10 типов секвестрации углерода

Изучение способов улавливания и хранения углекислого газа — один из способов, с помощью которого ученые стремятся отсрочить последствия потепления атмосферы. В настоящее время научное сообщество рассматривает эту практику как неотъемлемую часть решения проблемы изменения климата . Это достигается с помощью различных видов секвестрации углерода.

Углекислый газ является теплоулавливающим газом, образующимся как в природе, так и в результате деятельности человека. Искусственный углекислый газ может образовываться при сжигании угля, природного газа и нефти для производства энергии.

Биологический углекислый газ может образовываться в результате разложения органических веществ, лесных пожаров и других изменений в землепользовании.

Накопление углекислого газа и других «парниковых газов» в атмосфере может задерживать тепло и способствовать изменению климата. Процесс связывания углерода может задержать потепление атмосферы.

Секвестрация углерода защищает углекислый газ, чтобы предотвратить его попадание в атмосферу Земли.

Идея состоит в том, чтобы стабилизировать углерод в твердой и растворенной формах, чтобы он не нагревал атмосферу. Этот процесс демонстрирует огромные перспективы для сокращения человеческого «углеродного следа».

Что такое секвестрация углерода?

Улавливание углерода — это практика улавливания или удаления углерода из атмосферы и его хранения. Это один из многих подходов, применяемых для решения проблемы изменения климата.

Это также может означать удаление парниковых газов из атмосферы и помещение их в долгосрочное хранилище углерода, чтобы предотвратить потепление планеты.

Предотвращение дальнейшего нагревания земной атмосферы требует от человечества огромных коллективных усилий. Каждое потенциальное решение важно, если мы хотим остановить беспрецедентное изменение климата, от прекращения нашей зависимости от топлива, выделяющего углерод, до установления цели нулевого уровня выбросов к 2050 году.

Наряду с переходом на экологически чистые энергетические системы и обезуглероживанием практик с высоким уровнем выбросов, таких как строительство или транспорт. Человечество прилагает согласованные усилия для удаления углерода из нашей атмосферы, адаптируя способы, которыми мы строим, потребляем, путешествуем и вырабатываем энергию.

Но такие методы, как секвестрация углерода, показывают, как мы можем работать с окружающей средой, чтобы справиться с климатическим кризисом.

Что участвует в процессе секвестрации углерода?

Улавливание и секвестрация углерода следуют трехэтапному процессу, который включает:

• Улавливание или защита двуокиси углерода от промышленных процессов или электростанций
• Транспорт уловленного и сжатого углекислого газа
• Хранение оксида углерода в глубоких подземных горных породах

Типы депонирования углерода

Поскольку отрасли промышленности по всему миру ежегодно выбрасывают 10 гигатонн (один миллиард метрических тонн) парниковых газов, потребность в связывании углерода остра.

Вот несколько типов связывания углерода, которые помогут вам справиться с глобальным потеплением и изменением климата в индивидуальном порядке.

• Секвестрация в лесах
• Секвестрация в почвах
• Прямой захват воздуха (DAC) и хранение
• Секвестрация на пастбищах
• Секвестрация водно-болотных угодий
• Улавливание углерода в океане
• Электростанция по улавливанию и хранению углерода (CCS)
• Инженерные молекулы
• Геологическое связывание углерода
• Промышленное улавливание углерода

1. Секвестрация в лесах

Леса и редколесья признаны одной из лучших форм естественного связывания углерода.

В среднем леса хранят в два раза больше углерода, чем они выделяют, в то время как, по оценкам, около 25% выбросов углерода поглощаются богатыми лесами ландшафтами, такими как пастбища и пастбища (поля, прерии, кустарники и т. д.).

Когда деревья, ветки и листья умирают и падают на землю, они высвобождают накопленный ими углерод в почву.

Поэтому обеспечение сохранности и защиты таких природных сред имеет решающее значение для эффективного поглощения CO2 поглотителями углерода. Лесные пожары и деятельность человека, такая как вырубка лесов , строительство или интенсивное сельское хозяйство, представляют наибольшую угрозу этому естественному процессу.

2. Секвестрация в почвах

Углерод может поглощаться растениями в почве посредством фотосинтеза и храниться в виде почвенного органического углерода (SOC).

Таким образом, агроэкосистемы разрушают и истощают уровни органического углерода в почве. Кроме того, через болота, торф и болота углерод может улавливаться и храниться в виде карбонатов.

Эти карбонаты накапливаются на протяжении тысяч лет в результате смешивания CO₂ _с другими минеральными элементами, такими как минералы кальция или магния, образуя «кальций» в пустынных и засушливых почвах.

В конце концов, этот углерод, хранящийся в карбонатах, высвобождается из земли, но ненадолго — в некоторых случаях через более чем 70,000 XNUMX лет, в то время как органическое вещество почвы хранит углерод в течение нескольких лет.

Ученые работают над тем, чтобы ускорить процесс карбонатообразования, добавляя в почву мелкоизмельченные силикаты, чтобы хранить углерод в течение более длительных периодов времени.

3. Прямой захват воздуха (DAC) и хранение

В этом подходе используются химические вещества или твердые вещества для улавливания газа из воздуха, а затем, как и в случае BECCS, он хранится на длительное время под землей или в долговечных материалах.

Это способ улавливания углерода непосредственно из воздуха с помощью передовых технологий, применяемых на промышленных предприятиях. Было установлено, что теоретически прямое улавливание из воздуха может удалять CO₂ _из воздуха в тысячу раз эффективнее, чем растения.

Этот процесс уже используется на подводных лодках под поверхностью океана и в космических аппаратах далеко над ним. Однако этот процесс является энергоемким и дорогим: от 500 до 800 долларов за тонну удаленного углерода.

Хотя такие методы, как прямой захват воздуха, могут быть эффективными, они все еще слишком дороги для массового применения.

Примерами могут служить контейнеры для улавливания углерода от Lackner Университета штата Аризона, а также другие проекты, такие как только что открывшееся предприятие Climeworks по улавливанию углерода в Швейцарии.

4. Секвестрация на пастбищах

В то время как леса обычно считаются важными поглотителями углерода, луга также могут поглощать больше углерода под землей, и когда они горят, углерод остается фиксированным в корнях и почве, а не в листьях и древесной биомассе.

Луга и пастбища являются более надежными местами хранения углерода, чем леса, из-за частых лесных пожаров и обезлесения, затрагивающих леса.

Однако леса способны удерживать больше углерода, чем пастбища, но в нестабильных условиях из-за изменения климата пастбища могут быть более устойчивыми.

5. Секвестрация водно-болотных угодий

Как и все растения, растения водно-болотных угодий поглощают углерод из воздуха в виде углекислого газа и хранят этот углерод в биомассе. Они известны как важные природные активы, способные поглощать атмосферный углерод и ограничивать последующую потерю углерода для облегчения долгосрочного хранения.

Ими можно намеренно управлять, чтобы обеспечить естественное решение для смягчения последствий изменения климата, а также помочь компенсировать прямые потери водно-болотных угодий в результате различных изменений в землепользовании и естественных факторов. Кроме того, водно-болотные угодья, такие как торфяные болота, улавливают углерод с более высокой плотностью углерода на гектар, чем леса или сельскохозяйственные угодья.

6. Улавливание углерода в океане

Водные экосистемы и крупные водоемы также являются отличными поглотителями CO₂ _. Океаны поглощают из атмосферы около 25 процентов углекислого газа, ежегодно выбрасываемого в результате деятельности человека.

Углерод идет в обоих направлениях в океане. Когда углекислый газ попадает в атмосферу из океана, он создает то, что называется положительным атмосферным потоком. Отрицательный поток относится к поглощению океаном углекислого газа. Думайте об этих потоках как о вдохе и выдохе, где суммарный эффект этих противоположных направлений определяет общий эффект.

Более холодные и богатые питательными веществами части океана способны поглощать больше углекислого газа, чем более теплые. Поэтому полярные регионы обычно служат поглотителями углерода. К 2100 году ожидается, что большая часть мирового океана станет крупным поглотителем углекислого газа. Этот углерод в основном удерживается в верхних слоях океана. Однако избыток углерода может привести к закислению воды, представляя угрозу для биоразнообразия, существующего в нижних слоях.

7. Электростанция улавливания и хранения углерода (CCS)

Технология улавливания и хранения углекислого газа (CCS) предполагает улавливание углекислого газа, образующегося в процессе выработки электроэнергии или промышленной деятельности, например, при производстве цемента или стали. Затем этот CO₂ _{сжимается} и транспортируется в глубокие подземные хранилища, где он закачивается в горные породы для постоянного хранения.

8. Инженерные молекулы

Ученые разрабатывают молекулы, которые могут менять форму, создавая новые виды соединений, способных улавливать и улавливать углекислый газ из воздуха.

Спроектированные молекулы действуют как фильтр, привлекая только тот элемент, для поиска которого они были сконструированы. На практике это может представлять собой эффективный способ создания сырья при одновременном снижении содержания углерода в атмосфере.

9. Геологическое связывание углерода

Этот процесс связан с хранением углекислого газа в подземных геологических образованиях, например, в горных породах.

Углекислый газ улавливается из промышленных источников углекислого газа, таких как компании по производству стали или цемента, или из источников, связанных с энергетикой, таких как электростанции или предприятия по переработке природного газа, который затем закачивается в пористые породы для длительного хранения.

Такое улавливание и хранение углерода позволяет использовать ископаемое топливо до тех пор, пока в больших масштабах не будет внедрен другой источник энергии.

10. Промышленное связывание углерода

Возможно, это не общепринятый и эффективный тип связывания углерода, но его можно использовать в некоторых отраслях. Они улавливают углерод тремя способами: от электростанции до сгорания, до сжигания и кислородного топлива.

Предварительное сжигание связано с улавливанием углерода на электростанциях до сжигания топлива. Цель состоит в том, чтобы удалить углерод из угля до его сжигания.

При дожигании углерод удаляется из продукции электростанции после сжигания топлива. Это означает, что отходящие газы улавливаются и очищаются от углекислого газа, прежде чем они попадают в дымовые трубы. Это достигается за счет пропускания газов через аммиак, который затем очищается паром, высвобождая углекислый газ для хранения.

При сжигании кислородного топлива или топлива с кислородным сжиганием оно поглощает больше кислорода и сохраняет все образующиеся в результате газы. Вместо того, чтобы с трудом отделять углекислый газ от других отработанных газов, процесс улавливает весь выход из дымовых труб и сохраняет его.

В топки вдувается чистый кислород для очистки выхлопных газов, поэтому топливо сгорает полностью, образуя относительно чистый пар и углекислый газ.

Как только пар удаляется путем охлаждения и конденсации, превращаясь в воду, углекислый газ можно безопасно хранить.

Заключение

В заключение этой статьи можно сказать, что секвестрация углерода этими различными типами способствовала экологической устойчивости, поскольку в окружающей среде ежедневно происходит деятельность по производству углерода, в основном из-за деятельности человека.

Поэтому очень важно, чтобы эти методы и типы секвестрации углерода использовались для сохранения и поддержания окружающей среды.

Рекомендацияs

• Причины важности поглотителей углерода
  .
• 4 Важность зеленых технологий
  .
• Как работает улавливание углерода?
  .
• 10 воздействий угля, его добычи и электростанций на окружающую среду
  .
• 8 Воздействие экотуризма на окружающую среду
  .