공기에서 기계적으로 탄소를 끌어당기는 것은 필요하며 오염시킬 변명의 여지가 없습니다.

탄소 포집

하나의 '기계적 나무'는 자연 나무보다 공기에서 이산화탄소를 제거하는 속도가 약 1,000배 더 빠릅니다. 첫 번째는 2022년 애리조나에서 운영을 시작하는 것입니다. Arizona State University를 통한 일러스트레이션

2년 동안 화석 연료를 태우면서 강력한 온실 가스인 이산화탄소를 자연이 제거할 수 있는 것보다 더 많이 대기 중으로 배출했습니다. COXNUMX가 축적되면서 과도한 열을 가두다 지구 표면 근처에서 지구 온난화를 유발합니다. 현재 대부분의 시나리오에서 볼 수 있는 것처럼 대기에는 많은 양의 CO2가 있습니다. 배출을 끝내는 것만으로는 충분하지 않습니다 기후를 안정시키기 위해 인류는 또한 대기에서 CO2를 제거해야 합니다.

미국 에너지부는 새로운 규모를 키우다 직접 공기 포획, 화학 반응을 이용하는 기술 공기에서 CO2를 포집하다. 탄소 포집을 위한 연방 기금은 일부 사람들이 그것을 화석 연료 사용이 계속되는 핑계로 보기 때문에 종종 비판을 받지만, 어떤 형태로든 탄소 제거는 여전히 필요하다, IPCC 보고서가 표시됩니다. 탄소를 기계적으로 제거하는 기술을 개발하여 운영중입니다. 아주 작은 규모, 부분적으로는 현재 방법이 엄청나게 비싸고 에너지 집약적이기 때문입니다. 하지만 새로운 기술 에너지 수요와 비용을 낮추는 데 도움이 될 수 있는 올해 테스트되고 있습니다.

우리는 애리조나 주립 대학 교수에게 물었습니다. 클라우스 라크너, 직접 공기 포집 및 탄소 저장 분야의 선구자, 기술 현황 및 이 기술이 향하고 있는 방향에 대해 설명합니다.

직접 탄소 제거란 무엇이며 왜 필요한 것으로 간주됩니까?

1990년대 초반에 탄소 관리에 관심을 갖게 되었을 때 탄소가 환경에 쌓여 있다는 관찰이 나를 움직이게 했습니다. 자연이 필요하다 CO2를 제거하기 위해 수천 년, 그리고 우리는 훨씬 더 높은 CO2를 향한 궤적 인간이 경험한 그 어떤 것보다 훨씬 더 많은 농도.

인류는 환경에 떠다니는 과잉 탄소의 양이 늘어나는 것을 감당할 수 없으므로 다시 배출해야 합니다.

모든 배출이 다음과 같은 대규모 배출원에서 발생하는 것은 아닙니다. 발전소 또는 공장, CO2가 나오면 포집할 수 있습니다. 따라서 자동차, 비행기, 가스 용광로에서 CO2를 내보내는 동안 뜨거운 샤워를 하면서 발생하는 나머지 절반의 배출량을 처리해야 합니다. 그것은 공기에서 CO2를 끌어내는 것을 의미합니다.

CO2는 공기 중에서 빠르게 혼합되기 때문에 CO2가 제거되는 곳은 세계 어느 곳이든 상관없습니다. 제거 효과는 동일합니다. 따라서 CO2를 사용하거나 저장하려는 위치에 직접 공기 포집 기술을 배치할 수 있습니다.

보관 방법도 중요하다. 2년 또는 60년 동안 CO100를 저장하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 지금부터 100년 후에 탄소가 모두 환경으로 돌아간다면 우리가 한 일은 우리 자신을 돌보는 것뿐이었고 우리 손자들은 그것을 다시 알아내야 합니다. 한편, 세계의 에너지 소비는 연간 2의 %.

직접 공기 포집에 대한 불만 중 하나는 비용 외에도 에너지 집약적이라는 것입니다. 그 에너지 사용을 줄일 수 있습니까?

직접 공기 포집에서 두 가지 큰 에너지 사용은 팬을 가동하여 공기를 흡입한 다음 가열하여 CO2를 추출하는 것입니다. 두 가지 모두에 대한 에너지 수요를 줄이는 방법이 있습니다.


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예를 들어, 우리는 건조할 때 CO2를 끌어당기고 젖었을 때 방출하는 물질을 우연히 발견했습니다. 우리는 그 물질을 바람에 노출시킬 수 있고 CO2가 쌓일 수 있다는 것을 깨달았습니다. 그러면 우리는 그것을 젖게 할 수 있고 그것은 CO2를 방출 다른 시스템보다 훨씬 적은 에너지를 필요로 하는 방식으로. 재생 에너지에서 생성된 열을 추가하면 CO2 압력이 훨씬 더 높아집니다. 따라서 순수한 CO2를 수집할 수 있는 수증기와 CO2 가스가 혼합됩니다.

캡처가 수동적이라면 훨씬 더 많은 에너지를 절약할 수 있습니다. 팬이 공기를 불어넣을 필요는 없습니다. 공기는 스스로 움직입니다.

내 연구실에서는 이를 수행하는 방법을 만들고 있습니다. 기계 나무. 그것들은 지름이 약 5피트이고 디스크가 레코드 더미처럼 약 2인치 떨어져 있는 화학 수지로 코팅된 세로로 긴 디스크 기둥입니다. 공기가 통과하면서 디스크 표면이 CO2를 흡수합니다. 20분 정도 지나면 디스크가 가득 차서 아래 배럴로 가라앉습니다. 우리는 물과 증기를 보내 CO2를 폐쇄된 환경으로 방출합니다. 이제 우리는 수증기와 CO2의 저압 혼합물을 갖게 되었습니다. 상자를 가열하는 데 들어간 대부분의 열을 회수할 수 있으므로 가열에 필요한 에너지의 양은 매우 적습니다.

수분을 사용하면 에너지 소비를 절반 정도 줄이고 나머지는 재생 에너지로 사용할 수 있습니다. 이것은 물과 건조한 공기를 필요로 하므로 모든 곳에서 이상적이지는 않지만 다른 방법도 있습니다.

CO2를 장기간 안전하게 저장할 수 있습니까? 그리고 그러한 유형의 저장이 충분합니까?

저는 1990년대에 Los Alamos에서 그룹을 이끌면서 광물 격리 개념에 대한 작업을 시작했습니다. 세계는 실제로 CO2가 산성이고 특정 암석이 염기성이라는 사실을 이용하여 영구적으로 CO2를 제거할 수 있습니다. COXNUMX가 칼슘이 풍부한 미네랄과 반응하면, 그것은 고체 탄산염을 형성. 로 CO2를 광물화 이와 같이 우리는 저장할 수 있습니다 거의 무제한의 탄소를 영구적으로 제공합니다.

예를 들어 현무암(화산암)이 많이 있습니다. 이산화탄소와 반응하는 아이슬란드 몇 달 안에 고체 탄산염으로 변합니다. 아이슬란드는 탄소 격리 증명서를 전 세계에 판매할 수 있습니다. 그 이유는 전 세계의 CO2를 제거하기 때문입니다.

텍사스의 Permian Basin에는 석유 생산으로 인한 거대한 지하 저장고도 있습니다. 큰 염수층이 있습니다. 해저 2km 아래인 북해에서 에너지 회사인 Equinor는 가스 처리 공장에서 COXNUMX를 포집하여 저장하고 있습니다. 연간 백만 톤의 CO2 1996년부터 노르웨이의 CO2 배출에 대한 세금. 광물을 격리할 수 있는 지하 저장고의 양은 CO2에 필요한 것보다 훨씬 많습니다. 문제는 검증된 준비금으로 얼마를 전환할 수 있는지입니다.

. 우리는 또한 직접 공기 캡처를 사용할 수 있습니다 탄소 루프를 닫으려면 – CO2가 더 많이 생산되는 것을 피하기 위해 재사용, 포집 및 재사용됨을 의미합니다. 지금 사람들은 화석 연료의 탄소를 사용하여 에너지를 추출합니다. CO2를 다음과 혼합하여 탄소가 없는 합성 연료(가솔린, 디젤 또는 등유)로 전환할 수 있습니다. 녹색 수소 재생 에너지로 만들어졌습니다. 그 연료는 기존 파이프라인을 통해 쉽게 배송되어 수년간 저장될 수 있으므로 지난 여름 서부 텍사스에서 햇빛으로 수집된 에너지를 사용하여 겨울 밤 보스턴에서 열과 전기를 생산할 수 있습니다. "synfuel" 한 탱크는 비용이 많이 들지 않으며 배터리보다 비용 효율적입니다.

에너지부는 이산화탄소 제거 비용을 톤당 미화 100달러로 줄이고 XNUMX년 이내에 신속하게 확대한다는 새로운 목표를 설정했습니다. 그것을 현실로 만들기 위해 어떤 일이 일어나야 합니까?

DOE는 기술이 이미 준비된 것처럼 들리기 때문에 나를 두려워합니다. 30년 동안 기술을 소홀히 한 후, 우리는 그것을 할 줄 아는 회사가 있고 우리가 할 일은 그것을 밀어붙이기만 하면 된다고 말할 수 없습니다. 우리는 이것이 초기 기술이라고 가정해야 합니다.

Climeworks는 상업적으로 직접 포집을 하는 가장 큰 회사이며 CO2를 다음에서 판매합니다. 톤당 약 $500~$1,000. 너무 비싸요. 반면에 톤당 $50이면 전 세계가 할 수 있습니다. 나는 우리가 거기에 갈 수 있다고 생각합니다.

미국은 연간 약 7만 톤의 CO2를 소비합니다. 상인 CO2 – 탄산 음료, 소화기, 곡물 저장고에서 폭발 위험이 있는 곡물 분말을 제어하는 ​​데 사용한다고 생각하십시오. 평균 가격은 $60-$150입니다. 따라서 $100 미만에는 시장이 있습니다.

당신에게 정말로 필요한 것은 우리가 CO2를 제거할 것을 요구하는 규제 프레임워크입니다. 그러면 시장은 오늘날의 킬로톤의 CO2 포집에서 기가톤의 CO2 포집으로 이동할 것입니다.

이 기술이 10년 후에 어디로 갈 것이라고 보십니까?

나는 화석 연료를 점차적으로 포기하지만 장기적으로 모든 CO2를 포집하고 저장해야 하는 의무가 있는 세상을 봅니다.

우리의 권장 사항은 탄소가 땅에서 나올 때 동일한 제거율과 일치해야 한다는 것입니다. 석탄, 석유 또는 가스와 관련된 탄소 1톤을 생산한다면 1톤을 버려야 합니다. 같은 톤일 필요는 없지만 격리 증명서 그것은 그것이 치워졌고 100년 이상 지속되어야 함을 보증합니다. 모든 탄소가 땅에서 나오는 순간부터 인증되면 시스템을 속이기 더 어렵습니다.

업계와 사회가 탄소 중립이 되기 위해 얼마나 열심히 노력할 것인지는 미지수입니다. 다음과 같은 회사를 보는 것은 고무적입니다. Microsoft스트라이프 구매 탄소 배출권 CO2를 제거하고 상당히 높은 가격을 지불할 의향이 있는 인증서.

새로운 기술이 침투하는 데 1951~1965년이 걸릴 수 있지만 경제적인 견인력이 있다면 상황은 빠르게 진행될 수 있습니다. 최초의 상업용 제트기는 XNUMX년에 사용 가능했습니다. XNUMX년까지 그들은 유비쿼터스되었습니다.대화

저자에 관하여

Klaus Lackner, 공학 교수이자 음성 탄소 배출 센터 소장, 애리조나 주립 대학

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.


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