils.

Això no vol dir que no puguem canviar de direcció ni ampliar àmpliament l'import que s'emmagatzema de forma permanent a la terra. "Els elements bàsics de la tecnologia [de captació de carboni] són molt madurs, s'utilitzen des de fa temps", afirma Mac Dowell. "El tema és que, tal com estan les coses, no hi ha cap requisit ni un ànim reals per segrestar aquest CO2."

Els equips de CCS són costosos d’instal·lar i mantenir, de manera que ara hi ha poc al·licient que les empreses de combustibles fòssils l’utilitzin. És molt més barat simplement seguir amb els negocis com de costum. Els polítics podrien donar a la indústria del combustible fòssil un avantatge en forma d'impostos, incentius o regulacions. Cal que suposin un cost per contaminar o per guanyar diners amb carboni per a les empreses que tinguin algun motiu per fer CCS. De fet, la revisió del pressupost federal de l’any passat inclou crèdits d’impostos per a l’emmagatzematge de carboni, en una mesura denominada 45Q. Segons Benson, les empreses que introdueixen el seu CO2 en un aqüífer salí poden obtenir fins a 50 dòlars la tona de carboni que emmagatzemen. "Estem esperant que veurem molts més d'aquests projectes ara que ja existeix aquest incentiu fiscal".

L’adopció lenta de la captura de carboni pot semblar un mal signe. Moltes de les tecnologies han estat durant unes dècades, però amb prou feines s’utilitzen, que alguns experts veuen com un senyal que no són una manera rendible de reduir les emissions. Mentrestant, els ecologistes defensen que la captació de carboni fonamentalment es basa en una afectació del dany hemorragant ambiental de l'extracció de combustibles fòssils, per què no avançar cap a un sistema energètic que evita els combustibles fòssils, ja que hi ha proves renovables que poden augmentar i proporcionar la major part dels nostres energia a un cost assequible?

"L'oportunitat més gran [per a CCS] serà ajudar a afrontar el difícil esforç d'eliminar les emissions", afirma Benson. El ciment, els fertilitzants i altres indústries depenen molt de la potència del combustible fòssil i no hi ha cap manera fàcil d’electrifiar aquests processos. El mateix per al transport de càrregues pesades, perquè la recàrrega de les bateries de les grans plataformes requeriria molt de temps. En canvi, diu Benson, podríem alimentar els camions amb hidrogen separat del gas natural.

Alguns experts creuen que és gairebé impossible descarbonitzar ràpidament la nostra economia sense captura de carboni, assenyalant els models d’avaluació integrats utilitzats per l’IPCC per avaluar escenaris amb diferents barreges d’energies i veure quina probabilitat tenim d’assolir un objectiu d’emissions. Segons aquestes anàlisis, "l'evidència suggereix que l'eliminació de CCS com a opció és costosa única", afirma Mac Dowell. "És probable que no puguem assolir els objectius [emissions] si no disposem de tecnologia CCS".

Però altres defensen que aquests models castiguen injustament les renovables, considerant-les més cares i més difícils d'aplicar del que realment. Com un estudi recent de Nature Energy planteja que els models d’avaluació poden tenir biaixos propis que impedeixen que es consideri vàlid les barreges de cartera d’energia que divergeixen radicalment de l’actual, avalant implícitament CCS simplement com a extensió del sistema actual amb costos afegits. "

El mateix estudi va comparar l'energia necessària per fer funcionar les plantes d'energia de captura de carboni enfront de les renovables. Es va trobar que, al llarg de la vida de una planta, obtindreu un major rendiment de l’energia invertida en energies renovables en comparació amb les plantes de captació de carboni. Amb la mateixa quantitat d’energia que aporteu, obteniu més energia del vent i del solar que de les centrals de combustible fòssil amb CCS. "Tenint en compte els seus desavantatges energètics nets, considerem que el desenvolupament de CCS per a l'electricitat és un nínxol i contribuïdor suplementari al sistema energètic més que com a opció crítica de tecnologia", conclou l'estudi.

Tot i així, tant els models IPCC com l'estudi de Nature Energy són avaluacions a gran escala. La barreja d’energia ideal que necessita un lloc determinat per reduir ràpidament les emissions de carboni podria variar en funció de molts factors, inclosa la disponibilitat de sol i vent per a les renovables. Per això, un bon camí a seguir pot ser un ampli "estàndard energètic net i inclusiu", diu Benson. Ara mateix, segons ella, moltes polítiques posen l'accent en "les renovables" en la seva redacció, però pivotar cap a "l'energia neta" podria afegir-ne algunes funcions. flexibilitat ". Aleshores, on les renovables són la millor elecció, les renovables, però on CCS tindria sentit podríeu fer-ho, segons Benson. "[Les diferents àrees] competirien pel que és el més baix cost, la manera més ràpida de descarbonitzar".

Per què encara no ha cremat el sol?

Per què encara no ha cremat el sol?

13 regals d’amfitrió i amfitriona que us estalviaran aquesta temporada de vacances

13 regals d’amfitrió i amfitriona que us estalviaran aquesta temporada de vacances

La setmana passada en tecnologia: Sí, Elon Musk realment va fer de "flamethrower"

La setmana passada en tecnologia: Sí, Elon Musk realment va fer de "flamethrower"