Közvetlen levegőbefogás

Ezt a cikket vagy részt felül kell vizsgálni. A részleteket a vita oldalon kell megadni . Kérjük, segítsen javítani , majd távolítsa el ezt a zászlót.

A közvetlen légbefogás ( DAC ) a szén -dioxid (CO 2 ) közvetlen kivonása a környezeti levegőből . Az alapelv az, hogy a környezeti levegő átáramlik egy szűrőn, amely eltávolítja a CO 2 egy részét . A szén -dioxid -leválasztáshoz és -hasznosításhoz hasonlóan a folyamat eredménye tiszta CO 2 , amelyet ezután különféle célokra lehet felhasználni. E tulajdonság miatt az ilyen növényeket "mesterséges fáknak" nevezték.

Lehetséges felhasználási CO 2 a nyersanyag-felhasználás, mint nyersanyag z. B. a vegyipar esetében a CO 2 -semleges tüzelőanyagok ( RE gáz és e -üzemanyagok ) előállítása, valamint a szén -dioxid geológiai tárolása, ezáltal negatív kibocsátás érhető el. Ez utóbbit közvetlen levegő -szén -dioxid -leválasztás és -tárolás ( DACCS ) néven emlegetik, és célja, hogy aktívan eltávolítsa az éghajlatból származó szén -dioxidot a légkörből, és tartósan tárolja a szén -dioxid -leválasztás és -tárolás ( Carbon Capture and Storage , CCS) segítségével. globális védelme érdekében Ellensúlyozza a felmelegedést .

sztori

A DAC koncepciót 1999 -ben javasolta először Klaus Lackner német fizikus , aki az USA -ban dolgozott, és a 2010 -es években gyors fejlődést tapasztalt. De ez még fejlesztési szakaszban van.

eljárás

A közvetlen légfogó folyamat folyamatábrája nátrium -hidroxidot alkalmazva abszorbensként, beleértve az oldószer regenerálását.
A közvetlen levegőszűrési folyamat folyamatábrája nátrium -hidroxidot alkalmazva abszorbensként és oldószer regenerálással.

A CO 2 előállításához nagy ventilátorokra van szükség, hogy a környezeti levegőt szűrőn keresztül kényszerítsék. A szűrő az aminmosóban , a szerves aminok közül választott folyékony oldószerben található , más módszerekben, mint a CO 2 - abszorbens , például nátrium -hidroxidot használnak, a CO 2 és nátrium -karbonát reakcióba lépnek. Ezt hevítve nagy tisztaságú gáznemű CO 2 szabadul fel . A nátrium -hidroxidot nátrium -karbonátból újrahasznosítják. Alternatív megoldásként a CO 2 szilárd szorbensekhez kötődik a kemiszorpciós folyamat során. A következő lépésben, a CO 2 deszorbeáljuk a szilárd útján hő és vákuum . Között a specifikus kémiai folyamatok vizsgált, három kell kiemelni: abszorpciós alkáli- és alkáliföldfém-hidroxidok, karbonizáció, és a szerves-szervetlen hibrid szorbensek álló aminok, mint például monoetanol-amin (MEA), dietanol-amin (DEA) vagy metildietanol (DMEA), amely Adszorbensek jelennek meg egy porózus hordozón . Az aminos súrolást arra is használják, hogy kiszűrjék a tiszta CO 2 -ot azokból a forrásforrásokból (kipufogógázok), amelyekben a CO 2 nagyobb koncentrációban van jelen.

Az alacsony koncentrációjú CO 2 a Marathon MSA nevű anioncserélő polimer gyantával is elválasztható . Ez az anyag elnyeli a levegő-CO 2 száraz állapotban és a kibocsátások azt újra egy nedves állapotban. A technológia további kutatásokat igényel a gazdaságosság meghatározásához.

Egyéb felhasználható anyagok a fém szerves keretek (MOF).

A CO 2 membránleválasztásai féligáteresztő membránokra támaszkodnak a CO 2 és a levegő elválasztására. Ez a módszer abban különbözik a másik kettőtől, hogy kevés vizet igényel, és kisebb a lábnyom.

közgazdaságtan

A DAC megvalósításának egyik legnagyobb akadálya a CO 2 levegőből történő leválasztásának költsége . Szerint a 2011 tanulmány, a létesítmény, hogy rögzítse egy megatonnás CO 2 kerülne $ 2,2 milliárd év. Más, ugyanebből az időszakból származó tanulmányok szerint a DAC költsége 200–1000 dollár / tonna CO 2 és 600 dollár / tonna.

A kanadai Brit Kolumbia egyik kísérleti létesítményének 2015–2018-as gazdasági tanulmányában a költségeket 94–232 dollárra becsülték az eltávolított légköri CO 2 tonnánként . Ezt a tanulmányt a Carbon Engineering végezte, amely anyagilag érdekelt a DAC technológia kereskedelmi forgalmazásában.

2011-től, CO 2 leválasztás költségeit-hidroxid-alapú folyamatok általában mintegy 150 $ per tonna CO 2 . A folyékony aminokon alapuló jelenlegi elválasztás 10-35 USD / tonna CO 2 . A költségek adszorpciós-alapú CO 2 elkülönítése 30 és 200 USD per tonna CO 2 . Nehéz meghatározni a DAC fajlagos költségét, mivel mindegyik módszer nagy különbségeket mutat az alkalmazott szorbens regenerálása és költségei tekintetében.

fejlődés

Széntechnika

A Carbon Engineering egy kereskedelmi DAC cég, amelyet 2009 -ben alapított többek között Bill Gates és Murray Edwards. 2015 óta kísérleti üzemet működtet a kanadai British Columbia -ban , amely naponta körülbelül egy tonna CO 2 -ot tud kinyerni. Egy gazdasági tanulmány az félüzemi végzett 2015-2018 tenni a költségek USD 94-232 per tonna légköri CO 2 távolítani .

A Greyrock kaliforniai energiacéggel együttműködve koncentrált CO 2- jának egy részét szintetikus üzemanyaggá alakítják át , beleértve a benzint, a dízelolajat és a Jet-A sugárhajtóművet.

A vállalat kálium -hidroxid oldatot használ a CO 2 felszívására , amely a fent említett nátrium -hidroxidhoz hasonlóan kálium -karbonátot képez.

Climeworks

A Climeworks első nagyszabású DAC rendszere 2017 májusában lépett üzembe. A Hinwil , Canton Zürich, 900 tonna CO 2 lehet kötve évente. Az energiafogyasztás csökkentése érdekében a rendszer a helyi hulladékégető mű hőjét használja fel. A CO 2 -t a zöldségtermés növelésére használják egy közeli üvegházban.

A cég szerint körülbelül 600 dollárba kerül egy tonna CO 2 eltávolítása a levegőből.

A Climeworks partnerség a Reykjavik Energy -vel. A CarbFix projekt 2007 -ben indult. A CarbFix2 projekt 2017 -ben indult, és az Európai Unió Horizont 2020 kutatási programjából kapott támogatást . A CarbFix2 pilot az izlandi Hellisheidi -i geotermikus erőmű mellett fut . Ezzel a megközelítéssel a CO 2 -et 700 méter mélyen fecskendezik be , ahol bazaltos alapkőzetet mineralizál, és karbonátos ásványokat képez. A DAC rendszerben a geotermikus erőmű alacsonyabb hulladékhőjét használják fel, ami több CO 2 -t takarít meg, mint mindkettő.

Globális termosztát

A Global Thermostat egy magántulajdonban lévő társaság, amelyet 2010 -ben alapítottak Manhattanben , New Yorkban, üzemével Huntsville -ben , Alabamában . Globális Termosztát használ szénalapú aminok szorbensek szénatomhoz szivacs eltávolítani CO 2 a légkörből. A vállalat projektjei a nagyüzemi kitermeléstől 50 000 tonnáig évente a kis projektekig terjednek, 40 tonnával.

A vállalat azt állítja , hogy képes lesz eltávolítani a CO 2 -t huntsville -i létesítményében tonnánként 120 dollárért.

Global termosztát írt alá szerződést az ital gyártó (akivel DAC generál CO 2 annak szénsavas italok) és olajos cég, amely azt tervezi, hogy úttörő DAC-üzemanyag Global termosztáttal technológia. A tüzelőanyagok előállításáról szól a DAC -ból nyert szén.

más cégek

  • Infinitree - korábban Kilimandzsáró Energia és Globális Kutatási Technológia néven ismert, az amerikai Carbon Sink része . Gazdaságilag életképes DAC-technológia prototípusának bemutatása 2007-ben.
  • SkyTree - hollandiai vállalat,
  • Az Egyesült Királyság szén -dioxid -leválasztási és -tárolási kutatóközpontja ,
  • Antecy - 2010 -ben alapított holland cég,

DACCS

A DAC -t ígéretes éghajlatvédelmi technológiának is tekintik . Ha a DAC -t CCS rendszerrel kombinálják , ez a technológia negatív kibocsátást eredményezhet, és ezáltal elősegítheti a párizsi klímaegyezmény céljainak elérését . A tudósok ugyanakkor felhívják a figyelmet arra, hogy a DACCS jelenleg nem helyettesítheti a gyors éghajlatvédelmi intézkedéseket, mivel nincs garancia arra, hogy a DACCS hosszú távon kellőképpen használható. A DACCS rendszerek fejlesztése és bevezetése nem vezethet a jelenlegi éghajlatvédelmi erőfeszítések gyengüléséhez a DACCS technológia jövőbeli sikereinek reményében. Támogatni kell a DACCS fejlesztését, de ez nem vezethet ahhoz, hogy a DACCS -t más éghajlatvédelmi lehetőségek helyett, hanem velük együtt használják.

A negatív kibocsátások létrehozásának azonban előfeltétele, hogy a DACCS-rendszerek működtetéséhez szén-mentes energiaforrás álljon rendelkezésre. Ezzel szemben a fosszilis tüzelőanyagokkal előállított elektromos energia felhasználása végső soron több CO 2 -ot bocsátana a légkörbe, mint amennyit egyidejűleg elfognak. A DACCS hátránya a technológia nagy energiafogyasztása. A levegőben lévő alacsony CO 2 -koncentráció miatt a DAC sokkal nagyobb energiát igényel, mint a hagyományos forrásból, például füstgázból történő kivonás . A CO 2 környezeti levegőből történő kivonásához szükséges elméleti minimális energia körülbelül 250 kWh / tonna CO 2 , míg a földgáztól és a széntüzelésű erőművektől való elválasztás körülbelül 100, illetve 65 kWh / tonna CO 2 -ot igényel. Ezen implicit energiaigény miatt néhány geomérnöki támogató azt javasolta, hogy „kisméretű atomerőműveket” alkalmazzanak a DAC rendszerek áramellátására, ami potenciálisan számos új környezeti hatást eredményezhet.

A DAC, amely az amin alapú abszorpción alapul, szintén jelentős vízigénnyel rendelkezik. Becslések szerint évente 300 km³ vízre van szükség 3,3 gigatonna CO 2 megkötéséhez , vagy a víz 4% -át használják öntözésre . Másrészt a nátrium -hidroxid használata sokkal kevesebb vizet igényel, de maga az anyag erősen maró és veszélyes. Összességében a DACCS vízfogyasztása körülbelül 10 -szerese vagy annál nagyobb a BECCS vízfogyasztásánál . Ezen túlmenően, a terület fogyasztása DACCS, különösen összehasonlítva a terület-intenzív használata BECCS, minimális, és a 0,001 ha / tonna CO 2 ekvivalens per év. A BECCS -hez hasonlóan a DACCS is megköveteli a biztonságos geológiai CO 2 -raktárak rendelkezésre állását, a szivárgások és az indukált földrengések kockázatára is tekintettel.

A légköri szén -dioxid DACCS rendszerek általi eltávolítása valószínűleg jelentősen drágább, mint a hagyományos klímavédelmi lehetőségek a gazdaság dekarbonizálására a magas anyagköltségek miatt. Még jelentős költségcsökkentések mellett is nagy valószínűséggel csak akkor épülnének fel a DACCS -rendszerek, amikor a fosszilis szén -dioxid -kibocsátás gyakorlatilag minden jelentős forrásforrása leállította a CO 2 kibocsátását .

A DAC potenciális felhasználása a jobb olajhozamhoz szintén megszüntetné az éghajlatvédelmi előnyöket.

web Linkek

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ David Biello: 400 PPM: Segíthetnek -e a mesterséges fák a szén -dioxid felszívásában ? , 2013. május 16.; Hozzáférés: 2019. október 2
  2. ↑ Bernd Schlupeck: A mesterséges fák sorozatba kerülnek
  3. ↑ A mesterséges fákkal rendelkező erdők megmenthetik az éghajlatot?
  4. ↑ Jie Bao és mtsai: Üvegházak a légkörből történő CO2 -megkötéshez . In: Szén -erőforrások átalakítása . szalag 1 , 2018. o. 183-190 , doi : 10.1016 / j.crcon.2018.08.002 .
  5. ^ A b E. S. Sanz-Pérez, CR Murdock, SA Didas, CW Jones: A CO2 közvetlen lefogása a környezeti levegőből . In: Chem Rev .. . 116., 19. szám, 2016. augusztus 25., 11840-11876. doi : 10.1021 / acs.chemrev.6b00173 . PMID 27560307 .
  6. ↑ a b c d e Direct Air Capture (Technológiai adatlap ) ( en-US ) In: Geoengineering Monitor . 2018. május 24. Letöltve: 2019. augusztus 27.
  7. ↑ a b c Berend Smit, Jeffrey A. Reimer, Curtis M. Oldenburg, Ian C. Bourg: Bevezetés a szén -dioxid megkötésébe és megkötésébe . London 2014, ISBN 978-1-78326-329-5 .
  8. ↑ a b c d e A CO2 közvetlen levegőbegyűjtése vegyszerekkel: Technológiai értékelés az APS Közéleti Panel számára . In: APS fizika . 2011. június 1. Letöltve: 2019. augusztus 26.
  9. ↑ a b c d Anja Chalmin: Direct Air Capture: Legújabb fejlemények és jövőbeli tervek ( en-US ) In: Geoengineering Monitor . 2019. július 16. Letöltve: 2019. augusztus 27.
  10. ↑ a b c d e Robert F. Szerviz: A költségek csökkennek a szén -dioxid levegőből történő megkötéséért. In: sciencemag.org. Tudomány - AAAS, 2018. június 7., hozzáférés: 2019. augusztus 26 .
  11. ↑ V. Nikulshina, N. Ayesa, ME Gálvez, A. Stainfeld: A Na-alapú termokémiai ciklusok megvalósíthatósága a levegő levegőből történő elfogására. Termodinamikai és termogravimetriai elemzések. . In: Chem. Eng. J .. 140., 2016. 1-3. Szám, 62-70. doi : 10.1016 / j.cej.2007.09.007 .
  12. ^ Szénfogás . In: Lenfest Fenntartható Energia Központ . Archiválva az eredetiből 2012. december 20. Letöltve: 2019. szeptember 6.
  13. ↑ David Biello: 400 PPM: Segíthetnek -e a mesterséges fák a szén -dioxid felszívásában ? ( en ) In: Scientific American . 2013. május 16. Letöltve: 2019. szeptember 4.
  14. ↑ a b Richard Schiffman: Miért lehet kulcsfontosságú a globális felmelegedés lassításában a CO2 „levegőgyűjtése” ( en-US ) In: Yale E360 . 2016. május 23. Letöltve: 2019. szeptember 6.
  15. ↑ Lynn Yarris: A CO2 tisztításának jobb módja ( en-US ) In: News Center . 2015. március 17. Letöltve: 2019. szeptember 7.
  16. ↑ a b c Új szén -dioxid -leválasztási és -hasznosítási technológiák: kutatás és éghajlati szempontok . (PDF) In: Science Advice for Policy by European Academies (SAPEA) . 2018. május 23., ISSN  2568-4434 , 50. o. Doi : 10.26356 / carboncapture .
  17. ↑ a b Kenton Heidel, David St Angelo, Geoffrey Holmes, David W. Keith: A CO2 elnyelésének folyamata az atmoszférából . In: Joule . szalag 2 , nem. 2018. 8. , ISSN  2542-4785 , p. 1573–1594 , doi : 10.1016 / j.joule.2018.05.006 .
  18. ↑ a b c d e Peter H. Diamandis: The Promise of Direct Air Capture: Making Stuff Out of Thin Air ( en-US ) In: Singularity Hub . 2019. augusztus 23. Letöltve: 2019. augusztus 29.
  19. ^ A b c John Vidal: Hogyan tervezi Bill Gates a bolygó megtisztítását . In: A megfigyelő . 2018. február 4, ISSN  0029-7712 ( theguardian.com ).
  20. ↑ Alister Doyle: A levegőtől a kőig: üvegházhatású gázok vizsgálata kezdődik Izlandon (en) . In: Reuters , 2017. október 11. Letöltve: 2019. szeptember 4. 
  21. ↑ Jeff Tollefson: A szén -dioxid kiszívása a levegőből olcsóbb, mint a tudósok gondolták . In: Természet . 2018. június 7. Letöltve: 2019. augusztus 26.
  22. ↑ Nyilvános frissítés a CarbFix- en ( en-GB ) In: Climeworks . 2017. november 3. Letöltve: 2019. szeptember 2.
  23. ↑ a b Darrell Proctor: A szén-dioxid-leválasztási technológia tesztje folyamatban van az izlandi geotermikus üzemben (en-US) . In: Power Magazin , 2017. december 1. Letöltve: 2019. szeptember 4. 
  24. ↑ Global Thermostat ( en-US ) In: Global Thermostat . Letöltve: 2018. december 7.
  25. ^ A Columbia Egyetem tudósa és magánvállalata elérte a szén -dioxid légbegyűjtési technológia első sikeres bemutatását . In: Columbia Egyetem . 2007. április 24. Archiválva az eredetiből 2010. június 22 -én. Letöltve: 2019. augusztus 30.
  26. ↑ Főoldal ( hu ) In: ANTECY . Letöltve: 2019. augusztus 27.
  27. ^ Giulia Realmonte és mtsai: Modellközi értékelés a közvetlen légbefogás szerepéről a mély csillapítási utakon . In: Nature Communications . szalag 10 , nem. 3277 , 2019, doi : 10.1038 / s41467-019-10842-5 .
  28. ^ A b Manya Ranjan, Howard J. Herzog: A légfogás megvalósíthatósága . In: Energy Procedia . szalag 4 , 2011, ISSN  1876-6102 , p. 2869–2876 , doi : 10.1016 / j.egypro.2011.02.193 .
  29. ↑ a b c IPCC 2018: 1,5 ° C -kal kompatibilis mérséklési utak a fenntartható fejlődés összefüggésében, 125. o . Külön jelentés 1,5 ° C globális felmelegedés . Letöltve: 2019. október 5.
  30. ↑ Pete Smith et al.: A negatív CO2 -kibocsátás biofizikai és gazdasági korlátai . In: A természet klímaváltozása . szalag 6. , 2016. o. 42-50 , doi : 10.1038 / nclimate2870 .