Hvis det bare var så let. Olivier Le Moal / Shutterstock
Ifølge et nylige større FN indberette, hvis vi skal begrænse temperaturstigningen til 1.5 ° C og forhindre de mest katastrofale effekter af klimaforandringer, er vi nødt til at reducere de globale CO₂-emissioner til netto nul med 2050. Dette betyder at eliminere brugen af fossilt brændstof hurtigt - men for at dæmpe overgangen og opveje de områder, hvor der i øjeblikket ikke er erstatning for brændbare stoffer, er vi nødt til aktivt at fjerne CO₂ fra atmosfæren. Plantning af træer og genopbygning er a stor del af denne løsning, men det er meget sandsynligt, at vi har brug for yderligere teknologisk hjælp, hvis vi skal forhindre klimaforstyrrelser.
Så da der for nylig kom frem, at det canadiske selskab Carbon Engineering har udnyttet en velkendt kemi for at fange CO₂ fra atmosfæren til en pris på under $ 100 pr. Ton, hyldede mange mediekilder milepælen som en magisk kugle. Desværre er det store billede ikke så enkelt. At vippe balancen fra kulstofkilde til kulstofvaske er en delikat forretning, og vores opfattelse er, at de energiomkostninger, der er involveret og sandsynligvis nedstrøms anvendelse af fanget CO₂, betyder, at Carbon Engineering's "kugle" er alt andet end magi.
I betragtning af at CO₂ kun tegner sig for 0.04% af molekylerne i vores luft, kan det at fange det virke som et teknologisk vidunder. Men kemikere har gjort det på små skalaer siden det 18th århundrede, og det kan endda gøres - omend ineffektivt - med forsyninger fra den lokale hardwarebutik.
Som kendestuderende på gymnasiet kender, reagerer CO₂ med kalkvand (calciumhydroxidopløsning) for at give mælkehvidt uopløseligt calciumcarbonat. Andre hydroxider fanger CO₂ på samme måde. Lithiumhydroxid var grundlaget for CO₂-absorbere der holdt astronauterne på Apollo 13 i live, og kaliumhydroxid fanger CO₂ så effektivt, at det kan bruges til at måle kulstofindholdet i et forbrændt stof. Apparatet fra det 19-århundrede, der blev brugt i denne sidstnævnte procedure, findes stadig på American Chemical Society's logo.
Desværre er dette ikke et mindre problem mere - vi er nu nødt til at fange milliarder af ton CO₂ og hurtigt.
Carbon Engineering's teknik er hydroxidkemi på sit bedste. På sit pilotanlæg i British Columbia trækkes luft ind af store blæsere og udsættes for kaliumhydroxid, med hvilket CO₂ reagerer og danner opløseligt kaliumcarbonat. Denne opløsning kombineres derefter med calciumhydroxid, hvorved der produceres fast og let adskilleligt calciumcarbonat sammen med kaliumhydroxidopløsning, som kan genanvendes.
Denne del af processen koster relativt lidt energi, og dens produkt er i det væsentlige kalksten - men at gøre bjerge af calciumcarbonat løser ikke vores problem. Selvom calciumcarbonat har anvendelser inden for landbrug og konstruktion, ville denne proces være alt for dyr som en kommerciel kilde. Det er heller ikke en praktisk mulighed for oplagring af regeringen finansieret kulstof på grund af de enorme mængder calciumhydroxid, der ville være påkrævet. For at være gennemførlig skal direkte luftfangning producere koncentreret CO₂ som dets produkt, som enten kan opbevares sikkert eller bruges.
Således opvarmes det faste calciumcarbonat til 900 ° C for at udvinde rent C02. Dette sidste trin kræver en enorm mængde energi. I Carbon Engineering's naturgasfyrede anlæg genererer hele cyklussen et halvt ton CO₂ for hvert ton fanget fra luften. Anlægget indfanger denne ekstra CO₂, og kunne naturligvis drives af vedvarende energi til en sundere kulstofbalance - men problemet med, hvad man skal gøre med al den optagne gas, forbliver.
Det schweiziske opstartfirma Climeworks bruger lignende fanget CO₂ til hjælp fotosyntesen og forbedre afgrødeudbyttet i væksthuse i nærheden, men endnu er prisen ikke tæt på konkurrencedygtig. CO₂ kan købes andetsteds for så lidt som en tiendedel af Carbon Engineering's $ 100 bundlinje. Der er også meget billigere måder for regeringer at udligne emissioner på: det er langt lettere at fange CO₂ ved emissionskilden, hvor koncentrationen er meget højere. Så denne teknologi vil sandsynligvis hovedsageligt interessere højafgivende industrier, som muligvis kan drage fordel af CO₂ med grønne legitimationsoplysninger.
For eksempel er en af de vigtigste investorer i Carbon Engineering's fangstteknologi Occidental Petroleum, en stor bruger af Forbedret olieudvinding metoder. I en sådan fremgangsmåde pumpes C02 i oliebrønde for at øge mængden af rå olie, der kan udvindes, takket være øget brøndtryk og / eller forbedre strømningskarakteristika for selve olien. Imidlertid vil energiomkostningerne ved transport og raffinering af denne ekstra olie dog ved hjælp af teknologien på denne måde sandsynligvis øge nettoudledningen og ikke mindske dem.
En anden nøgle, der talte om Carbon Engineering's operationer, er dens Luft til brændstoffer teknologi, hvor CO₂ omdannes til brændbart flydende brændstof, klar til at blive brændt igen. Teoretisk giver dette en kulstofneutral brændstofcyklus, forudsat at hvert trin i processen drives med vedvarende energi. Men selv denne anvendelse er stadig langt fra en negativ emissionsteknologi.
Metalorganiske rammer er porøse faste stoffer, der er i stand til at fange CO₂.
Der er lovende alternativer i horisonten. Metalorganiske rammer er svamplignende faste stoffer, der presser det ækvivalente CO₂-overfladeareal på en fodboldbane ind i størrelse på en sukkerterning. Brug af disse overflader til CO₂-fangst kræver langt mindre energi - og virksomheder er begyndt at udforske deres kommercielle potentiale. Produktion i stor skala er imidlertid ikke blevet perfektioneret, og spørgsmål om deres langsigtede stabilitet for vedvarende CO₂-indfangningsprojekter betyder, at deres høje omkostninger endnu ikke er fortjent.
Med ringe chance for, at teknologier, der stadig findes i laboratoriet, er klar til fangst af gigatonne i det næste årti, er de metoder, der anvendes af Carbon Engineering og Climeworks, de bedste, vi har i øjeblikket. Men det er vigtigt at huske, at de ikke er tæt på perfekte. Vi bliver nødt til at skifte til mere effektive metoder til fangst af CO₂, så snart vi er i stand. Som Carbon Engineerings grundlægger David Keith selv påpeger, kulstoffjernelsesteknologier overhyperes af politikere, og de har hidtil modtaget ”ekstraordinært lidt” forskningsmidler.
Mere generelt må vi modstå fristelsen til at se direkte luftfangning som en magisk kugle, der redder os fra at skulle tackle vores kulstofafhængighed. At reducere eller neutralisere kulstofbelastningen i kulbrintebrændstoffers livscyklus kan være et skridt hen imod negative emissionsteknologier. Men det er netop det - et skridt. Efter at have været på den forkerte side af kulstofhovedbogen i så lang tid, er det tid til at se ud over bare at være jævn.
Om forfatteren
Chris Hawes, lektor i uorganisk kemi, Keele University
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Relaterede bøger
