Jak wycisnąć gąbkę, może pomóc uratować planetę

Ale ostrzeżenie: nie jest dosłownie wyciskanie gąbki. Ale to jest równoważne. Nauka wyjaśnia

Świat zdecydowanie obstawia wychwytywanie węgla – termin, który odnosi się do różnych technik zapobiegania uwalnianiu zanieczyszczenia węgla podczas procesów przemysłowych lub usuwania węgla istniejącego w atmosferze, a następnie blokowania go na stałe.

Praktyka nie jest wolna od kontrowersji, a ci, którzy twierdzą, że wychwytywanie węgla jest drogie, nie udowodnione i może służyć jako rozproszenie w stosunku do skutecznego zmniejszenia emisji dwutlenku węgla. Ale jest to szybko rosnąca rzeczywistość: według najnowszego raportu Global CCS (Carbon Capture and Storage) istnieje co najmniej 628 projektów przechwytywania i przechowywania węgla w fazie przygotowawczej, z rocznym wzrostem o 60%. Według Fortune Business Insights wielkość rynku wynosiła nieco ponad 3,07 miliarda euro do 2024 r., Ale oczekuje się, że wzrośnie do 12,74 miliarda euro do 2032 r.

Być może najbardziej ambitne – i najdroższe – wychwytywanie węgla obejmujące usuwanie dwutlenku węgla bezpośrednio z powietrza, chociaż obecnie działa tylko kilka tego typu instalacje. Niektórzy naukowcy uważają, że lepszą opcją byłoby przechwytywanie węgla wód morskich zamiast powietrza, ponieważ ocean jest największym zlewem węglowym na planecie, pochłaniając 25% wszystkich emisji dwutlenku węgla.

W Wielkiej Brytanii, gdzie rząd ogłosił w 2023 r. Finansowanie do 23,45 miliarda euro na wsparcie przechwytywania węgla, jeden z tych projektów ukształtował się w pobliżu kanału Mancha. Nazywany Seacure, Twoim celem jest dowiedzieć się, czy przechwytywanie węgla w morzu faktycznie działa i może być konkurencyjne w odniesieniu do odpowiednika lotniczego.

„Powodem, dla którego wodę morską zachowuje tyle węgla, jest to, że gdy CO2 w wodzie jest umieszczany, 99% z nich przekształca się w rozpuszczone formy węgla, które nie są zmieniane wraz z atmosferą”, wyjaśnia Paul Halloran, profesor nauk oceanicznych i klimatycznych na University of Exeter, co prowadzi zespół Seacure.

„Ale oznacza to również, że usunięcie tego węgla z wody jest bardzo proste”.

Instalacja pilotowa

Seacure zaczął budować fabrykę pilotażową około rok temu w Weymouth Sea Life Center na południowym wybrzeżu Anglii. Działając od kilku miesięcy, został zaprojektowany do przetwarzania 3000 litrów wody morskiej na minutę i usunięcia około 100 ton CO2 rocznie.

„Chcieliśmy przetestować technologię w prawdziwym środowisku z królewską wodą morską w celu zidentyfikowania problemów, które napotykamy”, mówi Halloran, dodając, że praca w dużym publicznym akwarium pomaga, ponieważ ma już infrastrukturę do wydobywania wody morskiej z wody morskiej, a następnie rozładować ją w oceanie.

Węgiel, który jest naturalnie rozpuszczony w wodzie morskiej, można łatwo przekształcić w CO2, nieznacznie zwiększając kwasowość wody. Aby to zrobić, woda kapituje na dużej powierzchni z powietrzem nad nim. „W tym procesie byliśmy w stanie usunąć ponad 90% węgla z wody”, mówi Halloran.

CO2, który jest ekstrahowany z wody, przechodzi proces oczyszczania, który wykorzystuje aktywowany węgiel w postaci zwęglonych skorup kokosowych i jest gotowy do przechowywania. W rozszerzonym systemie zostanie on wprowadzony do magazynu geologicznego CO2. Przed uwolnieniem wody jego kwasowość jest przywracana do normalnych poziomów, dzięki czemu jest w stanie wchłonąć więcej dwutlenku węgla z powietrza.

„Ta zwolniona woda, która ma teraz bardzo niskie stężenie węgla, należy uzupełnić, więc próbuje ssać CO2 z dowolnego miejsca i wysysać ją z atmosfery” – mówi Halloran. „Prostą analogią jest to, że ściskamy gąbkę i odkładamy ją z powrotem”.

Chociaż potrzebne są więcej testów, aby zrozumieć pełny potencjał technologii, Halloran przyznaje, że „bezpośrednie przechwytywanie powietrza nie jest sukcesem kosztów energii” i że istnieją inne wyzwania, takie jak potrzeba usunięcia zanieczyszczeń z wody przed jej wydaniem, a także potencjalny wpływ na ekosystemy. Dodaje jednak, że wszystkie technologie przechwytywania dwutlenku węgla sugerują wysokie koszty w budowie obiektów i infrastruktury, a wykorzystanie wody morskiej ma wyraźną przewagę: ma znacznie wyższe stężenie węgla niż powietrze, „dlatego powinno obniżyć koszty kapitałowe związane z budownictwem”.

Tłumienie wpływu

Jednym z głównych problemów każdego systemu przechwytywania węgla wód morskich jest wpływ wody rozładowanej na ekosystemy morskie. Guy Hooper, doktorant z University of Exeter, który pracuje nad tym problemem w obiektach Seacure, twierdzi, że w tak małych ilościach jest uwalniana w tak małych ilościach, że nie ma żadnego wpływu na środowisko morskie, ponieważ bardzo szybko rozcieńcza się.

Według Stuarta Hastezeldine, profesora przechwytywania i magazynowania węgla na University of Edinburgh, który nie jest zaangażowany w Seacure, chociaż inicjatywa wydaje się być bardziej energooszczędna niż obecne testy pilotażowe przechwytywania powietrza, system rzeczywistej będzie wymagał odnawialnej dostawy energii i stałego magazynu CO2, kompresując ją, a następnie odmieszcza ją do podsumowania w skali.

Według Stuarta Hakzeldine kolejnym wyzwaniem jest Seacure w celu zwiększenia skali i „dłuższa praca, aby udowodnić, że może uchwycić miliony ton CO2 rocznie”.

Ale Stuart Hastezeldine uważa, że ​​istnieje ogromny potencjał odzyskiwania węgla w wodzie oceanicznej. „Całkowity węgiel w wodzie morskiej jest około 50 razy wyższy niż atmosfera, a węgiel może pozostać w wodzie morskiej przez dziesiątki tysięcy lat, powodując zakwaszenie, które upośledzają ekosystemy planktonu i rafy koralowej. Usuwanie węgla z oceanu jest gigantycznym zadaniem, ale niezbędne, jeśli chcemy kontrolować konsekwencje zmian klimatu” – mówi.