מה אם זה היה אפשרי פשוט למצוץ את כל המזהמים המזיקים מהאוויר כדי שהם לא יהוו מטרד כזה? מה אם ניתן היה גם להמיר את המזהמים האטמוספריים בחזרה לדלקים מאובנים, או אולי דלקים ביולוגיים ידידותיים לסביבה? מדוע, אם כן, נוכל לדאוג הרבה פחות מפני ערפיח, מחלות נשימה, ומההשפעות שיש לריכוזים גבוהים של גזים אלה על פני כדור הארץ.
זה הבסיס לכידת הפחמן, מושג חדש יחסית בו נלכדים פחמן דו חמצני במקורות נקודתיים - כמו מפעלים, מפעלי גז טבעי, מפעלי דלק, ערים מרכזיות, או כל מקום אחר בו ידועים ריכוזים גדולים של CO². . לאחר מכן ניתן לאחסן CO² זה לשימוש עתידי, להמיר אותו לדלק ביולוגי, או פשוט להכניס אותו לכדור הארץ כך שהוא לא ייכנס לאטמוספירה.
תיאור:
כמו פיתוחים רבים אחרים האחרונים, לכידת הפחמן היא חלק ממערך נהלים חדש שנקרא ביחד גיאו-הנדסה. מטרת הנהלים הללו היא לשנות את האקלים כדי לנטרל את השפעות ההתחממות הגלובלית, בדרך כלל על ידי מיקוד לאחד מגזי החממה הראשיים. הטכנולוגיה קיימת מזה זמן, אך רק בשנים האחרונות היא הוצעה כאמצעי למאבק גם בשינויי אקלים.
נכון לעכשיו, לכידת פחמן נעשית לרוב במפעלים הנשענים על שריפת דלק מאובנים לייצור חשמל. תהליך זה מבוצע באחת משלוש דרכים בסיסיות - לאחר הבעירה, בעירה לפני ובעירה דלק אוקסי. לאחר הבעירה כרוך בהסרת CO2 לאחר שריפת הדלק המאובנים והמרה לגז פליטה, המורכב מ- CO2, אדי מים, דו תחמוצת הגופרית ותחמוצת החנקן.
כאשר הגזים עוברים דרך עשן או ארובה, CO² נתפס על ידי "פילטר" המורכב למעשה ממיסים המשמשים לספיגת CO2 ואדי מים. טכניקה זו אפקטיבית בכך שניתן יהיה להחליף פילטרים כאלה למפעלים ישנים יותר, תוך הימנעות מהצורך בשיפוץ תחנות כוח יקרות.
יתרונות ואתגרים:
תוצאות תהליכים אלה היו עד כה מעודדות - המתהדרות באפשרות של עד 90% של CO² להיפטר מפליטות (תלוי בסוג המפעל והשיטה בה נעשה שימוש). עם זאת, ישנם חששות שחלק מתהליכים אלה מוסיפים את העלות הכוללת וצריכת האנרגיה של תחנות כוח.
על פי דוח הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC) משנת 2005, העלויות הנוספות נעות בין 24 ל- 40% עבור תחנות כוח פחם, 11 עד 22% עבור מפעלי גז טבעי, ו- 14 עד 25% עבור מחזור גיזום מבוסס פחם מערכות. צריכת החשמל הנוספת יוצרת גם בדרך של פליטות.
בנוסף, בעוד שפעולות CC מסוגלות להפחית בצורה דרסטית את CO², הן יכולות להוסיף מזהמים אחרים לאוויר. הכמויות של סוג המזהמים תלויים בטכנולוגיה, ונעות בין תחמוצות אמוניה וחנקן (NO ו- NO²) לתחמוצות גופרית ותחמוצות גופרית (SO, SO², SO³, S²O, S²O³ וכו '). עם זאת, חוקרים מפתחים טכניקות חדשות שלקוותם יפחיתו את העלויות והן את הצריכה ולא יפיקו מזהמים נוספים.
דוגמאות:
דוגמה טובה לתהליך לכידת הפחמן הוא פרויקט פטרו נובה, תחנת כוח פחם בטקסס. מפעל זה החל לשדרג על ידי המחלקה לאנרגיה אמריקאית (DOE) בשנת 2014 בכדי להתאים לפעולה הגדולה ביותר של לכידת הפחמן לאחר הבעירה בעולם.
מורכב ממסננים שיוכלו לתפוס את הפליטות, ותשתיות שיחזירו אותו לכדור הארץ, הערכת ה- DOE כי פעולה זו תוכל לתפוס 1.4 מיליון טונות של CO2 שקודם לכן היה משוחרר לאוויר.
במקרה של בעירה לפני, CO² נלכד עוד לפני שנשרף הדלק המאובני. כאן מחממים פחם, נפט או גז טבעי בחמצן טהור, וכתוצאה מכך תערובת של פחמן חד חמצני ומימן. לאחר מכן מטפלים בתערובת זו בממיר קטליטי עם אדים, שמייצר אז יותר מימן ופחמן דו חמצני.
לאחר מכן מוזנים גזים אלה לבקבוקים שבהם מטפלים באמין (הנקשר עם ה- CO² אך לא עם מימן); לאחר מכן התערובת מחוממת, וגורמת ל- CO² לעלות למקום בו ניתן לאסוף. בתהליך הסופי (בעירה של דלק אוקסי), דלק מאובנים נשרף בחמצן, וכתוצאה מכך תערובת גז של אדים ו- CO². הקיטור והפחמן הדו-חמצני מופרדים על ידי קירור ודחיסת זרם הגז, ופעם הופרדו, ה- CO² מוסר.
מאמצים נוספים ללכידת פחמן כוללים בניית מבנים עירוניים עם מתקנים מיוחדים להוצאת CO² מהאוויר. דוגמאות לכך כוללות את ה- Torre de Especialidades במקסיקו סיטי - בית חולים שמוקף בחזית של 2500 מ"ר המורכבת מ- Prosolve370e. חזית זו המעוצבת על ידי חברת ברלין מבוססת Elegant Embellishments, מסוגלת לתעל אוויר דרך סריגיה ונשענת על תהליכים כימיים לסינון ערפיח.
מגדלי פיניקס סין - פרויקט מתוכנן לסדרת מגדלים בווהאן, סין (שיהיה גם הגבוה בעולם) - צפוי להיות מצויד גם בפעולת לכידת פחמן. כחלק מחזון המעצבים ליצירת מבנה שגובהו וגם בר קיימא מרשים, אלה כוללים ציפויים מיוחדים בחלק החיצוני של המבנים שיגרשו CO² מהאוויר העירוני המקומי.
ואז יש את הרעיון ל"עצים מלאכותיים ", שהגיש פרופסור קלאוס לקנר מהמחלקה להנדסת אדמה וסביבה באוניברסיטת קולומביה. המורכב מכוויות פלסטיק המצופות שרף המכיל פחמן נתרן - אשר בשילוב עם פחמן דו חמצני יוצר נתרן ביקרבונט (המכונה סודה לשתיה) - "עצים" אלה צורכים CO² באותה מידה שעצים אמיתיים.
גרסאות חסכוניות של אותה טכנולוגיה המשמשת לקרצוף CO² מהאוויר בצוללות ומעבורות חלל, מנקים את הכריכות בעזרת מים אשר, בשילוב עם נתרן ביקרבונט, מניבים פיתרון שניתן להמיר בקלות לדלק ביולוגי.
בכל המקרים, תהליך לכידת הפחמן מסתכם במציאת דרכים להוצאת מזהמים מזיקים מהאוויר כדי להפחית את טביעת הרגל של האנושות. אחסון ושימוש חוזר נכנסים גם הם למשוואה בתקווה לתת לחוקרים יותר זמן לפתח מקורות אנרגיה חלופיים.
כתבנו מאמרים מעניינים רבים על לכידת פחמן כאן במגזין החלל. הנה מה זה פחמן דו חמצני ?, מה גורם לזיהום אוויר ?, מה אם נשרוף הכל ?, שעון התחממות כדור הארץ: כיצד דימום פחמן דו חמצני ברחבי כדור הארץ, וצרכים עולמיים למטרה לפליטת פחמן כמעט אפסית.
למידע נוסף על אופן פעולת לכידת הפחמן, הקפד לבדוק את הסרטון הזה מארגון לכידת ואחסון הפחמן:
אם תרצה לקבל מידע נוסף על כדור הארץ, עיין במדריך לחקר מערכות השמש של נאס"א על כדור הארץ. והנה קישור למצפה הכוכבים של נאס"א.
יש לנו גם פרקים של אסטרונומיה יצוק שכולל כדור הארץ ושינויי אקלים. האזינו כאן, פרק 51: כדור הארץ, פרק 308: שינויי אקלים.
מקורות:
- ויקיפדיה - לכידת ואחסון פחמן
- איגוד אחסון לכידת פחמן - מה זה CCS?
- עובדות ירוקות - לכידת ואחסון CO²
- מכון CCS גלובלי - מה זה CCS?
