10 Τύποι δέσμευσης άνθρακα

Το να μάθετε πώς να δεσμεύετε και να αποθηκεύετε διοξείδιο του άνθρακα είναι μονόδρομος που θέλουν οι επιστήμονες να αναβάλουν τις επιπτώσεις της θέρμανσης στην ατμόσφαιρα. Αυτή η πρακτική θεωρείται πλέον από την επιστημονική κοινότητα ως ουσιαστικό μέρος της επίλυσης της κλιματικής αλλαγής. Αυτό γίνεται από τους διαφορετικούς τύπους δέσμευσης άνθρακα

Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα αέριο που παγιδεύει τη θερμότητα που παράγεται τόσο στη φύση όσο και από τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Το τεχνητό διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να προέλθει από την καύση άνθρακα, φυσικού αερίου και πετρελαίου για την παραγωγή ενέργειας.

Το βιολογικό διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να προέλθει από αποσύνθεση οργανικής ύλης, δασικές πυρκαγιές και άλλες αλλαγές χρήσης γης.

Η συσσώρευση διοξειδίου του άνθρακα και άλλων «αερίων του θερμοκηπίου» στην ατμόσφαιρα μπορεί να παγιδεύσει τη θερμότητα και να συμβάλει στην κλιματική αλλαγή. Η διαδικασία της δέσμευσης άνθρακα μπορεί να καθυστερήσει τη θέρμανση της ατμόσφαιρας.

Η δέσμευση άνθρακα εξασφαλίζει το διοξείδιο του άνθρακα για να αποτρέψει την είσοδο του στην ατμόσφαιρα της Γης.

Η ιδέα είναι να σταθεροποιηθεί ο άνθρακας σε στερεές και διαλυμένες μορφές, έτσι ώστε να μην προκαλεί θερμότητα της ατμόσφαιρας. Η διαδικασία δείχνει τεράστια υπόσχεση για τη μείωση του ανθρώπινου «αποτυπώματος άνθρακα».

Τι είναι η δέσμευση άνθρακα;

Απομόνωση άνθρακα είναι η πρακτική σύλληψης ή αφαίρεσης άνθρακα από την ατμόσφαιρα και αποθήκευσης του. Είναι μία από τις πολλές προσεγγίσεις που εφαρμόζονται για την αντιμετώπιση του ζητήματος της κλιματικής αλλαγής.  

Μπορεί επίσης να σημαίνει την απομάκρυνση των αερίων του θερμοκηπίου από την ατμόσφαιρα και την τοποθέτησή τους σε μακροπρόθεσμη αποθήκευση άνθρακα για την πρόληψη της θέρμανσης του πλανήτη.

Η αποτροπή της περαιτέρω θέρμανσης της ατμόσφαιρας της γης απαιτεί τεράστια συλλογική προσπάθεια από την ανθρωπότητα. Από τον τερματισμό της εξάρτησής μας από καύσιμα που εκπέμπουν άνθρακα μέχρι τον καθορισμό ενός στόχου καθαρών μηδενικών εκπομπών έως το 2050, κάθε πιθανή λύση είναι σημαντική εάν θέλουμε να σταματήσουμε την άνευ προηγουμένου κλιματική αλλαγή.

Παράλληλα με τη μετάβαση σε συστήματα καθαρής ενέργειας και την απαλλαγή από τις πρακτικές υψηλών εκπομπών άνθρακα, όπως οι κατασκευές ή οι μεταφορές. Η ανθρωπότητα καταβάλλει μια συντονισμένη προσπάθεια να αφαιρέσει τον άνθρακα από την ατμόσφαιρά μας, προσαρμόζοντας τους τρόπους που κατασκευάζουμε, καταναλώνουμε, ταξιδεύουμε και παράγουμε ενέργεια.

Αλλά μέθοδοι όπως η δέσμευση άνθρακα δείχνουν πώς μπορούμε να συνεργαστούμε με το φυσικό περιβάλλον για να αντιμετωπίσουμε την κλιματική κρίση.

Τι περιλαμβάνει η διαδικασία της δέσμευσης άνθρακα;

Η δέσμευση και η δέσμευση άνθρακα ακολουθούν μια διαδικασία τριών βημάτων που περιλαμβάνει:

• Δέσμευση ή εξασφάλιση διοξειδίου του άνθρακα από βιομηχανικές διεργασίες ή σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής
• Μεταφορά του δεσμευμένου και συμπιεσμένου διοξειδίου του άνθρακα
• Αποθήκευση οξειδίου του άνθρακα σε βαθιά υπόγειους βραχώδεις σχηματισμούς

Τύποι δέσμευσης άνθρακα

Με τις βιομηχανίες σε όλο τον κόσμο να εκπέμπουν 10 Gigatonnes (ένα δισεκατομμύριο μετρικούς τόνους) GHG κάθε χρόνο, η ανάγκη για δέσμευση άνθρακα είναι τρομερή.

Ακολουθούν ορισμένοι τύποι δέσμευσης άνθρακα που θα σας βοηθήσουν να αντιμετωπίσετε την υπερθέρμανση του πλανήτη και την κλιματική αλλαγή σε ατομική βάση.

• Απομόνωση σε Δάση
• Απομόνωση σε Εδάφη
• Άμεση σύλληψη αέρα (DAC) και αποθήκευση
• Απομόνωση στα λιβάδια
• Κατακράτηση υγροτόπων
• Ωκεανική δέσμευση άνθρακα
• Σταθμός παραγωγής ενέργειας για τη δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα (CCS).
• Μηχανικά Μόρια
• Γεωλογική δέσμευση άνθρακα
• Βιομηχανική δέσμευση άνθρακα

1. Απομόνωση σε Δάση

Τα δάση και οι δασικές εκτάσεις αναγνωρίζονται ως μία από τις καλύτερες μορφές φυσικής δέσμευσης άνθρακα.

Κατά μέσο όρο, τα δάση αποθηκεύουν διπλάσιο άνθρακα από ό,τι εκπέμπουν, ενώ περίπου το 25% των εκπομπών άνθρακα δεσμεύονται από πλούσια σε δασικά τοπία όπως λιβάδια και λιβάδια (χωράφια, λιβάδια, θαμνώδεις εκτάσεις κ.λπ.).

Όταν τα δέντρα, τα κλαδιά και τα φύλλα πεθαίνουν και πέφτουν στο έδαφος, απελευθερώνουν τον άνθρακα που είχαν αποθηκεύσει στο έδαφος.

Η εξασφάλιση και η διατήρηση τέτοιων φυσικών περιβαλλόντων είναι επομένως ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της αποτελεσματικής δέσμευσης του CO2 από τις καταβόθρες άνθρακα. Πυρκαγιές και ανθρώπινες δραστηριότητες όπως π.χ αποψίλωση των δασών, οι κατασκευές ή η εντατική γεωργία αποτελούν τη μεγαλύτερη απειλή για αυτή τη φυσική διαδικασία.

2. Απομόνωση σε Εδάφη

Ο άνθρακας μπορεί να δεσμευτεί στο έδαφος από τα φυτά μέσω της φωτοσύνθεσης και μπορεί να αποθηκευτεί ως οργανικός άνθρακας του εδάφους (SOC).

Ως εκ τούτου, τα αγροοικοσυστήματα υποβαθμίζουν και εξαντλούν τα επίπεδα οργανικού άνθρακα του εδάφους. Επίσης, μέσω των τυρφώνων, της τύρφης και των ελών, ο άνθρακας μπορεί να δεσμευτεί και να αποθηκευτεί ως ανθρακικά.

Αυτά τα ανθρακικά άλατα συσσωρεύονται κατά τη διάρκεια χιλιάδων ετών ως CO₂ αναμειγνύεται με άλλα ορυκτά στοιχεία, όπως μέταλλα ασβεστίου ή μαγνησίου, σχηματίζοντας «caliche» στην έρημο και το άνυδρο έδαφος.

Τελικά, αυτός ο άνθρακας που αποθηκεύεται στα ανθρακικά άλατα απελευθερώνεται από τη γη, αλλά όχι για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα - μετά από περισσότερα από 70,000 χρόνια σε ορισμένες περιπτώσεις, ενώ η οργανική ύλη του εδάφους αποθηκεύει άνθρακα για αρκετά χρόνια.

Οι επιστήμονες εργάζονται σε τρόπους για να επιταχύνουν τη διαδικασία σχηματισμού ανθρακικών αλάτων προσθέτοντας λεπτά θρυμματισμένα πυριτικά στο έδαφος προκειμένου να αποθηκεύεται ο άνθρακας για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους.

3. Άμεση σύλληψη αέρα (DAC) και αποθήκευση

Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιεί χημικά ή στερεά για να συλλάβει το αέριο από τον λεπτό αέρα και στη συνέχεια, όπως στην περίπτωση του BECCS, το αποθηκεύει για μεγάλες αποστάσεις υπόγεια ή σε υλικά μεγάλης διάρκειας.

Είναι ένα μέσο με το οποίο ο άνθρακας δεσμεύεται απευθείας από τον αέρα χρησιμοποιώντας εργοστάσια προηγμένης τεχνολογίας. Ανακαλύφθηκε ότι η άμεση σύλληψη αέρα θεωρητικά μπορεί να αφαιρέσει το CO₂ από τον αέρα χίλιες φορές πιο αποτελεσματικά από τα φυτά.  

Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται ήδη σε υποβρύχια κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού και σε διαστημικά οχήματα πολύ πάνω από αυτόν. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία είναι ενεργοβόρα και δαπανηρή, που κυμαίνεται από 500-800 $ ανά τόνο άνθρακα που αφαιρείται.

Ενώ τεχνικές όπως η άμεση σύλληψη αέρα μπορεί να είναι αποτελεσματικές, εξακολουθούν να είναι πολύ δαπανηρές για να εφαρμοστούν σε μαζική κλίμακα.

Παραδείγματα είναι τα δοχεία δέσμευσης άνθρακα από το Lackner του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, μαζί με άλλα έργα όπως η εγκατάσταση παγίδευσης άνθρακα της Climeworks που μόλις άνοιξε στην Ελβετία.

4. Απομόνωση σε Λιβάδια

Ενώ τα δάση συνήθως αποδίδονται ως σημαντικές καταβόθρες άνθρακα, τα λιβάδια μπορούν επίσης να δεσμεύσουν περισσότερο άνθρακα στο έδαφος και όταν καίγονται, ο άνθρακας παραμένει σταθερός στις ρίζες και το έδαφος αντί στα φύλλα και την ξυλώδη βιομάζα.

Τα λιβάδια και τα λιβάδια είναι πιο αξιόπιστες περιοχές αποθήκευσης άνθρακα από τα δάση λόγω των ραγδαίων πυρκαγιών και της αποψίλωσης των δασών που επηρεάζουν τα δάση.

Ωστόσο, τα δάση έχουν την ικανότητα να αποθηκεύουν περισσότερο άνθρακα από τα λιβάδια, αλλά σε ασταθείς συνθήκες λόγω της κλιματικής αλλαγής, τα λιβάδια μπορεί να είναι πιο ανθεκτικά.

5. Απομόνωση Υγροτόπων

Όπως όλα τα φυτά, τα φυτά των υγροτόπων προσλαμβάνουν άνθρακα από τον αέρα με τη μορφή διοξειδίου του άνθρακα και αποθηκεύουν αυτόν τον άνθρακα σε βιομάζα. Είναι γνωστά ως σημαντικά φυσικά περιουσιακά στοιχεία, ικανά να απορροφούν τον ατμοσφαιρικό άνθρακα και να περιορίζουν την επακόλουθη απώλεια άνθρακα για να διευκολύνουν τη μακροπρόθεσμη αποθήκευση.

Μπορούν να αντιμετωπιστούν σκόπιμα για να παρέχουν μια φυσική λύση για τον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής καθώς και για να αντισταθμίσουν τις άμεσες απώλειες υγροτόπων από διάφορες αλλαγές χρήσης γης και φυσικούς παράγοντες. Επιπλέον, υγρότοποι όπως οι τυρφώνες δεσμεύουν άνθρακα με υψηλότερη πυκνότητα άνθρακα ανά εκτάριο από τα δάση ή τη γεωργική γη.

6. Ωκεανική δέσμευση άνθρακα

Τα υδάτινα περιβάλλοντα και τα μεγάλα υδάτινα σώματα είναι επίσης μεγάλοι απορροφητές του CO₂. Οι ωκεανοί απορροφούν από την ατμόσφαιρα περίπου το 25 τοις εκατό του διοξειδίου του άνθρακα που εκπέμπεται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες ετησίως.

Ο άνθρακας πηγαίνει και προς τις δύο κατευθύνσεις στον ωκεανό. Όταν το διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα από τον ωκεανό, δημιουργεί αυτό που ονομάζεται θετική ατμοσφαιρική ροή. Μια αρνητική ροή αναφέρεται στον ωκεανό που απορροφά διοξείδιο του άνθρακα. Σκεφτείτε αυτές τις ροές σαν μια εισπνοή και μια εκπνοή, όπου το καθαρό αποτέλεσμα αυτών των αντίθετων κατευθύνσεων καθορίζει το συνολικό αποτέλεσμα.

Τα ψυχρότερα και πλούσια σε θρεπτικά συστατικά μέρη του ωκεανού μπορούν να απορροφήσουν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από τα θερμότερα μέρη. Επομένως, ο Πολικές Περιφέρειες συνήθως χρησιμεύουν ως καταβόθρες άνθρακα. Μέχρι το 2100, μεγάλο μέρος του παγκόσμιου ωκεανού αναμένεται να είναι μια μεγάλη καταβόθρα διοξειδίου του άνθρακα. Αυτός ο άνθρακας συγκρατείται κυρίως στα ανώτερα στρώματα των ωκεανών. Ωστόσο, ο υπερβολικός άνθρακας μπορεί να οξινίσει το νερό, θέτοντας απειλή για τη βιοποικιλότητα που υπάρχει παρακάτω.

7. Σταθμός παραγωγής ενέργειας δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα (CCS).

Το CCS περιλαμβάνει τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα που παράγεται από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή τη βιομηχανική δραστηριότητα, όπως η παραγωγή τσιμέντου ή χάλυβα. Αυτή η CO₂ Στη συνέχεια συμπιέζεται και μεταφέρεται σε βαθιές υπόγειες εγκαταστάσεις, όπου εγχέεται σε βραχώδεις σχηματισμούς για μόνιμη αποθήκευση.

8. Μηχανικά Μόρια

Οι επιστήμονες κατασκευάζουν μόρια που μπορούν να αλλάξουν σχήμα δημιουργώντας νέα είδη ενώσεων ικανών να ασφαλίζουν και να δεσμεύουν το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα.

Τα κατασκευασμένα μόρια λειτουργούν ως φίλτρο, προσελκύοντας μόνο το στοιχείο που σχεδιάστηκε να αναζητήσει. Στην πράξη, αυτό θα μπορούσε να παρουσιάσει έναν αποτελεσματικό τρόπο δημιουργίας πρώτων υλών με ταυτόχρονη μείωση του άνθρακα της ατμόσφαιρας.

9. Γεωλογική δέσμευση άνθρακα

Αυτή η διαδικασία ασχολείται με την αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα σε υπόγειους γεωλογικούς σχηματισμούς, όπως σε πετρώματα.

Το διοξείδιο του άνθρακα δεσμεύεται από βιομηχανικές πηγές διοξειδίου του άνθρακα, όπως εταιρείες παραγωγής χάλυβα ή τσιμέντου ή πηγές που σχετίζονται με την ενέργεια, όπως μονάδες ηλεκτροπαραγωγής ή εγκαταστάσεις επεξεργασίας φυσικού αερίου, το οποίο στη συνέχεια εγχέεται σε πορώδη πετρώματα για μακροχρόνια αποθήκευση.

Αυτή η δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα επιτρέπει τη χρήση ορυκτών καυσίμων μέχρι να εισαχθεί μια άλλη πηγή ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα

10. Βιομηχανική δέσμευση άνθρακα

Αυτός μπορεί να μην είναι ένας ευρέως αποδεκτός και αποτελεσματικός τύπος δέσμευσης άνθρακα, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ορισμένες βιομηχανίες. Αιχμαλωτίζουν τον άνθρακα με τρεις τρόπους από ένα εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής, προ-καύσης, μετά την καύση και οξυκαύσιμο.

Η προκαύση αφορά τη δέσμευση άνθρακα σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής πριν καεί το καύσιμο. Ο στόχος είναι να αφαιρεθεί ο άνθρακας από τον άνθρακα πριν καεί.

Στη μετά την καύση, ο άνθρακας αφαιρείται από την έξοδο ενός σταθμού παραγωγής ενέργειας μετά την καύση του καυσίμου. Αυτό σημαίνει ότι τα απόβλητα αέρια συλλαμβάνονται και καθαρίζονται από το διοξείδιο του άνθρακα πριν ταξιδέψουν στις καπνοδόχους. Αυτό επιτυγχάνεται περνώντας τα αέρια μέσω αμμωνίας, η οποία στη συνέχεια καθαρίζεται με ατμό, απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα για αποθήκευση.

Ενώ το καύσιμο οξυγόνου ή καύσιμο οξυγόνου καίγεται, παίρνει περισσότερο οξυγόνο και αποθηκεύει όλα τα αέρια που παράγονται ως αποτέλεσμα. Αντί να διαχωρίζει επίπονα το διοξείδιο του άνθρακα από άλλα απαέρια, η διαδικασία παγιδεύει ολόκληρη την παραγωγή από τις καπνοδόχους και τα αποθηκεύει όλα.

Καθαρό οξυγόνο διοχετεύεται στους κλιβάνους για να καθαρίσει τα καυσαέρια, έτσι το καύσιμο καίγεται εντελώς, παράγοντας σχετικά καθαρό ατμό και αέριο διοξειδίου του άνθρακα.

Μόλις ο ατμός αφαιρεθεί με ψύξη και συμπύκνωση, μεταφέροντάς τον στο νερό, το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να αποθηκευτεί με ασφάλεια.

Συμπέρασμα

Ολοκληρώνοντας αυτό το άρθρο, η δέσμευση άνθρακα από αυτούς τους διαφορετικούς τύπους έχει ευνοήσει την περιβαλλοντική βιωσιμότητα, καθώς υπάρχουν καθημερινές δραστηριότητες παραγωγής άνθρακα στο περιβάλλον, κυρίως λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων.

Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό να εφαρμοστούν αυτές οι μέθοδοι και τύποι δέσμευσης άνθρακα, ώστε να σωθεί και να διατηρηθεί το περιβάλλον.

Σύστασηs

• Λόγοι για τους οποίους οι νεροχύτες άνθρακα είναι σημαντικοί
  .
• 4 Σημασία της Πράσινης Τεχνολογίας
  .
• Πώς λειτουργεί η δέσμευση άνθρακα;
  .
• 10 Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις του Άνθρακα, της Εξόρυξης και του Σταθμού ηλεκτροπαραγωγής
  .
• 8 Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις Οικοτουρισμού
  .