Η δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα από τον αέρα ή τη βιομηχανία και η ανακύκλωσή του μπορεί να ακούγεται σαν μια λύση για το κλίμα που κερδίζει από όλους. Το αέριο του θερμοκηπίου δεν απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα όπου μπορεί να θερμάνει τον πλανήτη και αποφεύγεται η χρήση περισσότερων ορυκτών καυσίμων.
Ωστόσο, δεν προσφέρουν όλα τα έργα δέσμευσης άνθρακα τα ίδια οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη. Στην πραγματικότητα, ορισμένοι μπορεί να επιδεινώσουν την κλιματική αλλαγή.
Είμαι επικεφαλής της Παγκόσμιας Πρωτοβουλίας CO₂ στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, όπου οι συνάδελφοί μου και εγώ μελετάμε πώς να χρησιμοποιούμε το δεσμευμένο διοξείδιο του άνθρακα (CO2) για την προστασία του κλίματος. Για να μάθετε ποια έργα αξίζουν τον κόπο και για να σας βοηθήσουμε να επιλέξετε, εντοπίσαμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των πιο κοινών πηγών και χρήσεων άνθρακα.
Αντικατάσταση ορυκτών καυσίμων με δεσμευμένο άνθρακα
Ο άνθρακας παίζει καθοριστικό ρόλο σε πολλούς τομείς της ζωής μας. Υλικά όπως λιπάσματα, καύσιμα αεροσκαφών, υφάσματα, απορρυπαντικά και πολλά άλλα εξαρτώνται από αυτό. Όμως, χρόνια έρευνας και οι κλιματικές αλλαγές που ήδη βιώνει ο κόσμος κατέστησαν σαφές ότι η ανθρωπότητα χρειάζεται επειγόντως να τερματίσει τη χρήση ορυκτών καυσίμων και να απομακρύνει την περίσσεια CO₂ από την ατμόσφαιρα και τους ωκεανούς που έχει δημιουργήσει η χρήση τους.
Ορισμένα υλικά άνθρακα μπορούν να αντικατασταθούν με εναλλακτικές λύσεις χωρίς άνθρακα, όπως η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, ο άνθρακας θα είναι πιο δύσκολο να αντικατασταθεί για άλλες χρήσεις, όπως τα αεροπορικά καύσιμα ή τα πλαστικά. Για το σκοπό αυτό, αναπτύσσονται τεχνολογίες δέσμευσης και αξιοποίησης άνθρακα.
Η δέσμευση περίσσειας CO₂ – από τους ωκεανούς, την ατμόσφαιρα ή τη βιομηχανία – και η χρήση του για νέους σκοπούς είναι γνωστή ως δέσμευση, χρήση και δέσμευση άνθρακα ή CCUS. Από όλους τους τρόπους αντιμετώπισης του δεσμευμένου CO₂, οι συνάδελφοί μου και εγώ προτιμούμε να το χρησιμοποιούμε για την παραγωγή προϊόντων, αλλά ας τους δούμε όλους.
CCUS καλύτερες και χειρότερες περιπτώσεις
Για κάθε μέθοδο, ο συνδυασμός της πηγής CO₂ και της τελικής χρήσης ή απόρριψής του καθορίζει τις περιβαλλοντικές και οικονομικές συνέπειες.
Στην καλύτερη περίπτωση, η διαδικασία αφήνει λιγότερο CO2 στο περιβάλλον από πριν. Ένα καλό παράδειγμα αυτού είναι η χρήση του δεσμευμένου CO2 για την παραγωγή οικοδομικών υλικών όπως το σκυρόδεμα. Σφραγίζει τον δεσμευμένο άνθρακα και δημιουργεί ένα προϊόν με οικονομική αξία.
Ορισμένες μέθοδοι είναι ουδέτερες ως προς το CO2, που σημαίνει ότι δεν εισάγουν νέο CO2 στο περιβάλλον. Για παράδειγμα, όταν το CO2 από τον αέρα ή τους ωκεανούς χρησιμοποιείται και μετατρέπεται σε καύσιμο ή τροφή, ο άνθρακας επιστρέφει στην ατμόσφαιρα, αλλά η χρήση δεσμευμένου άνθρακα αποφεύγει την ανάγκη για νέο άνθρακα από ορυκτά καύσιμα.
Ωστόσο, άλλοι συνδυασμοί είναι επιβλαβείς επειδή αυξάνουν την ποσότητα περίσσειας CO2 στο περιβάλλον. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι μια από τις πιο κοινές μεθόδους υπόγειας αποθήκευσης – η ενισχυμένη ανάκτηση πετρελαίου.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της υπόγειας αποθήκευσης άνθρακα
Για χρόνια, τα έργα έχουν συλλάβει περίσσεια CO2 και την αποθηκεύουν υπόγεια σε φυσικές κατασκευές από πορώδη πετρώματα, όπως βαθιές δεξαμενές αλατιού, βασάλτη ή εξαντλημένα πηγάδια πετρελαίου ή αερίου. Αυτό ονομάζεται δέσμευση και δέσμευση άνθρακα (CCS). Εάν γίνει σωστά, η γεωλογική αποθήκευση μπορεί να αφαιρέσει μόνιμα μεγάλες ποσότητες CO2 από την ατμόσφαιρα.
Όταν το CO2 διαχωρίζεται από τον αέρα, το νερό ή τη βιομάζα, εμφανίζεται μια διαδικασία αρνητική στον άνθρακα – τότε υπάρχει λιγότερος άνθρακας στον αέρα. Ωστόσο, εάν το CO2 προέρχεται από νέες εκπομπές ορυκτών καυσίμων, για παράδειγμα από μια μονάδα παραγωγής ενέργειας με άνθρακα ή φυσικό αέριο, η ουδετερότητα άνθρακα δεν είναι δυνατή. Καμία τεχνολογία δέσμευσης άνθρακα δεν λειτουργεί με 100% απόδοση και κάποιο CO₂ θα διαφεύγει πάντα στον αέρα.
Η δέσμευση CO2 είναι επίσης ακριβή. Εάν δεν υπάρχει προϊόν προς πώληση, η υπόγεια αποθήκευση μπορεί να γίνει μια ακριβή υπηρεσία που τελικά καλύπτεται από φόρους ή τέλη, παρόμοια με την πληρωμή για την απομάκρυνση σκουπιδιών.
Ένας τρόπος για να μειωθεί το κόστος είναι η πώληση του δεσμευμένου CO2 για ενισχυμένη ανάκτηση πετρελαίου – μια κοινή πρακτική κατά την οποία το δεσμευμένο CO2 διοχετεύεται σε κοιτάσματα πετρελαίου για την εξαγωγή περισσότερου πετρελαίου από το έδαφος. Αν και το μεγαλύτερο μέρος του CO₂ αναμένεται να παραμείνει υπόγειο, αυτό οδηγεί σε περισσότερα ορυκτά καύσιμα, τα οποία τελικά αντλούν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, αναιρώντας τα περιβαλλοντικά οφέλη.
Χρήση δεσμευμένου άνθρακα για τρόφιμα και καύσιμα
Τα βραχύβια υλικά που κατασκευάζονται από CO2 περιλαμβάνουν καύσιμα αεροσκαφών, τρόφιμα, φάρμακα και υγρά εργασίας που χρησιμοποιούνται στη μεταλλουργία. Αυτά τα αντικείμενα δεν είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά και αποσυντίθενται γρήγορα, απελευθερώνοντας ξανά CO₂. Αλλά η πώληση των προϊόντων φέρνει οικονομική αξία και βοηθά στη χρηματοδότηση της διαδικασίας.
Αυτό το CO₂ μπορεί να συλληφθεί από τον αέρα και να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή μιας μελλοντικής γενιάς προϊόντων που θα δημιουργούσαν μια βιώσιμη, ουσιαστικά κυκλική οικονομία άνθρακα. Ωστόσο, αυτό λειτουργεί μόνο εάν το CO2 δεσμεύεται από τον αέρα ή τους ωκεανούς. Αν το CO2 προέρχεται από πηγές ορυκτών καυσίμων, είναι νέο CO2 που απελευθερώνεται στο περιβάλλον όταν τα προϊόντα αποσυντίθενται. Έτσι, ακόμη και αν ανακαταληφθεί, θα επιδεινώσει την κλιματική αλλαγή.
Αποθήκευση άνθρακα σε υλικά όπως το σκυρόδεμα
Ορισμένα ορυκτά και απόβλητα υλικά μπορούν να μετατρέψουν το CO2 σε ασβεστόλιθο ή άλλα πετρώματα. Τα ανθεκτικά υλικά που παράγονται με αυτόν τον τρόπο μπορούν να είναι πολύ ανθεκτικά και να έχουν διάρκεια ζωής πάνω από 100 χρόνια
Ένα καλό παράδειγμα είναι συγκεκριμένο. Το CO2 μπορεί να αντιδράσει με σωματίδια στο σκυρόδεμα και να προκαλέσει την ανοργανοποίηση του σε στερεή μορφή. Το αποτέλεσμα είναι ένα χρήσιμο προϊόν που μπορεί να πωληθεί αντί να αποθηκευτεί υπόγεια. Άλλα προϊόντα μακράς διαρκείας περιλαμβάνουν αδρανή για οδοποιία, ανθρακονήματα για την αυτοκινητοβιομηχανία, την αεροδιαστημική και την αμυντική βιομηχανία και ορισμένα πολυμερή.
Αυτά τα υλικά προσφέρουν τον καλύτερο συνδυασμό περιβαλλοντικών επιπτώσεων και οικονομικού οφέλους όταν κατασκευάζονται με CO₂ που δεσμεύεται από την ατμόσφαιρα και όχι με νέες εκπομπές ορυκτών καυσίμων.
Επιλέξτε τα έργα άνθρακα σας με σύνεση
Το CCUS μπορεί να είναι μια χρήσιμη λύση και οι κυβερνήσεις έχουν αρχίσει να ρίχνουν δισεκατομμύρια δολάρια για την ανάπτυξή του. Απαιτείται στενή παρακολούθηση για να διασφαλιστεί ότι οι τεχνολογίες δέσμευσης άνθρακα δεν καθυστερούν τη σταδιακή κατάργηση των ορυκτών καυσίμων. Αποτελεί μια ολοκληρωμένη προσπάθεια αξιοποίησης των καλύτερων συνδυασμών πηγών και διαθέσεων CO₂ για την επίτευξη ταχείας κλιμάκωσης με προσιτό κόστος για την κοινωνία.
Επειδή η κλιματική αλλαγή είναι ένα τόσο περίπλοκο πρόβλημα που βλάπτει τους ανθρώπους σε όλο τον κόσμο και τις μελλοντικές γενιές, πιστεύω ότι είναι σημαντικό η δράση να μην είναι μόνο γρήγορη, αλλά και καλά μελετημένη και βασισμένη σε στοιχεία.
Οι Fred Mason, Gerry Stokes, Susan Fancy και Stephen McCord από την Global CO₂ Initiative συνέβαλαν σε αυτό το άρθρο.
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύτηκε από το The Conversation, έναν μη κερδοσκοπικό, ανεξάρτητο ειδησεογραφικό οργανισμό που σας φέρνει γεγονότα και αναλύσεις για να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τον περίπλοκο κόσμο μας.
Το έγραψε ο: Volker Sick, Πανεπιστήμιο του Μισιγκαν.
Διαβάστε περισσότερα:
Ο Volker Sick λαμβάνει χρηματοδότηση από το Grantham Foundation for the Preservation of the Environment.