Qual è la vera storia del carbone pulito?

Qual è la vera storia del carbone pulito?

L’obiettivo della campagna Beyond Coal del Sierra Club è quello di ritirare un terzo delle oltre 500 centrali a carbone della nazione entro il 2020; finora 147 si sono ritirati. La combustione del carbone, il combustibile fossile più sporco, produce ancora circa il 40 per cento dell’elettricità negli Stati Uniti.,, sebbene questa cifra stia diminuendo a causa del boom di gas naturale. L’estrazione del carbone distrugge le cime delle montagne e scarica macerie e rifiuti tossici nei flussi. Bruciare carbone è responsabile di fuliggine e smog che si traducono in oltre billion 100 miliardi di costi sanitari ogni anno. Le centrali a carbone rilasciano mercurio tossico nell’aria e lasciano dietro di sé un pericoloso inquinamento da ceneri di carbone.

Inoltre, le centrali elettriche a carbone sono responsabili di un terzo di tutte le emissioni di anidride carbonica degli Stati Uniti ogni anno. L’anidride carbonica, un potente gas serra, intrappola il calore e riscalda il pianeta., A maggio, le emissioni di carbonio nell’atmosfera hanno superato 400 parti per milione per la prima volta in oltre 2,5 milioni di anni. Gli esseri umani hanno ora messo abbastanza anidride carbonica nell’atmosfera per cambiare la vita sulla Terra come la conosciamo; e stiamo già sentendo gli effetti del cambiamento climatico in condizioni meteorologiche più estreme e mari in aumento.

Il 25 giugno, il presidente Obama ha mantenuto la sua promessa di affrontare il cambiamento climatico proponendo un approccio su più fronti per ridurre le emissioni di gas serra degli Stati Uniti., Il suo piano include l’aumento della produzione di energia pulita, fornendo una leadership globale per affrontare i cambiamenti climatici e preparando la nazione agli impatti dei cambiamenti climatici. La misura più significativa regolerà le emissioni provenienti da centrali elettriche a carbone nuove ed esistenti sotto l’autorità della legge sull’aria pulita. Nel 2012, la U. S. Environmental Protection Agency ha fissato limiti sulla quantità di anidride carbonica nuove centrali elettriche possono emettere, ma questo standard non è ancora stato finalizzato. Le centrali elettriche nuove ed esistenti saranno probabilmente in grado di soddisfare questi nuovi standard solo utilizzando la tecnologia del carbone pulito.,

Tecnologia a carbone pulito utilizzata per riferirsi a qualsiasi tecnologia che riducesse l’impatto ambientale della combustione del carbone per l’elettricità. ” Quando l’industria del carbone afferma di avere già carbone pulito”, ha detto Mary Anne Hitt, direttore della campagna Beyond Coal, ” Stanno parlando di strategie per rimuovere anidride solforosa, ossido di azoto e mercurio, ma non fanno nulla di CO2 perché è troppo costoso. Quando il presidente parla della tecnologia del carbone pulito, si riferisce alla cattura e allo stoccaggio del carbonio….i due non hanno nemmeno la stessa conversazione.,”

La cattura e lo stoccaggio del carbonio comporta la cattura di anidride carbonica residua dalle centrali elettriche, il trasporto e lo stoccaggio dove teoricamente non perde, di solito sottoterra. Catturare il carbonio dalle centrali elettriche può essere realizzato in vari modi. La separazione dei gas di combustione (lo scarico della combustione) comporta la rimozione di CO2 con un solvente, la separazione con vapore e quindi la condensazione in un liquido. La combustione di ossicombustibile brucia il carbone in ossigeno puro, che produce una miscela di gas per lo più vapore e CO2; i due elementi vengono quindi separati attraverso il raffreddamento e la condensazione del flusso di gas., La cattura di pre-combustione rimuove la CO2 prima che il carbone venga bruciato attraverso un processo di gassificazione utilizzando l’ammina, un derivato dell’ammoniaca. La cattura post-combustione separa la CO2 dai gas di combustione con un filtro costituito da un solvente che assorbe la CO2; il solvente viene successivamente riscaldato, che rilascia vapore e CO2 concentrata.

Dopo che la CO2 viene catturata, viene compressa e trasportata tramite tubi in un sito di stoccaggio. Attualmente, lo stoccaggio sotterraneo, o sequestro geologico, è praticato principalmente da compagnie petrolifere e del gas., La CO2 viene iniettata in riserve di petrolio o gas esaurite per guidare l’olio rimanente al sito di perforazione o migliorare il suo flusso. Tuttavia, secondo Juerg Matter, professore associato di ricerca presso il Lamont-Doherty Earth Observatory che lavora sullo stoccaggio del carbonio in Islanda e Oman, gran parte dei milioni di tonnellate di CO2 attualmente utilizzate negli Stati Uniti per un maggiore recupero del petrolio provengono da riserve di gas naturale presenti naturalmente in Colorado, Wyoming e Montana.

Solo una manciata di progetti industriali commerciali di cattura e stoccaggio del carbonio sono in funzione in qualsiasi parte del mondo., Il primo è stato stabilito nel giacimento di gas Sleipner in Norvegia, dove un milione di tonnellate di CO2 liquido compresso vengono iniettate in falde acquifere saline profonde sotto il fondo marino ogni anno. Altre imprese commerciali di cattura e stoccaggio del carbonio si trovano in Algeria e in Australia. Ad oggi, non ci sono imprese commerciali negli Stati Uniti che catturano, trasportano e iniettano grandi quantità di CO2 (1 milione di tonnellate o più all’anno) per sequestrare il carbonio.

La ragione principale di ciò è che la cattura e lo stoccaggio del carbonio sono molto costosi., Ad esempio, si stima che richiedere nuovi impianti per implementare la cattura post-combustione richiederebbe dal 20 al 25% della loro produzione di energia a causa della ridotta produzione di energia e del fabbisogno energetico derivante dall’utilizzo della tecnologia. Inoltre, il pubblico è preoccupato per la sicurezza dello stoccaggio del carbonio. Il sequestro del carbonio sulla terra solleva questioni relative alla sicurezza delle acque sotterranee, all’accesso alla terra, alla permanenza dello stoccaggio e al monitoraggio e alla responsabilità a lungo termine. Gli scienziati non sanno ancora se la CO2 immagazzinata sottoterra possa rimanere sicura in modo permanente o se la CO2 possa eventualmente fuoriuscire nell’atmosfera o nelle acque sotterranee., Lo stoccaggio dell’oceano potrebbe aumentare l’acidità delle acque oceaniche e danneggiare la vita marina.

Congresso ha finanziato la cattura del carbonio e lo stoccaggio di ricerca e sviluppo dal 1997, tra cui l’assegnazione di billion 3,4 miliardi nel 2009 stimolo per i programmi di ricerca presso il Dipartimento di Energia. Il suo obiettivo è raggiungere l’implementazione su larga scala della tecnologia entro il 2020., La gamma di ricerca sulla cattura e lo stoccaggio del carbonio comprende tecniche per catturare il carbonio nelle pile di fumo, opzioni di stoccaggio, tecnologia necessaria per il monitoraggio a lungo termine, impatti sui sistemi naturali in caso di perdite, rischi di inquinamento delle acque sotterranee o dell’atmosfera, come creare una legislazione, nonché le implicazioni legali e ambientali della cattura e dello stoccaggio del carbonio. Circa il 5% di esso è ricerca all’avanguardia in soluzioni di stoccaggio del carbonio non convenzionali.

Juerg Matter è coinvolto in una di queste strategie all’avanguardia: sequestrare il carbonio nelle rocce basaltiche. Il progetto CarbFix è una collaborazione tra l’Earth Institute, Reykjavik Energy, l’Università d’Islanda e molti altri. Più del 90% dell’Islanda è fatto di basalto, un tipo di roccia altamente reattivo e poroso creato da antiche colate laviche. CO2 da una centrale geotermica viene iniettato 1.600 piedi sottoterra in basalto., Dopo aver interagito con il calcio nel basalto, la CO2 simile al seltzer si trasforma in calcite, un componente importante del calcare. Una volta che diventa roccia solida e stabile, non può perdere. CarbFix sta essenzialmente accelerando un processo naturale chiamato agenti atmosferici.

“In laboratorio”, ha detto Matter, “questo processo di mineralizzazione richiede da settimane a un mese. I nostri dati iniziali suggeriscono che sul campo, la reazione potrebbe richiedere decenni a cento anni. Se sono decenni, sarebbe un bene perché potrebbe essere monitorato.,” Entro la fine dell’anno, il progetto avrà iniettato 2.000 tonnellate di CO2; la CO2 immagazzinata sarà attentamente monitorata per studiare come si diffonde; vedere se ci sono perdite; tenere traccia delle reazioni chimiche tra CO2, acque sotterranee e rocce; e garantire che lo stoccaggio sia permanente. Il basalto è una delle rocce più comuni nella crosta terrestre. L’intero fondo dell’oceano sotto il sedimento negli oceani Pacifico, Atlantico e Indiano è composto da basalto., Secondo CarbFix, c’è abbastanza capacità di stoccaggio nelle formazioni di basalto a terra e sotto il mare per sequestrare tutta la CO2 prodotta dall’uomo per il prossimo futuro.

La peridotite, un’altra roccia comune nel mantello terrestre, quando spinta in superficie da forze geologiche nel tempo ed esposta all’aria, reagisce con la CO2 per formare rocce solide come calcare o marmo. In Oman, la peridotite si presenta comunemente a o vicino alla superficie., Matter e il suo collega di Lamont-Doherty Peter Kelemen hanno stimato che la peridotite assorbe naturalmente da 10.000 a 100.000 tonnellate di carbonio all’anno dalla CO2 nell’aria o nell’acqua. Se l’acqua riscaldata contenente CO2 pressurizzata veniva iniettata nella peridotite, la reazione poteva essere accelerata 100.000 volte o più. (Leggi la ricerca Oman qui.)

Gli scienziati stimano che l’Oman potrebbe potenzialmente sequestrare 4 miliardi di tonnellate di CO2 all’anno, circa il 13 per cento delle emissioni di carbonio gli esseri umani generano ogni anno. Stanno mappando i siti in cui si verificano queste reazioni naturali e studiando se possono essere accelerate fino a sequestrare CO2. Grandi distese di peridotite si trovano anche in Papua Nuova Guinea e Caledonia, lungo le coste della Grecia e dell’ex Jugoslavia, e in depositi più piccoli negli Stati Uniti occidentali.

Gli scienziati di Lamont-Doherty stanno anche esaminando lo stoccaggio di CO2 nei sedimenti marini profondi., Sotto la pressione e le basse temperature dei sedimenti marini più profondi di due miglia, la CO2 liquida è più densa dell’acqua che riempie gli spazi tra i grani di sedimento e quindi affonderà. Sarà quindi intrappolato dalla gravità, con i sedimenti oceanici profondi che forniscono una barriera fisica per prevenire perdite.

Il bacino di Newark, una formazione geologica sotto New Jersey e New York, potrebbe essere abbastanza poroso e permeabile da sequestrare CO2. Composta per lo più da arenaria porosa con strati di argilla in cima, che potrebbero servire da barriera alle perdite, la geologia sembra promettente.,

Gli scienziati di Lamont stanno perforando un pozzo da 2.000 piedi presso l’Osservatorio della Terra a Palisades, NY, per esaminare il trucco del bacino di Newark. Hanno anche iniettato piccole quantità di acqua contenente CO2 in un’altra area per studiare l’effetto che le perdite di CO2 potrebbero avere sulle rocce circostanti e sulle comunità di microbi. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti stima che la potenziale capacità di stoccaggio di CO2 del bacino di Newark sia di 10 miliardi di tonnellate metriche-pari a circa 40 anni di emissioni di CO2 da NY, NJ e PA.

Anche se fosse possibile catturare e immagazzinare la CO2 da tutte le centrali elettriche, tuttavia, dal 30 al 50 per cento delle emissioni globali derivate dal trasporto persisterebbe ancora nell’atmosfera. La tecnologia per catturare CO2 dall’aria potrebbe aiutare a risolvere questo problema e affrontare potenziali perdite di CO2 dal carbonio sequestrato.,

Klaus Lackner, direttore del Lenfest Center for Sustainable Energy dell’Earth Institute, e il suo collega Allen Wright hanno lavorato su alberi artificiali che utilizzano una resina assorbente per estrarre CO2 dall’aria molto più velocemente della fotosintesi. Lackner immagina foreste di questi alberi artificiali di dimensioni auto, ipotizzando che 10 milioni di loro potrebbero catturare il 12 per cento delle emissioni annuali di CO2 dagli esseri umani.

Quindi, la tecnologia di cattura e stoccaggio del carbonio è pronta per le nuove normative sulle emissioni di carbonio che Obama sta proponendo?, ” La tecnologia è pronta per essere applicata su larga scala”, ha affermato Matter. “Ma non è ancora economicamente sostenibile. Poiché non esiste una politica sulle emissioni di carbonio e nessun mercato, le persone non possono fare soldi con la CO2.”

La ragione per cui la Norvegia, l’Algeria e l’Australia hanno la cattura e lo stoccaggio del carbonio industriale commerciale è che questi paesi hanno una tassa sulle emissioni di carbonio., È più costoso per le aziende rilasciare CO2 nell’atmosfera che catturarla e conservarla. Oltre a stabilire limiti di emissioni, ha detto materia, il governo ha anche bisogno di mettere un prezzo sul carbonio attraverso una tassa sul carbonio o un tappo e il commercio—o potrebbe rivelarsi troppo costoso per le centrali a carbone da adattare per catturare il carbonio e potrebbero essere costretti a chiudere.

“Le questioni critiche sono la politica e l’economia. La legislazione deve ottenere la giusta economia. Gli Stati Uniti dovrebbero andare avanti con la legislazione e i limiti di emissioni”, ha detto Matter. “Questo sarà davvero un buon esempio per il mondo.,”