10 種碳封存方式

學習如何捕獲和儲存二氧化碳是科學家們希望推遲大氣變暖影響的一種方式。 這種做法現在被科學界視為解決問題的重要組成部分 氣候變化. 這是通過不同類型的碳封存來完成的

二氧化碳是自然界和人類活動產生的吸熱氣體。 人造二氧化碳可以來自燃燒煤、天然氣和石油以產生能量。

生物二氧化碳可能來自分解有機物、森林火災和其他土地利用變化。

大氣中二氧化碳和其他“溫室氣體”的積累會吸收熱量並導致氣候變化。 碳封存過程可以延緩大氣變暖。

碳封存可以保護二氧化碳,防止其進入地球大氣層。

這個想法是穩定固體和溶解形式的碳,這樣它就不會導致大氣變暖。 該過程顯示出減少人類“碳足跡”的巨大希望。

什麼是碳封存?

碳匯 是從大氣中捕獲或去除碳並將其儲存的做法。 它是解決氣候變化問題的眾多方法之一。  

它還可以意味著從大氣中去除溫室氣體,並將它們放入長期碳儲存中,以防止地球變暖。

防止地球大氣層進一步變暖需要全人類共同努力。 從結束我們對碳排放燃料的依賴到到 2050 年建立淨零排放目標,如果我們要阻止前所未有的氣候變化,每一個潛在的解決方案都很重要。

除了向清潔能源系統的過渡和建築或運輸等高排放實踐的脫碳。 人類正在齊心協力,通過調整我們建造、消費、旅行和發電的方式來消除大氣中的碳。

但是像碳封存這樣的方法展示了我們如何與自然環境合作來應對氣候危機。

碳封存過程涉及什麼?

碳捕獲和封存遵循三個步驟,包括:

  • 從工業過程或發電廠捕獲或保護二氧化碳
  • 運輸捕獲和壓縮的二氧化碳
  • 將二氧化碳儲存到深層地下岩層中

碳封存的類型

全球各行業每年排放 10 億噸(十億公噸)溫室氣體,因此迫切需要碳封存。

以下是一些類型的碳封存,可幫助您單獨解決全球變暖和氣候變化問題。

  • 森林封存
  • 土壤中的封存
  • 直接空氣捕獲 (DAC) 和存儲
  • 草原封存
  • 濕地封存
  • 海洋碳封存
  • 碳捕集與封存 (CCS) 發電廠
  • 工程分子
  • 地質碳封存
  • 工業碳封存

1. 森林封存

森林和林地被認為是天然固碳的最佳形式之一。

平均而言,森林儲存的碳是其排放量的兩倍,而據估計,大約 25% 的碳排放量被牧場和草地(田野、草原、灌木叢等)等森林豐富的景觀隔離。

當樹木、樹枝和樹葉死亡並落到地上時,它們會釋放儲存在土壤中的碳。

因此,保護和保護此類自然環境對於確保碳匯有效捕獲二氧化碳至關重要。 野火和人類活動,例如 森林砍伐、建築或集約化農業對這一自然過程構成最大威脅。

2. 土壤中的封存

碳可以通過光合作用被植物捕獲在土壤中,並可以儲存為土壤有機碳(SOC)。

因此,農業生態系統會退化並耗盡土壤的有機碳水平。 此外,通過沼澤、泥炭和沼澤,碳可以被捕獲並儲存為碳酸鹽。

這些碳酸鹽作為 CO 累積了數千年2 與其他礦物質元素混合,如鈣或鎂礦物質,在沙漠和乾旱土壤中形成“鈣化石”。

最終,這些儲存在碳酸鹽中的碳會從地球中釋放出來,但不會持續很長時間——在某些情況下會超過 70,000 萬年,而土壤有機質會儲存碳數年。

科學家們正在研究通過向土壤中添加細碎的矽酸鹽來加速碳酸鹽形成過程的方法,以便更長時間地儲存碳。

3. 直接空氣捕獲 (DAC) 和存儲

這種方法使用化學物質或固體從稀薄的空氣中捕獲氣體,然後像 BECCS 一樣,將其長期儲存在地下或耐久材料中。

這是一種利用先進技術植物直接從空氣中捕獲碳的方法。 發現直接空氣捕獲理論上可以去除CO2 從空氣中吸收的效率比植物高一千倍。  

這個過程已經用於海面以下的潛艇和遠在海面之上的太空飛行器。 然而,這個過程是能源密集型和昂貴的,每去除一噸碳需要 500-800 美元。

雖然直接空氣捕獲等技術可能很有效,但它們的成本仍然太高,無法大規模實施。

例如亞利桑那州立大學 Lackner 的碳封存容器,以及 Climeworks 剛剛在瑞士開設的碳捕集設施等其他項目。

4. 草原封存

雖然森林通常被認為是重要的碳匯,但草地也可以在地下封存更多的碳,當它們燃燒時,碳會固定在根部和土壤中,而不是樹葉和木質生物量中。

由於快速的野火和森林砍伐影響森林,草原和牧場是比森林更可靠的碳儲存區域。

然而,森林比草地有能力儲存更多的碳,但在氣候變化導致的不穩定條件下,草地可以更有彈性。

5. 濕地封存

與所有植物一樣,濕地植物以二氧化碳的形式從空氣中吸收碳,並將這些碳儲存在生物質中。 它們被稱為重要的自然資產,能夠吸收大氣中的碳並限制隨後的碳損失以促進長期儲存。

可以對它們進行有意管理,以提供緩解氣候變化的自然解決方案,並幫助抵消各種土地利用變化和自然驅動因素造成的濕地直接損失。 此外,泥炭沼澤等濕地每公頃的碳密度高於森林或農田。

6. 海洋碳封存

水生環境和大片水域也是二氧化碳的重要吸收體2. 海洋每年從大氣中吸收大約 25% 的人類活動排放的二氧化碳。

碳在海洋中雙向流動。 當二氧化碳從海洋釋放到大氣中時,它會產生所謂的正大氣通量。 負通量是指海洋吸收二氧化碳。 將這些通量想像成吸氣和呼氣,這些相反方向的淨效應決定了整體效果。

海洋中較冷和營養豐富的部分比較溫暖的部分能夠吸收更多的二氧化碳。 因此, 極地地區 通常用作碳匯。 到 2100 年,全球大部分海洋預計將成為一個大型二氧化碳匯。 這種碳主要存在於海洋的上層。 然而,過多的碳會使水酸化,對下面存在的生物多樣性構成威脅。

7. 碳捕集與封存(CCS)發電廠

CCS 涉及捕獲發電或工業活動(如水泥或煉鋼)產生的二氧化碳。 這個公司2 然後被壓縮並運輸到深層地下設施,在那裡它被注入岩層以進行永久儲存。

碳捕集與封存廠

8. 工程分子

科學家們正在設計可以改變形狀的分子,方法是創造能夠固定和捕獲空氣中二氧化碳的新型化合物。

工程分子充當過濾器,只吸引它被設計尋找的元素。 實際上,這可能是一種在減少大氣中碳含量的同時創造原材料的有效方法。

9. 地質固碳

該過程處理二氧化碳在地下地質構造(例如岩石)中的儲存。

二氧化碳是從鋼鐵或水泥生產公司等工業二氧化碳來源或發電廠或天然氣加工設施等能源相關來源中捕獲的,然後注入多孔岩石中進行長期儲存。

這種碳捕獲和儲存允許使用化石燃料,直到大規模引入另一種能源

10.工業碳匯

這可能不是一種被廣泛接受且有效的碳封存類型,但它可以用於某些行業。 他們通過三種方式從發電廠捕獲碳:預燃燒、後燃燒和富氧燃燒。

預燃燒處理在燃料燃燒之前捕獲發電廠中的碳。 目的是在燃燒之前去除煤中的碳。

在二次燃燒中,碳在燃料燃燒後從發電站的輸出中去除。 這意味著廢氣在進入煙囪之前會被捕獲並清除掉其中的二氧化碳。 這是通過使氣體通過氨來實現的,然後用蒸汽將其吹掃乾淨,釋放二氧化碳進行儲存。

當富氧燃料或富氧燃燒燃料燃燒時,它會吸收更多的氧氣並儲存因此產生的所有氣體。 該過程不是費力地將二氧化碳從其他廢氣中分離出來,而是捕獲煙囪的全部輸出物並將其全部儲存起來。

將純氧吹入熔爐以淨化廢氣,使燃料完全燃燒,產生相對純淨的蒸汽和二氧化碳氣體。

一旦通過冷卻和冷凝去除蒸汽,使其進入水中,二氧化碳就可以安全地儲存起來。

結論

總而言之,這些不同類型的碳封存有利於環境的可持續性,因為環境中每天的碳生產活動主要是由於人類活動造成的。

因此,採用這些方法和類型的碳封存以保護和維持環境非常重要。

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環境顧問 at 環境 加油!

Ahamefula Ascension 是一名房地產顧問、數據分析師和內容作家。 他是希望燃燒基金會的創始人,也是該國一所著名大學的環境管理專業畢業生。 他痴迷於閱讀、研究和寫作。

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