Was ist Kohlenstoffabscheidung und -speicherung?

Was ist Kohlenstoffabscheidung und -speicherung? Die EU-Staaten haben zugestimmt, dass CCS von entscheidender Bedeutung ist, aber die Fortschritte sind langsam. Owen Humphreys / PA

Das Institut für Energietechnologien Kürzlich wurde berichtet, dass ohne Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) die Kosten für die Erreichung der britischen Klimaschutzziele steigen wird sich verdoppeln von rund £ 30 Milliarden pro Jahr in 2050. Wie funktioniert es?

Der erste Schritt ist die Abscheidung von Kohlendioxid (CO2) aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kraftwerken und aus energieintensiven industriellen Prozessen wie Zementwerken oder der Stahlerzeugung. Dies ist der wahrscheinlichste technologische Weg, um CO zu reduzieren2 Emissionen, seit der Abscheidung von CO2 Direkt aus der Luft, auch wenn machbar, wäre sehr teuer.

Die CO2 wird mit speziell entwickelten Chemikalien wie Aminen, Ammoniak und anderen Sorbentien (absorbierenden Materialien) von den anderen Gasen getrennt, die aus Kraftwerksschornsteinen austreten. Dieser erste Einfangschritt ist in der Lage, etwa 90% des CO zu entfernen2 emittiert und repräsentiert etwa 70% der Gesamtkosten (£ 35-60 pro Tonne CO2). Dieses Verfahren ist nicht neu - es wird seit vielen Jahren im Öl- und Gassektor eingesetzt, muss jedoch noch in großem Umfang eingesetzt werden.

Sobald der CO2 erfasst wird, muss es von der Quelle zum Lager transportiert werden. Versand und Transport per Pipeline werden in naher Zukunft als Hauptoptionen angesehen. Für den kommerziellen Einsatz in Großbritannien sind jedoch umfangreiche Pipelinenetzwerke erforderlich. Dies wirft eine sehr wichtige Frage auf: Können wir bestehende Gaspipelines, insbesondere Offshore-Pipelines, für den CCS-Betrieb wiederverwenden? Dies ist ohne Änderungen an der vorhandenen Infrastruktur unwahrscheinlich. Rohrleitungskorrosion durch Verunreinigungen im abgetrennten CO2 ist ein potenzielles Risiko. Es muss also noch mehr an CO gearbeitet werden2 Verkehrsinfrastruktur und alternative Rohrleitungsmaterialien.

Aus der Luft in den Boden

Endlich der CO2 ist dauerhaft gespeichert. Tiefe geologische Formationen gelten derzeit als vielversprechendste Standorte für die Kohlenstoffbindung. Durch die Ausnutzung des hohen Drucks und der hohen Temperaturen, die natürlich tief im Untergrund auftreten, wird CO2 kann durch verschiedene Einfangmechanismen daran gehindert werden, an die Oberfläche zu gelangen. Die Art und Weise, wie diese im Laufe der Zeit miteinander interagieren, erhöht die Stabilität des gespeicherten CO2. Zum Beispiel eine Million Tonnen CO2 wurden jährlich im gespeichert Sleipner-Projekt in der Nordsee seit dem Start in 1996. Während seit mehr als 30 Jahren CO2 wurde auch in geologischen Formationen injiziert, um zu helfen Enhanced Oil Recovery.

In jedem Fall ist es bei jedem CCS-Projekt wichtig zu gewährleisten, dass der gespeicherte CO2 bleibt begrenzt, ohne dass Ausscheidungen auftreten. Es stehen eine Vielzahl bewährter Überwachungssysteme zur Verfügung, die auf Methoden beruhen, die routinemäßig bei der Gas- und Ölexploration angewendet werden. Laborversuche und Untersuchung der natürlichen CO-Emissionen2B. aus geothermischen Gebieten, werden auch zur Abschätzung möglicher Umweltauswirkungen herangezogen. In erster Linie ist jedoch die genaue Auswahl des Speicherorts entscheidend, um die Wahrscheinlichkeit eines Lecks auszuschließen. Dies muss dann mit zuverlässigen Überwachungstechniken abgeglichen werden, um Leckagen sofort zu erkennen und erforderliche Reaktionen zu ermöglichen.

Bewahren Sie es nicht einfach auf, sondern verwenden Sie es

Heutzutage besteht ein zunehmendes Interesse daran, das aufgefangene CO in gewissem Umfang zu nutzen2. Bessere industrielle Nutzung von CO2 (derzeit nur rund 0.5% der jährlichen Emissionen) würde neue Geschäftsmärkte schaffen und den Bedarf an langfristiger Lagerung verringern. Gegenwärtig werden verschiedene technische Fragen behandelt, die es neuen chemischen, photochemischen, elektrochemischen, reformierenden, biologischen und anorganischen Methoden ermöglichen, gebundenes CO umzuwandeln und zu verwenden2 in etwas Nützliches. Umfangreiche Forschung zu innovativem CO2 Verwendungen kommen aus der Lebensmittelindustrie sowie dem Öl- und Gassektor. Letztendlich hängt der Erfolg davon ab, ob Technologien CO reduzieren können2 Emissionen bei der Herstellung wirtschaftlich tragfähiger Produkte wie Öle, Chemikalien, Düngemittel und Kraftstoffe.

Kürzlich Skyonic Corporation In den USA (ein Joint Venture zwischen BP und ConocoPhillips) wurde der weltweit erste Werbespot in Betrieb genommen CO2 Auffang- und Verwertungsanlage in der Welt. Verwendung kostengünstiger chemischer Einsatzstoffe zur Abscheidung und Mineralisierung von CO2 Es wird erwartet, dass 300,000 Tonnen CO in wertvolle kohlenstoffnegative Produkte wie Salzsäure und Natriumbicarbonat umgewandelt werden2 pro Jahr aus einem Zementwerk und schaffen 200-Arbeitsplätze.

Das Internationale Energieagentur hat CCS als Schlüssel zur Minderung der globalen CO hervorgehoben2 Emissionen. Die Bereitstellung ist jedoch weiterhin langsam nur eine Handvoll von kommerziellen Projekten derzeit in Betrieb. Das Gespräch

Über den Autor

Mercedes Maroto-Valer, Leiter des Instituts für Maschinenbau, Verfahrenstechnik und Energietechnik, Heriot-Watt Universität; Aimaro Sanna, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Heriot-Watt Universität; Chih-Wei Lin, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Heriot-Watt Universität; Giorgio Caramanna, wissenschaftlicher Mitarbeiter in Geologie, Heriot-Watt Universität; Qi Liu, Postdoktorand, Heriot-Watt Universitätund Yolanda Fernandez-Diez, Post-Doktorandin für Chemieingenieurwesen, Heriot-Watt Universität

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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