Energibesparing og utslippsreduksjon, og å ta veien for utvikling med lav karbon er de beste løsningene på globale klimaendringer. Når det globale kullforbruket fortsetter å vokse, mener noen forskere at den utbredte adopsjonen av karbonfangst og lagringsteknologi er veldig viktig for målet om å begrense global oppvarming til 2 grader. Derfor, i øynene til forskere over hele verden, blir nye teknologier for å redusere karbondioksidutslipp i økende grad verdsatt, blant hvilke karbonfangst og lagringsteknologi har begynt å bli et hett tema. Blant forskjellige tiltak for reduksjon av utslipp, anses karbonfangst og lagringsteknologi for å være den "enkeltteknologien med størst bidrag." Det er spådd at bidraget til global utslippsreduksjon vil nå 20%, så det har tiltrukket seg mye oppmerksomhet fra alle land. For tiden er det mer enn 100 karbonfangst- og lagringsteknologiprosjekter i drift eller som skal opereres over hele verden.
Karbonfangst og lagringsteknologier
Professor Pan Weiping, direktør for Institute of Combustion Science and Environmental Technology ved Western Kentucky University, sa i et nylig intervju at karbonfangst og lagring refererer til en teknologi som samler karbondioksid produsert av utslippskilder som store kraftverk, stålfabrikker og kjemiske planter, og lagrer det på forskjellige måter å forhindre at det blir frigjort til atmosfæren. Teknologien inkluderer tre lenker: karbondioksidfangst, transport og lagring.
Karbonfangst er prosessen med å fange opp karbondioksid som frigjøres i atmosfæren. Det er tre hovedmåter å fange opp karbondioksid: fanger før forbrenning, rik gassforbrenning og fangst etter forbrenning. Uavhengig av fangstmetoden som er brukt, blir gassen som genereres av kullkraftverk samles, og etter avsvovling blir nitrogenoksider, etc. karbondioksid separert og samlet.
Den andre er karbon -sekvestrering. Når karbondioksid blir fanget og komprimert, blir det komprimert tilbake til utarmede oljefelt eller andre trygge underjordiske steder. "For eksempel, i prosessen med oljeekstraksjon, må karbondioksid injiseres før olje kan dukke opp." Pan Weiping sa. Forskning på denne teknologien kan spores tilbake til 1975, da USA injiserte karbondioksid i bakken for å øke oljeproduksjonen, men det var først i 1989 at Massachusetts Institute of Technology begynte å studere det som et miljøvernprosjekt for å lagre karbondioksid for å redusere klimagassutslipp. Det var først de siste årene denne teknologien fikk mer oppmerksomhet og forskning. Det anses å være en effektiv måte å direkte redusere konsentrasjonen av karbondioksid i luften.
Når det gjelder de spesifikke metodene for karbonfangst, er det nå mer enn 1100 termiske kraftverk i USA, som vanligvis bruker behandlingsteknologi etter forbrenning. Pan WeiPing introduserte at det er to typer behandlingsteknologier etter forbrenning: Den ene er organisk ammoniakk-teknologi, som for tiden er en mer moden teknologi, men den har også ulemper: fangst effektiviteten til karbondioksid er bare 90%, og det bruker mye energi.
Den andre er ammoniakkabsorpsjonsteknologi. Ammoniakk pluss karbondioksid blir en liten nitrogengjødsel, som kan brukes som gjødsel til landbruksproduksjon. Men ikke alle termiske kraftverk kan bruke denne teknologien. Det er begrenset av mengde. Ellers, hvor kan så mange små nitrogengjødsel selges?
Den tredje er behandlingsteknologi før forbrenning. Nye termiske kraftverk kan bruke denne teknologien. For eksempel bruker et termisk kraftverk under bygging i Dongguan, Guangdong, Kina, kullgassifiseringssyklus kraftproduksjonsteknologi som helhet. Fordelen er at kullet først blir forgaset. Etter kullgassifisering er hovedproduktene hydrogen, karbonmonoksid, etc., og hydrogenforbrenning vil ikke produsere karbondioksid.
Pan Weiping sa: "Nå bruker mange nybygde termiske kraftverk i USA blandet forbrenning. Hvorfor? Fordi disse kraftverkene ikke trenger å være utstyrt med tilleggsutstyr og bruke eksisterende kraftproduksjonsutstyr. Den blandede forbrenningen av kull og biomasse kan redusere karbondioksidutslipp. Dette er den mest direkte og raskeste veien på kortsiktig.
Forbedret oljeutvinning kan bidra til å bekjempe klimaendringer
Karbonfangstteknologi har blitt brukt i USA siden 1930 -tallet. For eksempel blir karbondioksid fanget opp av kjemiske reaksjoner i røykestakkene av kraftverk og fabrikker, og deretter frigjøres ved å varme opp kjemikaliene. Karbondioksid blir deretter trykksatt for å bli en væske og pumpet gjennom rørledninger til lagringssteder. Lagringssteder inkluderer underjordisk grus, saltvannsakvifer og gamle oljefelt.
I flere tiår har oljeselskaper boret etter karbondioksid under jorden i det sørvestlige Colorado, og de vil transportere store mengder karbondioksid gjennom rørledninger til oljefelt i vestlige Tennessee. Ved å injisere karbondioksid, kan den gamle oljen brukes til å produsere mer olje, og det meste av karbondioksid vil bli permanent lagret i Tennessee.
I Missouri vil et nytt forgassifisering av kullkraftverk begynne å samle karbondioksid i 2015 og transportere det til oljefelt i Sør-Missouri gjennom en nesten 100 kilometer lang rørledning. Kraftverket vil også være det første anlegget i USA som implementerer karbonfangst og lagring. Prosjektet bruker klimagasser produsert ved forbrenning av fossilt brensel for å produsere mer fossilt brensel. Selv om dette trekket langt fra er en ideell løsning på klimaendringer, kan forbedret oljeutvinning bevise at karbondioksidfangst og lagringsteknologi er et viktig verktøy for å adressere klimaendringer.
"Fossilt brensel går ikke bort når som helst snart," sa John Thompson, direktør for Fossil Fuel Transition Project ved den ideelle organisasjonen Clean Air Task Force. "Hvis vi ønsker å stoppe global oppvarming, må vi finne en måte å bruke fossilt brensel uten å avgi karbondioksid. Foreløpig kan bare karbonfangst og lagring gjøre det." Den største utfordringen er skala, og aldrende oljebrønner har en enorm etterspørsel etter karbondioksid. Thompson spår at forbedret oljeutvinning etter hvert vil kreve 33 milliarder tonn karbondioksid, noe som tilsvarer flere tiår med karbondioksidutslipp fra alle kraftverk i USA.
Chris Jones, en kjemisk ingeniør ved Georgia Institute of Technology, sa: "På kort sikt kan vi bruke mer fossilt brensel for å utvikle karbonfangst og lagringsteknologi. Men denne prosessen er nødvendig, og vi må fortsette å utvikle denne teknologien gjennom denne prosessen og gjøre denne teknologien mer moden og effektiv." Men Jones påpekte også at karbonfangst og lagring ikke bare handler om å begrave karbondioksid dypt under jorden. Hele prosessen vil føre til fortsatt bruk av fossilt brensel. I tillegg kan det å pumpe høytrykksvæsker ned i bakken føre til risiko for menneskeskapte jordskjelv, og det er også risikoen for utilsiktet lekkasje av karbondioksid. Fordi det ikke er noen måte å bevise at det fangede og lagrede karbondioksid ikke vil lekke ut. For eksempel er det en landsby i Afrika med en innsjø i seg. Etter at karbondioksid i bunnen av innsjøen lekket ut, kvalt alle menneskene og dyrene i landsbyen i hjel, og hele landsbyen forsvant.
Verdien av karbonteknologi kan ikke ignoreres
For øyeblikket er kostnadene hovedhindringen for implementering av karbonfangst og lagringsteknologi, og forbedret oljeutvinning er hovedområdet for den utbredte implementeringen av denne teknologien og reduksjonen av kostnadene. Globalt overstiger utslipp av karbondioksid 35 milliarder tonn per år, nesten alle kommer fra kull, olje og naturgass. I følge International Energy Agency, for å oppnå målet om å begrense global oppvarming til 2 grader, må mer enn 100 karbonfangst- og lagringsprosjekter bygges innen 2020, noe som reduserer 270 millioner tonn karbondioksid per år. Imidlertid er det foreløpig bare 60 planlagte eller foreslåtte prosjekter, hvorav bare 21 prosjekter har startet bygging eller drift. Det er 34 planlagte eller operasjonelle karbonfangst- og lagringsprosjekter utenfor Nord -Amerika, hvorav de fleste ligger i Asia og Australia. I følge Global Carbon Capture and Storage Institute har offentlig motstand mot karbonfangst og lagringsprosjekter i europeiske land som Tyskland ført til et fall i antall prosjekter i Europa fra 14 planlagte prosjekter i 2011 til 5 planlagte prosjekter i 2014.
