Che cos'è la cattura e lo stoccaggio del carbonio?

Che cos'è la cattura e lo stoccaggio del carbonio? Gli stati dell'UE hanno convenuto che la CCS è vitale, ma i progressi sono lenti. Owen Humphreys / PA

I Istituto di tecnologie energetiche recentemente ha riferito che senza cattura e stoccaggio del carbonio (CCS), il costo per raggiungere gli obiettivi del Regno Unito in materia di cambiamenti climatici raddoppierà da circa £ 30 miliardi all'anno in 2050. Quindi, come funziona?

Il primo passo è catturare l'anidride carbonica (CO2) emesso dalla combustione di combustibili fossili nelle centrali elettriche e da processi industriali ad alta intensità energetica, come cementerie o acciaierie. Questa è la strada tecnologica più probabile per ridurre le emissioni di CO2 emissioni, dal momento della cattura di CO2 direttamente dall'aria, anche se fattibile, sarebbe molto costoso.

il CO2 è separato dagli altri gas che fuoriescono dai camini delle centrali elettriche usando sostanze chimiche appositamente progettate come ammine, ammoniaca e altri assorbenti (materiali assorbenti). Questo primo passo di acquisizione è in grado di rimuovere circa l'90% del CO2 emesso e rappresenta su 70% dei costi complessivi (£ 35-60 per tonnellata di CO2). Questo processo non è nuovo: è stato utilizzato per molti anni nel settore petrolifero e del gas, ma non è ancora stato implementato su larga scala.

Una volta che il CO2 viene acquisito, deve essere trasportato dall'origine allo storage. Le spedizioni e il trasporto via gasdotto sono considerati le principali opzioni a breve termine. Tuttavia, l'implementazione su scala commerciale nel Regno Unito richiederà ampie reti di condutture. Ciò solleva una domanda molto importante, possiamo riutilizzare i gasdotti esistenti, in particolare offshore, per le operazioni CCS? Ciò è improbabile senza modifiche all'infrastruttura esistente. Corrosione della tubazione dovuta a impurità presenti nel CO catturato2 è un rischio potenziale. Quindi c'è ancora molto lavoro da fare sulle emissioni di CO2 infrastruttura di trasporto e materiali alternativi della conduttura.

Dall'aria, nel terreno

Finalmente il CO2 è memorizzato in modo permanente. Formazioni geologiche profonde sono attualmente considerate i siti più promettenti per il sequestro del carbonio. Sfruttando l'alta pressione e le temperature che si verificano naturalmente in profondità nel sottosuolo, il CO2 può essere impedito di fuggire in superficie attraverso diversi meccanismi di intrappolamento. Il modo in cui questi interagiscono con ciascuno nel tempo aumenta la stabilità del CO immagazzinato2. Ad esempio, un milione di tonnellate di CO2 sono stati memorizzati annualmente presso il Progetto Sleipner nel Mare del Nord da quando ha iniziato a funzionare in 1996. Mentre per più di 30 anni, CO2 è stato anche iniettato in formazioni geologiche per aiutare recupero degli idrocarburi.

In ogni caso, il fattore importante di qualsiasi progetto CCS è garantire che il CO immagazzinato2 rimane confinato senza che si verifichino infiltrazioni. Sono disponibili numerosi sistemi di monitoraggio comprovati, derivati ​​da metodi applicati abitualmente nell'esplorazione di gas e petrolio. Esperimenti di laboratorio e studio delle emissioni naturali di CO2, ad esempio provenienti da aree geotermiche, vengono utilizzati anche per valutare qualsiasi potenziale impatto ambientale. Tuttavia, innanzitutto, l'accurata selezione del sito di stoccaggio è la chiave per eliminare la probabilità di perdite. Questo deve quindi essere abbinato a tecniche di monitoraggio affidabili per rilevare tempestivamente eventuali perdite e consentire qualsiasi reazione richiesta.

Non limitarti a memorizzarlo, usalo

Oggi c'è un crescente interesse nel fare un uso della CO catturata2. Migliore uso industriale di CO2 (attualmente solo circa il 0.5% delle emissioni annue) creerebbe nuovi mercati commerciali e ridurrebbe la necessità di stoccaggio a lungo termine. Diverse domande tecniche sono attualmente in fase di risposta che consentirebbe a nuovi metodi chimici, fotochimici, elettrochimici, di reforming, biologici e inorganici di convertire e utilizzare le CO catturate2 in qualcosa di utile. Una notevole quantità di ricerche su CO innovative2 gli usi provengono dall'industria alimentare e dal settore petrolifero e del gas. In definitiva, il successo dipenderà dal fatto che le tecnologie possano ridurre le emissioni di CO2 emissioni durante la creazione di prodotti commercialmente validi come oli, prodotti chimici, fertilizzanti e carburanti.

Recentemente, Skyonic Corporation negli Stati Uniti (una joint venture tra BP e ConocoPhillips) ha iniziato a gestire il primo spot commerciale al mondo CO2 impianto di cattura e utilizzo nel mondo. Utilizzo di input chimici a basso costo per catturare e mineralizzare CO2 in preziosi prodotti carbon-negativi come acido cloridrico e bicarbonato di sodio, si prevede di rimuovere 300,000 tonnellate di CO2 all'anno da una cementeria e creare posti di lavoro 200.

I Agenzia internazionale per l'energia ha evidenziato CCS come chiave per mitigare le emissioni globali di CO2 emissioni. Ma la distribuzione rimane lenta, con solo una manciata di progetti commerciali attualmente in corso. The Conversation

Circa l'autore

Mercedes Maroto-Valer, responsabile dell'istituto di ingegneria meccanica, di processo ed energetica, Università Heriot-Watt; Aimaro Sanna, ricercatore, Università Heriot-Watt; Chih-Wei Lin, ricercatore associato, Università Heriot-Watt; Giorgio Caramanna, ricercatore associato in geologia, Università Heriot-Watt; Qi Liu, ricercatore post dottorato, Università Heriot-Watte Yolanda Fernandez-Diez, ricercatrice post-dottorato in ingegneria chimica, Università Heriot-Watt

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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