It-tisħin globali huwa wieħed mill-kwistjonijiet ambjentali ewlenin fid-dinja. Fost id-diversi gassijiet serra li jikkawżaw bidla fil-klima, id-dijossidu tal-karbonju għandu l-akbar impatt fuq it-tisħin globali. Skond l-istatistika, id-dinja toħroġ madwar 6.5 biljun tunnellata ta 'karbonju (madwar 25 biljun tunnellata ta' dijossidu tal-karbonju) fl-atmosfera kull sena minħabba l-ħruq ta 'fjuwils fossili {. 70% tad-dijossidu tal-karbonju li joħroġ mill-attivitajiet tal-bniedem ġej mill-ħruq ta' fjuwils fossili, u madwar 80% ta 'emissjonijiet ta' dijossidi tal-karbonju fil-pajjiż tiegħi. Iż-żieda kontinwa fil-konċentrazzjoni tad-dijossidu tal-karbonju fl-arja ġibdet l-attenzjoni tan-nies. Mill-Konferenza Dinjija dwar il-Klima f'Durban, l-Afrika t'Isfel, ir-riċerka u l-opinjoni pubblika dwar ekonomija b'livell baxx ta 'karbonju u ħajja b'livell baxx ta' karbonju saru gradwalment suġġett sħun u moda madwar id-dinja.
Fl-2005, il-Bord Intergovernattiv dwar it-Tibdil fil-Klima (IPCC) ippropona t-teknoloġija tal-qbid u l-ħażna tal-karbonju (CCS) lill-pajjiżi kollha biex inaqqsu b'mod sinifikanti l-emissjonijiet tal-gassijiet serra. Peress li s-CCS hija konsistenti mal-istruttura bażika tas-sistema tal-enerġija eżistenti u hija inqas ristretta mill-kundizzjonijiet tar-riżorsi, hija ġibdet attenzjoni mifruxa u attenzjoni mill-pajjiżi industrijalizzati malli ġie propost: fl-2007, il-Fond Dinji Wildlife (WWF) identifika lis-CCs bħala wieħed mis-sitt modi kif jindirizza t-tibdil fil-klima globali; Il-Konferenza tal-Klima Globali tal-Kankun 2010 kienet tinkludi CCS fil-Mekkaniżmu ta 'Żvilupp Nadif (CDM); L-Istati Uniti, il-Kanada, l-Unjoni Ewropea, eċċ ikkunsidraw lis-CCs bħala parti importanti mill-istrateġiji tal-enerġija futuri u l-istrateġiji ta 'tnaqqis tal-karbonju, ifformulaw pjanijiet ta' riċerka teknika korrispondenti, u wettqu riċerka u żvilupp korrispondenti u dimostrazzjonijiet tal-proġett; Huwa mifhum li pajjiżna inkluda t-teknoloġija CCS bħala teknoloġija avvanzata fil-pjan nazzjonali tax-xjenza u t-teknoloġija fit-tul, u għamel skoperti fl-oqsma tekniċi relatati.
Keywords: dijossidu tal-karbonju; tnaqqis tal-emissjonijiet; qbid; trasport; ħażna
Teknoloġija CCS
Il-qbid tal-karbonju u t-teknoloġija tal-ħażna jirreferi għall-proċess li jissepara d-dijossidu tal-karbonju minn sorsi ta 'enerġija industrijali jew relatati, jittrasportah lejn post tal-ħażna, u jiżolah mill-atmosfera għal żmien twil. Il-qbid tal-karbonju u t-teknoloġija tal-ħażna tinkludi tliet links tekniċi: qbid tal-karbonju, trasport tal-karbonju, u ħażna tal-karbonju.
Qbid tal-karbonju
Il-qbid tad-dijossidu tal-karbonju huwa l-ewwel problema li għandha tissolva fil-proċess kollu tas-CCS. Il-metodu huwa li tissepara, tiġbor, tippurifika u tikkompressa d-dijossidu tal-karbonju mis-sors tal-kombustjoni tal-emissjoni, tnaqqas l-emissjoni tad-dijossidu tal-karbonju fil-fabbrika, u b'hekk tnaqqas il-kontenut tad-dijossidu tal-karbonju fl-atmosfera. It-teknoloġiji disponibbli tal-qbid tad-dijossidu tal-karbonju jinkludu prinċipalment teknoloġija ta 'qbid ta' qabel il-kombustjoni, teknoloġija ta 'qbid ta' kombustjoni arrikkita bl-ossiġnu, u teknoloġija ta 'qbid ta' wara l-kombustjoni.
It-teknoloġija tal-qbid ta 'qabel il-kombustjoni tintuża biex tissepara s-CO2 qabel il-kombustjoni tal-fjuwils fossili. L-ewwel, il-fjuwil tal-fossili huwa gassarifikat biex jiġġenera H u CO, CO huwa kkonvertit f'CO2, H huwa maħruq bħala enerġija u kkonvertit f'H2O, u s-CO2 huwa separat. Gassifikazzjoni Integrata Teknoloġija taċ-Ċiklu Magħquda (IGCC) hija teknoloġija li tikkonverti l-faħam f'gass ta 'sinteżi, li hija teknoloġija tipika biex tinqabad CO2 qabel il-kombustjoni.
It-teknoloġija tal-qbid tal-kombustjoni arrikkit bl-ossiġnu tirreferi għall-kombustjoni ta 'fjuwils fossili fl-arja pura ta' ossiġnu jew arrikkit bl-ossiġnu, u l-gass taċ-ċumnija huwa prinċipalment CO2 u fwar tal-ilma, u mbagħad il-fwar tal-ilma huwa kkondensat għal CO2 separat.
It-teknoloġija tal-qbid ta 'wara l-kombustjoni tirreferi għas-separazzjoni u l-qbid ta' CO2 mill-gass taċ-ċumnija ġġenerat mill-kombustjoni ta 'fjuwils fossili fl-arja. Il-metodi ewlenin tal-qbid u s-separazzjoni huma l-assorbiment kimiku (metodu Benfield, metodu ta 'metildietanolamina), adsorbiment (bidla fil-pressjoni, bidla fit-temperatura), attrazzjoni fiżika (metodu ta' etere tal-polyethylene glycol dimetil, metodu ta 'ħasil ta' metanol b'temperatura baxxa), u separazzjoni tal-membrana.
Trasport tal-karbonju
It-teknoloġija tat-trasport tal-karbonju bħalissa hija relattivament matura u użata ħafna. Il-metodi ewlenin tat-trasport tiegħu huma t-trasport tal-pipeline u t-trasport tat-tank. It-trasport tal-pipeline huwa maqsum fi trasport tal-istat gassuż, likwidu u superkritiku. Minħabba l-fażijiet differenti tal-mezz tat-trasport, il-proċess tat-trasport huwa wkoll differenti. Fil-preżent, it-trasport tal-pipeline jadotta prinċipalment it-trasport tal-istat superkritiku. Il-mod ewlieni tat-trasport tat-tank huwa t-trasport bil-ferrovija jew bit-triq.
Sekwestrazzjoni tal-karbonju
It-teknoloġija tas-sekwestru tal-karbonju hija li taħżen b'mod sikur is-CO2 maqbud fl-istrutturi ġeoloġiċi, u b'hekk tnaqqas b'mod effettiv l-emissjonijiet tas-CO2 għall-atmosfera. Huwa maqsum fi tliet metodi: sekwestrazzjoni ġeoloġika, sekwestrazzjoni tal-baħar, u sekwestru kimiku.
Il-ħażna ġeoloġika tirreferi għall-injezzjoni tas-CO2 f'korpi ġeoloġiċi differenti bħal bassasiet tal-melħ bil-baħar, saffi taż-żejt u tal-gass, u bjar tal-faħam. Il-fond tal-ħażna tal-ħażna ġeoloġika tas-CO2 huwa ġeneralment taħt it-800 m, minħabba li tali temperatura u pressjoni jistgħu jżommu CO2 fi stat superkritiku.
Il-ħażna tal-baħar tirreferi għall-ħażna tas-CO2 fl-ilma tal-baħar fond jew qiegħ il-baħar fond mill-pipeline jew it-trasport tal-vapuri.
Il-ħażna kimika tirreferi għall-konverżjoni ta 'CO2 f'xi karbonati stabbli permezz ta' serje ta 'reazzjonijiet kimiċi kumplessi, u b'hekk tinkiseb l-iskop ta' ħażna permanenti ta 'CO2.
Analiżi tat-Teknoloġija CCS
Bħalissa, ir-riċerka dwar it-teknoloġija CCS tiffoka prinċipalment fuq l-aspetti li ġejjin: l-ewwel, il-qbid tal-karbonju, prinċipalment mill-perspettiva ekonomika, jiġifieri, kif tnaqqas l-ispiża ekonomika tal-qbid tal-karbonju; it-tieni, il-ħażna tal-karbonju, l-aktar mill-perspettiva tar-riskju ambjentali, jiġifieri, kif tnaqqas ir-riskji ambjentali li jistgħu jinġiebu mill-ħażna tal-karbonju; It-tielet, li takkumula esperjenza prattika permezz ta 'proġetti ta' dimostrazzjoni tat-teknoloġija CCS.
Status attwali tat-teknoloġija tal-qbid tal-karbonju
It-teknoloġija tal-qbid tal-kombustjoni arrikkita bl-ossiġnu fit-teknoloġija tal-qbid tal-karbonju m'għandha l-ebda vantaġġi ekonomiċi ovvji minħabba l-ispiża għolja tal-produzzjoni tal-ossiġnu, u ma tistax tiġi promossa u użata b'mod wiesa 'f'applikazzjonijiet prattiċi; It-teknoloġija ta 'qbid ta' wara l-kombustjoni ma ntużatx ħafna fil-prattika ta 'produzzjoni minħabba l-investiment għoli ta' tagħmir u spejjeż operattivi. Għalkemm l-ispiża tal-qbid tal-karbonju hija relattivament għolja, ir-riċerka turi li hekk kif it-teknoloġija tkompli timmatura, l-ispiża tal-qbid tal-karbonju se titnaqqas ħafna għal livell li n-nies jistgħu jaċċettaw faċilment. Fil-qosor, il-kwistjoni tal-ispejjeż hija l-konġestjoni tal-industrijalizzazzjoni tat-teknoloġija tal-qbid tal-karbonju. Id-direzzjoni tar-riċerka tar-riċerkaturi f'diversi pajjiżi dwar it-teknoloġija tal-qbid tal-karbonju hija wkoll iffokata prinċipalment fuq kif tnaqqas l-ispiża ekonomika tal-qbid tal-karbonju. Hawn taħt, l-awtur se jintroduċi diversi teknoloġiji ġodda biex inaqqsu l-ispiża tal-qbid tal-karbonju:
Riċerkaturi ta 'Codexis f'Kalifornja, l-Istati Uniti, qed jistudjaw it-teknoloġija ta' l-użu ta 'enzimi modifikati ġenetikament biex inaqqsu l-ispiża tal-qbid tal-karbonju. L-anhydrase karboniku jgħin lis-solvent methyldiethanolamine biex jgħaqqad mad-dijossidu tal-karbonju, iżda din l-enzima tista 'tibqa' ħajja biss f'madwar 25 grad u immedjatament issir ineffettiva meta t-temperatura taqbeż il-55 ~ 65 grad. L-anhydrase karbonika modifikata ġenetikament miksuba permezz ta 'teknoloġija modifikata ġenetikament tista' tibqa 'ħajja għal nofs siegħa f'temperatura' l fuq minn 85 grad. Din il-karatteristika tippermettilha jkollha rwol fl-ipejjep ta 'temperatura għolja ta' impjanti ta 'l-enerġija li jaħdmu bil-faħam, u żżid l-effiċjenza ta' assorbiment ta 'solventi ta' qbid tal-karbonju b'100 darba.
L-inġinerija JFE tal-Ġappun tuża l-ilma u kompost organiku speċjali. Meta l-gass ta 'l-egżost jitħallat ma' l-ilma u l-kompost organiku, id-dijossidu tal-karbonju jiġi trasformat fi stat viskuż simili għall-ġelatina f'temperatura tal-kamra u kważi pressjoni normali. Il-materjal solidu mbagħad jinġabar u jissaħħan ftit, u d-dijossidu tal-karbonju jiġi kkonvertit lura f'gass, u l-ilma u l-kompost organiku jistgħu jerġgħu jintużaw. Il-proċess jiswa 200 wan għal kull tunnellata ta 'dijossidu tal-karbonju maqbud f'RMB.
Xjentisti mill-Università tar-Ross, l-Università ta ’California, Berkeley, il-Laboratorju Nazzjonali ta’ Berkeley, u l-Istitut ta ’Riċerka dwar l-Enerġija Elettrika studjaw aktar minn 400 adsorbenti minerali u sabu li ż-żeoliti, li huma komunement użati bħala materjali industrijali, jistgħu jtejbu ħafna l-effiċjenza fl-enerġija tat-teknoloġija tal-qbid tal-karbonju. L-analiżi tagħhom turi li ħafna żeoliti huma aktar effiċjenti fl-enerġija minn solventi amina fil-qbid tad-dijossidu tal-karbonju. Zeolite huwa minerali komuni magħmul prinċipalment minn silikon u ossiġenu. Hemm 40 speċi fin-natura u 160 speċi sintetizzati artifiċjalment. Iż-żeoliti huma mimlija pori ġewwa, li huma bħal kontenituri ta 'mikro-reazzjoni li jassorbu u jikkombinaw sustanzi kimiċi għal reazzjonijiet kimiċi.
Riċerkaturi mil-Laboratorju Nazzjonali tat-Teknoloġija tal-Enerġija ta 'l-Istati Uniti wettqu varjetà ta' likwidi joniċi. Il-proprjetajiet fiżiċi u studji ta 'mekkaniżmu ta' assorbiment tad-dijossidu tal-karbonju wrew li fost il-likwidi joniċi mogħtija, il-likwidi joniċi għandhom selettività aħjar għad-dijossidu tal-karbonju. Fl-istess ħin, instab li l-likwidi joniċi għandhom tagħbija għolja ta 'assorbiment tad-dijossidu tal-karbonju u domanda ta' riġenerazzjoni aktar baxxa. Barra minn hekk, il-likwidi joniċi huma differenti minn solventi organiċi tradizzjonali. Minħabba l-pressjoni baxxa tagħhom tal-fwar, komposti organiċi volatili ma jiġux prodotti matul il-proċess ta 'dekarbonizzazzjoni. Barra minn hekk, likwidi joniċi jistgħu jintużaw ripetutament.
Riskji ta 'sekwestrazzjoni tal-karbonju
Il-Ministru tax-Xjenza u t-Teknoloġija Wan Gang qal f'intervista mal-midja wara t-tielet laqgħa ministerjali tal- "forum tal-mexxejja tas-sekwestru tal-karbonju" li t-teknoloġija tal-qbid tal-karbonju hija relattivament matura, filwaqt li l-prospetti tal-applikazzjoni u s-sigurtà tat-teknoloġija tas-sekwestru tal-karbonju għadhom iridu jiġu kkunsidrati. L-Istati Uniti, in-Norveġja u pajjiżi oħra injettaw id-dijossidu tal-karbonju fl-għelieqi taż-żejt u tal-gass li ġew sfruttati biex jagħfsu ż-żejt u l-gass li fadal, li mhux biss żiedu r-rata ta 'rkupru taż-żejt iżda wkoll estendew il-ħajja tas-servizz tal-għelieqi taż-żejt u tal-gass. Madankollu, kif qal il-Ministru Wan, ir-riskji mressqa mis-sekwestru tal-karbonju m'għandhomx jiġu sottovalutati.
It-tnixxija ta 'ħażna ta' dijossidu tal-karbonju taħt l-art tista 'tikkawża żewġ tipi ta' riskji:
Ir-riskju globali, jiġifieri, jekk parti mid-dijossidu tal-karbonju fl-istruttura tal-ħażna tnixxi fl-atmosfera, id-dijossidu tal-karbonju rilaxxat jista 'jikkawża tibdil fil-klima sinifikanti.
Ir-riskju lokali, jiġifieri, jekk it-tnixxija tad-dijossidu tal-karbonju mill-istruttura tal-ħażna, jista 'jikkawża dijossidu tal-karbonju u ilma mielaħ biex jidħol fl-akwiferu, jaffettwa l-ilma ta' taħt l-art, u jniġġes ilma tax-xorb; Jista 'wkoll jikkawża diżastri lokali lill-bnedmin u l-ekosistemi.
Ir-riskji tal-ħażna tal-oċean dijossidu tal-karbonju huma:
Id-dijossidu tal-karbonju maħlul fl-ilma se jżid l-aċidità tal-ilma. M’għandniex xi ngħidu, huwa wkoll possibbli li jiżdiedu ċerti minerali alkalini biex jinnewtralizzaw l-aċidità tad-dijossidu tal-karbonju. Madankollu, mill-esperimenti attwali, l-injezzjoni tas-CO2 fl-oċean se jkollha ċertu impatt fuq l-organiżmi qrib il-punt tal-injezzjoni fi żmien qasir, u l-impatt fit-tul fuq l-ekosistema tal-baħar jeħtieġ aktar osservazzjoni. Barra minn hekk, il-ħin taż-żamma, il-bidliet morfoloġiċi, u d-direzzjoni tal-migrazzjoni tas-CO2 fil-baħar fond wara l-injezzjoni jeħtieġu wkoll monitoraġġ fit-tul.
Bħala teknoloġija ġdida għall-ħażna tas-CO2, il-ħażna CHIMIKA CO2 għad għandha ħafna aspetti imprevedibbli f'termini ta 'benefiċċji ekonomiċi u effiċjenza tat-tnaqqis tal-emissjonijiet.
Konklużjoni
Dan id-dokument jintroduċi fil-qosor l-isfond u l-konnotazzjoni teknika tat-teknoloġija CCS, u jiddiskuti l-istatus attwali tal-iżvilupp tal-qbid tal-karbonju u d-direzzjoni tar-riċerka li tnaqqas l-ispiża ekonomika tagħha, l-analiżi tar-riskju tas-sekwestru tal-karbonju, u xi applikazzjonijiet attwali internazzjonali u domestiċi tal-inġinerija. B'mod ġenerali, il-prospetti ta 'applikazzjoni tat-teknoloġija CCS huma wesgħin, u l-problemi attwali għandhom ikunu temporanji. Bħala emittent ewlieni tal-karbonju, pajjiżna għandu jwettaq riċerka fil-fond f'dan il-qasam u jwettaq proġetti ta 'inġinerija rilevanti. Barra minn hekk, l-awtur juża wkoll dan l-artikolu biex jesprimi xi fehmiet immaturi: mhux biss għandna nħarsu lejn it-teknoloġija CCS mill-perspettiva ta 'diffikultà teknika, spiża ekonomika, u riskju, iżda wkoll mill-perspettiva tal-bijosfera globali. Il-kawża tat-tisħin globali hija l-emissjoni eċċessiva ta 'gassijiet serra. Il-gassijiet serra, komposti prinċipalment minn dijossidu tal-karbonju, miġjuba miċ-ċiviltà industrijali umana, inevitabbilment se jsiru parti miċ-ċiklu tal-karbonju tad-dinja. Qabel iċ-ċiviltà industrijali, iċ-ċiklu tal-karbonju tad-Dinja kien relattivament sempliċi u bilanċjat fit-tul. Fi kliem sempliċi, il-pjanti jikkunsmaw dijossidu tal-karbonju u l-annimali jipproduċu dijossidu tal-karbonju, u t-tnejn jiffurmaw bilanċ. It-tfaċċar taċ-ċiviltà industrijali kisser dan il-bilanċ sempliċi. Il-provvista ta 'dijossidu tal-karbonju qabżet il-konsum, u għalhekk l-emissjonijiet eċċessivi ta' gassijiet serra wasslu għal tisħin globali. Għalhekk, kif tikkonsma gassijiet ta 'serra tad-dijossidu tal-karbonju żejjed mingħajr ma taffettwa l-ekoloġija tal-bijosfera tad-dinja hija ċ-ċavetta għall-problema. Dan jirrikjedi mhux biss l-applikazzjoni tax-xjenza u t-teknoloġija, iżda wkoll għerf politiku, komunikazzjoni kulturali, u mezzi ekonomiċi. Emissjonijiet eċċessivi ta 'gassijiet serra huma kkawżati miċ-ċiviltà umana, u nemmen li ċ-ċiviltà umana inevitabbilment issib mod kif issolvi l-impatt tagħha!
