ถ้าเพียง แต่มันเป็นเรื่องง่าย Olivier Le Moal / Shutterstock
จากข้อมูลขององค์การสหประชาชาติเมื่อเร็ว ๆ นี้ รายงานหากเราต้องการ จำกัด อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นถึง 1.5 ° C และป้องกันผลกระทบที่รุนแรงที่สุดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเราจำเป็นต้องลดการปล่อยCO₂ทั่วโลกให้เหลือศูนย์สุทธิโดย 2050 นี่หมายถึงการกำจัดเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้อย่างรวดเร็ว - แต่เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงและชดเชยพื้นที่ที่ไม่มีการเปลี่ยนเชื้อเพลิงที่ติดไฟได้ในปัจจุบันเราจำเป็นต้องกำจัดCO₂ออกจากชั้นบรรยากาศอย่างแข็งขัน การปลูกต้นไม้และการสร้างใหม่คือ ส่วนใหญ่ ของวิธีการแก้ปัญหานี้ แต่เรามีแนวโน้มสูงที่จะต้องการความช่วยเหลือด้านเทคโนโลยีเพิ่มเติมหากเราต้องการป้องกันไม่ให้สภาพอากาศแปรปรวน
ดังนั้นเมื่อมีข่าวล่าสุดว่า บริษัท Carbon Engineering ของแคนาดาได้ควบคุมเคมีบางอย่างที่เป็นที่รู้จักกันดีในการจับCO₂จากบรรยากาศด้วยค่าใช้จ่ายที่น้อยกว่า $ 100 ต่อตันแหล่งสื่อหลายแห่งยกย่องว่าเป็นก้าวสำคัญ bullet มายากล. น่าเสียดายที่ภาพรวมไม่ง่ายอย่างนั้น การให้ทิปอย่างสมดุลจากแหล่งคาร์บอนสู่อ่างคาร์บอนเป็นธุรกิจที่ละเอียดอ่อนและมุมมองของเราคือต้นทุนด้านพลังงานที่เกี่ยวข้องและการใช้ CO ต่อเนื่องที่มีแนวโน้มว่าจะถูกนำไปใช้หมายความว่า“ กระสุน” ของ Carbon Engineering นั้นเป็นอะไรที่วิเศษ
เนื่องจากCO₂นั้นมีเพียงแค่โมเลกุล 0.04% ในอากาศของเราการจับมันอาจดูเหมือนเป็นเรื่องมหัศจรรย์ทางเทคโนโลยี แต่นักเคมีได้ทำมันในระดับเล็ก ๆ ตั้งแต่ศตวรรษที่ 18th และสามารถทำได้แม้จะไม่มีประสิทธิภาพ - ด้วยอุปกรณ์จากร้านฮาร์ดแวร์ในท้องถิ่น
ตามที่นักเรียนเคมีจะรู้ CO know ทำปฏิกิริยากับน้ำปูน (สารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์) เพื่อให้แคลเซียมคาร์บอเนตที่ไม่ละลายในน้ำนมสีขาว ไฮดรอกไซด์อื่นจับCO₂ในลักษณะเดียวกัน ลิเทียมไฮดรอกไซด์เป็นพื้นฐานของ ตัวดูดซับCO₂ ที่ทำให้นักบินอวกาศบน Apollo 13 ยังมีชีวิตอยู่และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์จับCO₂ได้อย่างมีประสิทธิภาพจนสามารถใช้วัดปริมาณคาร์บอนของสารที่ติดไฟได้ เครื่องมือในศตวรรษที่ 19th ที่ใช้ในขั้นตอนหลังนี้ยังคงมีอยู่บนโลโก้ของ American Chemical Society
น่าเสียดายที่นี่ไม่ใช่ปัญหาขนาดเล็กอีกต่อไป - ตอนนี้เราต้องจับ CO พันล้านตันและรวดเร็ว
เทคนิคของวิศวกรรมคาร์บอนคือเคมีไฮดรอกไซด์ที่ดีที่สุด ที่โรงงานนำร่องในบริติชโคลัมเบียพัดลมขนาดใหญ่ถูกดึงเข้ามาและสัมผัสกับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ซึ่งCO₂ทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้ สารละลายนี้จะถูกรวมเข้ากับแคลเซียมไฮดรอกไซด์เพื่อสร้างแคลเซียมคาร์บอเนตที่เป็นของแข็งและแยกออกได้ง่ายพร้อมกับสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
กระบวนการนี้เป็นส่วนหนึ่งของค่าใช้จ่ายพลังงานที่ค่อนข้างน้อยและผลิตภัณฑ์ของมันเป็นหินปูน แต่การทำภูเขาแคลเซียมคาร์บอเนตไม่ได้แก้ปัญหาของเรา แม้ว่าแคลเซียมคาร์บอเนตจะใช้ในการเกษตรและการก่อสร้างกระบวนการนี้จะมีราคาแพงเกินไปในฐานะแหล่งการค้า นอกจากนี้ยังไม่ใช่ตัวเลือกที่ใช้ประโยชน์ได้จริงสำหรับการจัดเก็บคาร์บอนที่รัฐบาลให้ทุนเนื่องจากแคลเซียมไฮดรอกไซด์ปริมาณมากที่ต้องใช้ เพื่อให้เป็นไปได้การดักจับอากาศโดยตรงจะต้องผลิตCO₂เข้มข้นเป็นผลิตภัณฑ์ซึ่งสามารถจัดเก็บหรือนำไปใช้อย่างปลอดภัย
ดังนั้นแคลเซียมคาร์บอเนตที่เป็นของแข็งจะถูกทำให้ร้อนถึง 900 ° C เพื่อกู้คืนCO₂บริสุทธิ์ ขั้นตอนสุดท้ายนี้ต้องการพลังงานจำนวนมหาศาล ในโรงงานที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงของ Carbon Engineering วัฏจักรทั้งหมดจะสร้าง CO half ครึ่งตันสำหรับทุก ๆ ตันที่ถูกดักจับจากอากาศ พืชสามารถจับCO₂พิเศษนี้ได้และแน่นอนสามารถขับเคลื่อนด้วยพลังงานหมุนเวียนเพื่อความสมดุลของคาร์บอนที่ดีต่อสุขภาพ - แต่ปัญหาของการที่จะทำอย่างไรกับแก๊สที่เหลือทั้งหมด
Climeworks บริษัท ที่เริ่มต้นในสวิตเซอร์แลนด์กำลังใช้CO₂ที่จับภาพในทำนองเดียวกัน ช่วยสังเคราะห์แสง และปรับปรุงผลผลิตพืชในเรือนกระจกใกล้เคียง แต่ยังไม่มีราคาที่ใกล้เคียงการแข่งขัน CO₂สามารถหาแหล่งอื่นได้เพียงแค่หนึ่งในสิบของกำไรสุทธิ $ 100 ของ Carbon Engineering นอกจากนี้ยังมีวิธีที่ถูกกว่ามากสำหรับรัฐบาลที่จะชดเชยการปล่อยก๊าซ: มันง่ายกว่าที่จะจับCO₂ที่แหล่งกำเนิดการปล่อยซึ่งความเข้มข้นนั้นสูงกว่ามาก ดังนั้นเทคโนโลยีนี้มีแนวโน้มที่จะให้ความสนใจอุตสาหกรรมเปล่งสูงเป็นหลักซึ่งอาจได้รับประโยชน์จากCO₂ด้วยข้อมูลรับรองสีเขียว
ตัวอย่างเช่นหนึ่งในนักลงทุนหลักในเทคโนโลยีการดักจับของ Carbon Engineering คือ Occidental Petroleum ซึ่งเป็นผู้ใช้หลักของ การกู้คืนน้ำมันที่เพิ่มขึ้น วิธีการ ในวิธีหนึ่งดังกล่าวCO₂จะถูกสูบเข้าไปในบ่อน้ำมันเพื่อเพิ่มปริมาณน้ำมันดิบที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เนื่องจากแรงดันที่เพิ่มขึ้นและ / หรือปรับปรุงลักษณะการไหลของน้ำมันเอง อย่างไรก็ตามรวมถึงค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในการขนส่งและการกลั่นน้ำมันพิเศษนี้การใช้เทคโนโลยีด้วยวิธีนี้มีแนวโน้มที่จะเพิ่มการปล่อยก๊าซสุทธิไม่ได้ลดลง
กุญแจอีกอย่างที่พูดถึงการดำเนินงานของ Carbon Engineering ก็คือ อากาศสู่เชื้อเพลิง เทคโนโลยีที่CO₂ถูกแปลงเป็นเชื้อเพลิงเหลวที่ติดไฟได้และพร้อมที่จะถูกเผาอีกครั้ง ในทางทฤษฎีแล้วนี่จะให้วัฏจักรเชื้อเพลิงที่มีคาร์บอนเป็นกลางโดยมีเงื่อนไขว่าแต่ละขั้นตอนของกระบวนการนั้นใช้พลังงานจากพลังงานหมุนเวียน อย่างไรก็ตามการใช้งานนี้ยังคงเป็นหนทางไกลจากเทคโนโลยีการปล่อยมลพิษเชิงลบ
กรอบโลหะอินทรีย์เป็นของแข็งที่มีรูพรุนสามารถจับCO₂ได้
มีทางเลือกที่น่าสนใจบนขอบฟ้า กรอบโลหะอินทรีย์เป็นของแข็งคล้ายฟองน้ำที่บีบพื้นที่ผิว CO equivalent เทียบเท่าของสนามฟุตบอลลงใน ขนาดของก้อนน้ำตาล. การใช้พื้นผิวเหล่านี้สำหรับการดักจับ CO requires นั้นต้องใช้พลังงานน้อยกว่ามากและ บริษัท ต่างๆก็เริ่มสำรวจศักยภาพทางการค้า อย่างไรก็ตามการผลิตขนาดใหญ่ยังไม่สมบูรณ์แบบและคำถามเกี่ยวกับความมั่นคงในระยะยาวของพวกเขาสำหรับโครงการจับCO₂ที่ยั่งยืนหมายความว่าค่าใช้จ่ายสูงของพวกเขายังไม่ได้รับการทำบุญ
ด้วยโอกาสเพียงเล็กน้อยที่เทคโนโลยีที่ยังอยู่ในห้องปฏิบัติการจะพร้อมสำหรับการจับระดับ gigatonne ในทศวรรษหน้าวิธีการใช้งานของ Carbon Engineering และ Climeworks นั้นดีที่สุดที่เรามี แต่เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าพวกเขาอยู่ใกล้ที่สมบูรณ์แบบ เราจะต้องเปลี่ยนไปใช้วิธีการจับCO₂ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้ ในฐานะผู้ก่อตั้ง David Keith ผู้ก่อตั้ง Carbon Engineering นั้นเอง จุดออกเทคโนโลยีการกำจัดคาร์บอนถูกกำหนดโดยผู้กำหนดนโยบายมากเกินไปและได้รับเงินทุนวิจัยน้อยมาก
โดยทั่วไปเราจะต้องต่อต้านการล่อลวงเพื่อดูการดักจับอากาศโดยตรงเป็นสัญลักษณ์เวทมนต์ที่ช่วยเราไม่ให้จัดการกับการติดคาร์บอนของเรา การลดหรือลดภาระคาร์บอนในวงจรชีวิตของเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนอาจเป็นขั้นตอนหนึ่งของเทคโนโลยีการปล่อยก๊าซเสีย แต่มันเป็นแค่นั้น - ขั้นตอน หลังจากอยู่ผิดด้านของบัญชีแยกประเภทคาร์บอนมานานแล้วมันเป็นเวลาที่ผ่านมาที่จะมองข้าม
เกี่ยวกับผู้เขียน
Chris Hawes อาจารย์สาขาเคมีอนินทรีย์ มหาวิทยาลัย Keele
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
หนังสือที่เกี่ยวข้อง
