ضبط مستقیم هوا چگونه کار می کند (و چرا مهم است)


در ژانویه 2021 ، در هلیشیشی ، ایسلند ، در کنار سومین نیروگاه زمین گرمایی بزرگ جهان ، هشت جعبه به اندازه ظروف مونتاژ شد. دوازده طرفدار غول پیکر سوار شده در قسمت بیرونی هر جعبه ، در اواخر امسال چرخانده می شوند.

این مرکز که Orca نام دارد ، برای مکش تقریباً 4000 تن دی اکسید کربن به طور مستقیم از هوا در سال طراحی شده است. Orca توسط شرکت مهندسی سوئیس Climeworks توسعه یافته است و بزرگترین نمونه از جذب مستقیم هوا تا به امروز است – فناوری طراحی شده برای مکش دی اکسید کربن از هوا.

کریستوف بویتلر ، مدیر حذف کربن Climeworks گفت: “برای من این آخرین چاره است.” گریست “این ، همراه با کاهش انتشار و کاشت هرچه بیشتر درختان ، این امکان را فراهم می کند[s] ما انجام می دهیم فقط توافق نامه پاریس را ”

می توانید دی اکسیدکربن موجود در جو زمین را به صورت یک سطل در نظر بگیرید. امروز ، این سطل تقریباً پر است: اگر بخواهیم تا سال 2050 زیر 5/1 درجه سانتیگراد بمانیم ، حدود نه درصد از حجم باقی مانده برای پر شدن داریم. برای اینکه این سطل سرریز نشود ، مطمئناً باید انتشارات جهانی را کاهش دهیم ( به استثنای توقف همه گیری در سال 2020 ، انتظار می رود که همچنان افزایش یابد).

اما تمام جاده هایی که ما را در دمای 1.5 درجه سانتیگراد یا زیر آن نگه می دارند ، همانطور که توسط پانل بین دولتی تغییر اقلیم عنوان شده است ، شامل توسعه فن آوری های مستقیم جذب هوا مانند فن های غول پیکری است که در ایسلند شروع به چرخش می کنند. جذب مستقیم هوا نمی تواند ما را زیر این آستانه نگه دارد ، اما می تواند به سوراخ سطل کربن ضرب المثل ما کمک کند تا برخی از انتشارات گذشته ما تخلیه شود.

با این حال ، برای ایجاد یک سوراخ به اندازه کافی بزرگ ، این فناوری باید سالانه میلیاردها تن دی اکسید کربن را از هوا خارج کند. جفری ریمر ، شیمی دان مواد غیر مرتبط با Climeworks در دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی ، گفت: چنین پروژه هایی “یک پروژه مهندسی است ، احتمالاً بزرگتر از آنچه بشریت در گذشته ایجاد کرده است”. وی می گوید که هنوز مسیری طولانی در پیش است ، اما چندین قسمت اصلی به کار گرفته شده و پروژه را راه اندازی کرده اند.

از سال 2018 وقتی اصلاحیه ای در قانون مالیات ایالات متحده اعتبار مالیاتی به نام 45Q را گسترش داد ، که به کسب و کارها برای گرفتن دی اکسید کربن تخفیف می دهد ، فضای نظارتی شروع به تغییر کرد. مشاغل می توانند با جداسازی گاز یا استفاده از آن برای استخراج هیدروکربن های اضافی از نفت ، اعتباری کسب کنند ، روندی به نام بهبود بازیافت روغن ، که ممکن است از نظر اقتصادی امکان پذیر باشد اما وابستگی ما به نفت را نیز حفظ می کند.

بوتلر گفت ، Climeworks متعهد به بهبود بازیافت روغن نخواهد بود.

“ایده واقعاً تهیه منبع غیر فسیلی CO است2 برای سوخت ، محصولات و مواد ، به جای اینکه وسیله ای برای استخراج CO بیشتر از فسیل باشد2 از زمین ، “او می گوید.

این شرکت ها برای بهره مندی از اعتبار مالیات مجبور شدند ظرف هفت سال ساخت امکانات ضبط هوا را شروع کنند. و این اتفاق افتاده است. سپس در آگوست سال 2020 ، وزارت انرژی ایالات متحده 13.5 میلیون دلار بودجه برای پروژه های جذب مستقیم هوا طراحی شده برای استخراج دی اکسید کربن از هوای محیط (متصل به نیروگاه) اعلام کرد. این حمایت با تقاضای فزاینده شرکت های خصوصی همراه شد. بیشتر و بیشتر شرکت های بزرگ چند ملیتی برای دستیابی به اهداف آب و هوایی خود و رسیدن به انتشار منفی صفر یا خالص ، هزینه حذف کربن را پرداخت می کنند. Climeworks اکنون خدمات حذف کربن خود را به چندین مشاغل از جمله شرکت های بزرگ فناوری ارائه می دهد.

جذب مستقیم هوا خالی از چالش نیست ، یعنی هزینه های زیاد و ترس از اینکه می توانیم از سیاست های لازم برای محدود کردن انتشارات فعلی به نفع فناوری هایی که فناوری های قبلی را پاک می کنند ، جلوگیری کنیم. و سود خالص آن بستگی به این دارد که ما با حذف این دی اکسید کربن چه کاری انجام می دهیم. نکته اصلی این است که فناوری از قبل برای الهام بخشیدن به کربن جوی آینده ما وجود دارد.

ریمر می گوید: «جذب مستقیم هوا واقعی است. “و کار می کند.”

جذب مستقیم کربن چگونه کار می کند؟

دانشمندان دهه هاست که دی اکسید کربن را به ویژه از منابع بسیار غلیظ مانند نیروگاه ها گرفته اند. فناوری جذب مستقیم هوا با هدف حذف دی اکسید کربن از هوا در هر جای دنیا انجام می شود.

بیتلر می گوید ، یكی از روش های تصور مستقیم هوا ، تصور كردن آن به عنوان “درختان مصنوعی دارای فضا” است. از این گذشته ، درختان ماشین اصلی جذب کربن هستند. کلاوس لاکنر ، مدیر مرکز انتشار منفی کربن در دانشگاه آریزونا ، توضیح می دهد ، اما حتی اگر توده زمین را با درختان طبیعی بپوشانیم ، باز هم نمی توانیم کربن کافی را برای کاهش تغییرات آب و هوایی جذب کنیم. او همچنین خالق فناوری جذب کربن خودش است.

رویکردهای بیولوژیکی ، مانند کاشت درخت ، می تواند دی اکسید کربن را کنترل کند. اما در طولانی مدت ، ممکن است نتوانند از عهده فعالیت انسان برآیند. به زبان ساده ، “لاکنر” می گوید: “شصت سال بعد ، شما بهتر است یک جنگل دیگر به اندازه تمام جنگل های جهان داشته باشید.”

اگرچه کاشتن درختان هنوز یک قسمت اساسی از جاده برای رسیدن به 1.5 درجه سانتیگراد خواهد بود ، اما جذب مستقیم هوا می تواند در هنگام استفاده از فضای کمتری ، نقشی مشابه داشته باشد. این به شرح زیر است: هوای مکش شده توسط یک فن از طریق فیلتر جذب دی اکسید کربن عبور می کند. (Climeworks از یک فیلتر جامد استفاده می کند ، اما مایعات نیز نویدبخش هستند). هنگامی که این فیلترها از گاز پر می شوند ، واحدهایی که فن ها را نگه می دارند (جعبه های اندازه ظرف ذخیره سازی در ایسلند را به خاطر می آورید؟) بسته می شوند. سپس کل واحد بین 80 تا 100 درجه سانتیگراد گرم می شود که فرآیندی به نام دفع و آزاد شدن گاز را شروع می کند.

از آنجا دی اکسید کربن را می توان خنک کرد ، با آب ترکیب کرد و در عمق زیر زمین پمپ کرد. از طریق فرآیند کانی سازی سریع زیرزمینی ، با خیال راحت و به طور دائمی از هوا خارج می شود. Climeworks برای تسریع در روند کار در کارخانه جدید Orca با شرکت Carbfix ایسلندی همکاری می کند. روش دیگر ، دی اکسید کربن می تواند با هیدروژن تجدید پذیر حاصل از آب ترکیب شود و یک سوخت هیدروکربن ایجاد کند – یک جایگزین خنثی کربن برای سوخت های فسیلی. همچنین می تواند در نوشیدنی های گازدار یا گلخانه ها برای بهبود رشد گیاه مورد استفاده قرار گیرد.

به طور طبیعی ، کل فرآیند نیاز به استفاده از انرژی دارد. “علم شیمی [of direct air capture] بسیار خوب. ریمر می گوید ، این بسیار خوب عمل می کند. “فقط حرارت زیادی لازم است تا دی اکسید کربن به عقب برود.” همانطور که ریمر توضیح می دهد ، قوانین ترمودینامیک به ما می گوید که ما مجبور خواهیم بود همان مقدار انرژی را برای انتشار دی اکسید کربن مورد استفاده برای جمع آوری آن استفاده کنیم.

ریمر می گوید ، تولید انرژی برای جذب مستقیم هوا یک مسئله “آزار دهنده” است ، اما روش هایی برای کاهش این مشکل وجود دارد. Orca در کنار نیروگاه زمین گرمایی ساخته شد ، یک منبع آماده انرژی تجدید پذیر برای گرم کردن دی اکسید کربن. 14 کارخانه Climeworks دیگر انرژی را فقط از طریق منابع تجدید پذیر یا سوزاندن زباله دریافت می کنند. به ازای هر 100 تن جداسازی شده ، حدود 10 تن دی اکسید کربن آزاد می شود.

بیتلر گفت ، با این وجود کل این فرایند از زمان گرفتن تا ذخیره سازی می تواند در یک فضای کوچک انجام شود. این عاملی است که می تواند تعادل را به نفع جذب مستقیم هوا در آینده از بین ببرد. وی در مقایسه با درختان می گوید: “ما برای حذف همان مقدار CO 400 برابر فضای کمتری نیاز داریم2و این شامل انرژی تجدیدپذیری است که باید برای از بین بردن آن ایجاد کنیم. “

ما کجا ایستاده ایم؟

جذب دی اکسید کربن در مقیاس گیگاتون مورد نیاز برای بازگرداندن تعادل سالم CO2 در جو و با قیمت کافی پایین برای جلب سرمایه گذاران ، ما این کار را خواهیم کرد. اما بوتلر می گوید ، مقیاس و قیمت می توانند با هم حل شوند ، مانند گذشته با فن آوری های جدید کم کربن. او می گوید: “وقتی به صفحات خورشیدی در دهه 1990 نگاه می کنید ، آنها نیز غیرقابل انکار به نظر می رسند.” “اکنون این یکی از منابع اصلی تجدید پذیر انرژی است زیرا قیمت کاهش یافته است.”

ریمر گفت ، در مورد جذب مستقیم هوا ، هزینه پیش بینی شده طولانی مدت این سرویس باید حدود 100 دلار به ازای هر تن دی اکسید کربن برداشته شود. نکته دیگری که به نفع وی کار می کند این واقعیت است که “IPCC هنوز جذب مستقیم هوا را به یکی از ابزارهای اصلی خود برای کاهش تغییرات آب و هوایی تبدیل می کند.”

تنها ده سال پیش ، جذب مستقیم هوا هنوز یک آزمایش بود. اما وقتی اواخر امسال Orca شامل کارکنان طرفداران مکش کربن خود باشد ، اندازه آن دو برابر تمام نصب های Climeworks دیگر خواهد بود.

بیتلر در مورد گرفتن مستقیم هوا گفت: “از مقیاس آزمایشگاهی به مقیاس تجاری تبدیل شد.” “ما ثابت می کنیم که این امکان پذیر است.”


برای بازیابی زمین ، باید تعادل سالم CO2 را برقرار کنیم. محلول های حذف دی اکسید کربن می توانند در این امر سهیم باشند. Climeworks با تعدادی از نیروگاه های جذب مستقیم هوا کار می کند و در حال حاضر بزرگترین نیروگاه مستقیم جذب هوا را در حال ساخت است! با Climeworks ، هرکسی می تواند انتشار دی اکسیدکربن خود را از هوا حذف کند و سپس دوستان خود را دعوت می کند تا تأثیر را به صورت رایگان افزایش دهند.





منبع: nama-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*