Становится ясно одно: то, что мы делаем, не работает. В апреле этого года уровень углекислого газа (CO 2 ) в атмосфере составлял 410 частей на миллион (ppm). Последний раз, когда уровень СО 2 составлял более 400 ppm, в эпоху середины плиоцена 3 — 5 миллионов лет назад. Несмотря на переход к возобновляемым источникам энергии и попытки повысить эффективность, глобальный искусственный выброс углекислого газа (CO 2 ) был рекордным 32,5 гигатонн в 2017 году — на 1,4 процента больше, чем в предыдущем году. Рост был обусловлен ростом спроса на энергоресурсы на 2,1 процента, причем 72 процента этого спроса встретили ископаемое топливо

Неправильное направление

Не похоже, что мы не пытаемся. Благодаря переходу от угля к природному газу для производства электроэнергии, наряду с впечатляющим ростом солнечной энергии во всем мире. Электрические транспортные средства пока не оказали большого влияния (около 1% рынка новых автомобилей). Но в следующем десятилетии они значительно увеличатся. Однако цифры все еще идут в неправильном направлении. Температуры растут примерно на 0,2 ° C за десятилетие и будут увеличиваться более чем на 1,5 ° C к 2040 году по сравнению с 2015 годом в соответствии с недавним проектом доклада ООН.

Если то, что мы делаем, не сработало, пришло время попробовать что-то другое. В настоящее время предпринимаются усилия по разработке технологий, которые будут вытаскивать CO 2 непосредственно из атмосферы. Это то, что растения делают каждый день. Фотосинтез объединяет CO 2 из атмосферы с водой и энергией от солнечного света, чтобы создавать сахара, крахмалы и другие полезные органические материалы, отбрасывая кислород обратно в атмосферу.

Тем не менее, мы несбалансировали систему, сбросив невообразимые количества СО 2 в атмосферу Земли за счет сжигания ископаемого топлива за последние 150 лет. По словам Всемирного фонда дикой природы (WWF), обезлесение ежегодно уничтожает 18,7 млн. Акров леса — очистку площади земли для высева жилья и животных, что эквивалентно 27 футбольным полям каждую минуту. Если мы помещаем растения в такое положение, в котором они не могут идти в ногу, то, возможно, мы сможем построить машины для удаления достаточного количества CO 2 чтобы иметь значение.

Возьмите приз

Это идея NRG COSIA Carbon X-Prize. Это глобальный конкурс стоимостью 20 миллионов долларов для создания прорывных технологий для преобразования выбросов CO 2 с электростанций в полезные вещи, такие как строительные материалы или даже альтернативные виды топлива. Конкурс начался в 2015 году. На данный момент существует десять финалистов, идеи которых в больших масштабах проверяются на объектах, прилегающих к существующим электростанциям. Среди идей — создание бетона, пластмасс, пищевых продуктов и синтетических топлив из CO 2 которые обычно отправляются в атмосферу. К 2020 году будет объявлен победитель конкурса.

 У компании Carbon Engineering есть экспериментальная установка для удаления СО2 из атмосферы «высота =« 481 »ширина =« 722 »стиль =« ширина: 500 пикселей, высота: 333 пикселей »класс = "media-element file-default" src = "https://www.designnews.com/sites/default/files/pilot-plant-min.jpg" /> </td>
</tr>
<tr>
<td> <em> Экспериментальная установка Carbon Engineering удалит CO <sub> 2 </sub> из атмосферы и превратит ее в жидкое топливо. (Источник изображения: Углеродная техника) </em> </td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p> Первый коммерческий завод по сбору CO <sub> 2 </sub> из атмосферы, открытый в Цюрихе, Швейцария в 2017 году. Завод Climeworks предназначен для производства 900 тонн CO <sub> ] 2 </sub> ежегодно, который поставляется в близлежащую теплицу, чтобы помочь выращивать овощи. Во время процесса Climeworks CO <sub> 2 </sub> из атмосферы осаждается на специальный фильтр. Как только фильтр насыщен, он нагревается и выпускает газообразный СО <sub> 2 </sub>. Этот проект был одним из одиннадцати финалистов проекта «Virgin Earth Challenge» стоимостью 25 миллионов долларов для технологий захвата CO <sub> 2 </sub>которые имели место в начале 2000-х годов. </p>
<p> Еще одно усилие предпринимает канадская компания под названием Carbon Engineering. Он разработал запатентованный непрерывный процесс, который использует раствор гидроксида калия для захвата CO <sub> 2 </sub> из атмосферы, превращая его в карбонат. Carbon Engineering также была финалистом в Virgin Earth Challenge. </p>
<p> Малые гранулы карбоната кальция осаждаются из раствора и высушиваются в гранулы. Эти гранулы затем могут быть нагреты для высвобождения чистого потока СО <sub> 2, </sub>который Carbon Engineering планирует использовать для смешивания с водородом, полученным при электролизе воды с образованием синтетического бензина. Компания утверждает, что стоимость в крупном размере будет составлять от 100 до 150 долларов США за тонну CO <sub> 2 </sub>которая будет захвачена. Это выгодно отличается от 600 долл. США за тонну, которые, по оценкам, оцениваются в других процессах. </p>
<p> <strong> Зависит от </strong> </p>
<p>. Может ли технология быть разрушителем, что в конечном итоге приведет к уменьшению количества СО <sub> 2 </sub> в атмосфере? Ответ, как всегда, заключается в том, что это зависит. Недостатком захвата CO <sub> 2 </sub> является энергия, которая требуется для этого. Процесс углеродного машиностроения требует 8,81 гигаджоулей (2 447 киловатт-часов) энергии для захвата из атмосферы метрической тонны (2 204 фунта) СО <sub> 2 </sub>. Этого достаточно, чтобы управлять моделью Тесла 3 почти на 10 000 миль. Если эта энергия исходит от гидроэлектроэнергии, солнечной энергии или энергии ветра, для беспокойства о дополнительных выбросах CO <sub> 2 </sub> нет. Но если это происходит из-за грязной сетки энергоносителей, выбросы углерода, возникающие в результате выработки энергии, могут быть выше, чем количество СО <sub> 2 </sub>удаляемое из атмосферы. </p>
<div>
<div style= ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

  • N ew и усовершенствованный автомобильный симулятор NREL Drivetrain

  • D OE концентрируется на солнечной энергии

«8,81 ГДж, необходимый для всех тепловых и электрических нужд, потребляется на месте таким образом, что сгорание CO 2 совместно захвачено и подается под давлением вместе с атмосферой», компания сказал News Design . По существу, завод захватывает свои собственные выбросы CO 2 .

Преобразование потока СО 2 газа в жидкое топливо также требует значительной энергии. План Carbon Engineering заключается в том, чтобы использовать электричество для разрушения воды путем электролиза для получения чистого водорода. Затем, используя катализатор, CO 2 и водород могут быть превращены в жидкий синтетический бензин в модификации процесса Фишера-Тропша. Производство бензина приведет к получению товарного продукта, который поможет сделать сбор углерода менее дорогостоящим.

«Основная часть потребности в энергии заключается в электролизе воды в водород. Этапы ЦАП и синтеза топлива потребляют меньшую часть общего потребления энергии », — отметил представитель компании Carbon Engineering. «Стратегическая возможность, представленная процессом« AIR TO FUELS » TM заключается в том, чтобы использовать возобновляемую электроэнергию там, где она является самой дешевой для генерации, использовать эту (прерывистую) мощность для производства водорода и затем путем повторного объединения с атмосферным СО 2 -магазины, которые хранят энергию и легко переносятся на рынок », — добавила компания.

В целом, если возобновляемая энергия, не содержащая углерода, используется на каждой стадии процесса, полученный синтетический бензин должен быть нейтральным от углерода. Другими словами, количество, удаляемое из атмосферы, должно равняться количеству, возвращаемому в атмосферу, путем сжигания топлива в автомобиле.

Нейтральная

Проблема заключается в том, что нейтральный углерод нейтральный раствор для транспортировки, хотя и замечателен, не снижает уровень CO 2 уже в атмосфере. В лучшем случае это остановка. Последствия изменения климата, вызванного парниковым газом, уже становятся очевидными. Мы должны не только уменьшить существующие выбросы CO 2 но и найти способ удалить то, что уже есть. Это единственная наша надежда избежать потенциальных катастрофических исходов все возрастающего уровня атмосферного СО 2 .

Единственное место, где углеродная нейтраль является лучшим, на что мы можем надеяться, это авиация. Хотя электрический полет был с энтузиазмом продемонстрирован, энергетические и энергетические выходы существующих литиево-ионных батарей недостаточны для потребностей воздушных перевозок в коммерческих масштабах. «Некоторые сектора транспорта будут поддаваться электрификации, но жидкое топливо имеет плотность энергии более, чем на 30%, чем сегодняшние наилучшие батареи, поэтому возобновляемые жидкие топлива будут очень полезны при декарбонизации некоторых тяжелых транспортных режимов», — сказал представитель Carbon Engineering Design Новости .

Жидкое топливо по-прежнему является лучшим вариантом для авиации, особенно если мы сможем синтезировать эти топлива из СО 2 удаленные из атмосферы. Это то, что мы должны делать сейчас, а не когда-нибудь в будущем.

Невидимая рука?

По иронии судьбы, все это становится академическим, если процесс удаления СО 2 из атмосферы может стать прибыльным. Спасти планету не стоит, если кто-то не может заработать на этом деньги. Синтетический бензин Carbon Engineering возможен только в том случае, если налог будет взиматься с количества CO 2 из которого исходит промышленность — налог на углерод в размере 200 долларов США за тонну, предложенный в Калифорнии, сделает синтетический бензин финансово жизнеспособным. Повышение уровня моря, лесные пожары, сильные ураганы, неурожаи, голод и исчезновение видов — все последствия потепления климата, вызванные увеличением выбросов CO 2 не являются частью уравнения.

Популярно сказать, что мы не должны выбирать победителей и проигравших; что мы должны позволить «рынку» решать каждый из наших следующих шагов. Ну, этот хваленый рынок — это то, как мы попали туда, где мы находимся, — планета, быстрое потепление которой угрожает нашему выживанию. Возможно, нам стоит попробовать некоторые выигрышные технологии в большом масштабе, пока мы все не станем проигравшими.

Старший редактор Кевин Клеменс уже более 30 лет пишет об энергетических, автомобильных и транспортных темах. Имеет степень магистра в области материаловедения и экологического образования, а также докторскую степень по машиностроению, специализирующуюся на аэродинамике. Он установил несколько мировых рекордных скоростей наземных скоростей на электрических мотоциклах, которые он построил в своей мастерской.

Go to Top

Поделитесь статьей!

close-link