Care este povestea reală cu cărbune curat?

Uzina de cărbune din Virginia de Vest. Foto: euze

scopul campaniei dincolo de cărbune a Sierra Club este de a retrage o treime din cele peste 500 de centrale de cărbune ale națiunii până în 2020; până în prezent, 147 s-au retras. Arderea cărbunelui, cel mai murdar combustibil fosil, produce încă aproximativ 40% din energia electrică din SUA.,, deși această cifră a scăzut din cauza boom-ului gazelor naturale. Exploatarea cărbunelui distruge vârfurile munților și aruncă molozul și deșeurile toxice în pâraie. Arderea cărbunelui este responsabilă pentru funingine și smog care duc la costuri de sănătate de peste 100 de miliarde de dolari în fiecare an. Centralele de cărbune eliberează mercur toxic în aer și lasă în urmă poluarea periculoasă a cenușii de cărbune.mai mult, centralele electrice pe bază de cărbune sunt responsabile pentru o treime din totalul emisiilor de dioxid de carbon din SUA în fiecare an. Dioxidul de Carbon, un gaz puternic cu efect de seră, captează căldura și încălzește planeta., În luna mai, emisiile de carbon din atmosferă au depășit 400 de părți la milion pentru prima dată în peste 2, 5 milioane de ani. Oamenii au pus acum suficient dioxid de carbon în atmosferă pentru a schimba viața pe pământ așa cum o știm; și deja simțim efectele schimbărilor climatice în vremea mai extremă și în mările în creștere.pe 25 iunie, președintele Obama și-a respectat promisiunea de a face față schimbărilor climatice, propunând o abordare multiplă pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de seră din SUA., Planul său include stimularea producției de energie curată, asigurarea conducerii globale pentru a aborda schimbările climatice și pregătirea națiunii pentru impactul schimbărilor climatice. Cea mai importantă măsură va reglementa emisiile provenite de la centralele electrice pe bază de cărbune noi și existente, sub autoritatea Legii privind aerul curat. În 2012, Agenția pentru Protecția Mediului din SUA a stabilit limite privind cantitatea de dioxid de carbon pe care noile centrale electrice le pot emite, dar acest standard nu a fost încă finalizat. Centralele electrice noi și existente vor putea să îndeplinească aceste noi standarde doar prin utilizarea tehnologiei cărbunelui curat.,

Tehnologia cărbunelui curat folosit pentru a se referi la orice tehnologie care a redus impactul asupra mediului de ardere a cărbunelui pentru energie electrică. „Când industria cărbunelui susține că are deja cărbune curat”, a spus Mary Anne Hitt, directorul campaniei Beyond Coal, ” vorbesc despre strategii pentru eliminarea dioxidului de sulf, a oxidului de azot și a mercurului, dar nu fac nimic despre CO2 pentru că este prea scump. Când președintele vorbește despre tehnologia cărbunelui curat, el se referă la captarea și stocarea carbonului….cei doi nici măcar nu au aceeași conversație.,”

captarea și stocarea carbonului implică captarea dioxidului de carbon rezidual din centralele electrice, transportul și depozitarea acestuia acolo unde teoretic nu se va scurge, de obicei în subteran. Captarea carbonului din centralele electrice poate fi realizată într-o varietate de moduri. Separarea gazelor arse (evacuarea prin ardere) implică îndepărtarea CO2 cu un solvent, separarea acestuia cu abur și apoi condensarea acestuia într-un lichid. Arderea oxi-combustibil arde cărbunele în oxigen pur, care produce un amestec de gaze de cea mai mare parte abur și CO2; cele două elemente sunt apoi separate prin răcire și condensarea fluxului de gaz., Captarea înainte de ardere elimină CO2 înainte ca cărbunele să fie ars printr-un proces de gazeificare folosind amină, un derivat al amoniacului. Captura Post-combustie separă CO2 de gazele de ardere cu un filtru realizat dintr-un solvent care absoarbe CO2; solventul este încălzit ulterior, care eliberează abur și CO2 concentrat.

după ce CO2 este capturat, acesta este comprimat și transportat prin conducte către un loc de stocare. În prezent, stocarea subterană sau sechestrarea geologică este practicată în principal de companiile de petrol și gaze., CO2 este injectat în rezervele de petrol sau gaze epuizate pentru a conduce uleiul rămas la locul de foraj sau pentru a-și îmbunătăți debitul. Cu toate acestea, potrivit Juerg Chestiune, un profesor asociat de cercetare la Lamont-Doherty Earth Observatory de lucru privind stocarea carbonului în Islanda și Oman, o mare parte din milioanele de tone de CO2 utilizate în prezent în SUA pentru enhanced oil recovery provin din rezervele de gaze naturale care apar în mod natural în Colorado, Wyoming și Montana.doar o mână de proiecte comerciale industriale de captare și stocare a carbonului sunt în funcțiune oriunde în lume., Primul a fost stabilit la câmpul de gaze Sleipner din Norvegia, unde un milion de tone de CO2 lichid comprimat sunt injectate în acvifere saline adânc sub fundul mării în fiecare an. Alte asociații comerciale de captare și stocare a carbonului se găsesc în Algeria și Australia. Până în prezent, nu există întreprinderi comerciale în Statele Unite care să capteze, să transporte și să injecteze cantități mari de CO2 (1 milion de tone sau mai mult pe an) pentru a sechestra carbonul.principalul motiv pentru aceasta este că captarea și stocarea carbonului este foarte costisitoare., De exemplu, se estimează că solicitarea de noi instalații pentru a implementa captarea post-combustie ar necesita 20 până la 25% din producția lor de energie datorită producției reduse de energie și a cerințelor energetice ale utilizării tehnologiei. În plus, publicul este preocupat de siguranța stocării carbonului. Sechestrarea carbonului pe uscat ridică întrebări cu privire la siguranța apelor subterane, accesul la pământ, permanența depozitării și monitorizarea și răspunderea pe termen lung. Oamenii de știință încă nu știu dacă CO2 stocat în subteran poate rămâne în siguranță permanent sau dacă CO2 s-ar putea scurge în cele din urmă în atmosferă sau în apele subterane., Depozitarea oceanelor ar putea crește aciditatea apelor oceanice și ar putea dăuna vieții marine.

Congresul a finanțat cercetarea și dezvoltarea captării și stocării carbonului din 1997, inclusiv alocarea a 3, 4 miliarde de dolari în stimulul din 2009 pentru programele de cercetare de la Departamentul Energiei. Scopul său este de a realiza implementarea pe scară largă a tehnologiei până în 2020., Gama de captare și stocare a carbonului de cercetare include tehnici pentru captarea de carbon în stive de fum, opțiuni de stocare, tehnologii necesare pentru monitorizarea pe termen lung, impactul asupra sistemelor naturale dacă se produc scurgeri de informații, riscuri de poluare a apelor subterane sau de atmosfera, cum de a crea legislație, precum și legală și implicațiile asupra mediului de captare și stocare a carbonului. Aproximativ 5 la sută din it este de ultimă oră de cercetare în soluții neconvenționale de stocare a carbonului.

Teren la CarbFix CO2 de injectare în Islanda, în perioada Martie 2011., Foto: Martin Stute, LDEO

Juerg Matter este implicată într-una dintre aceste strategii de ultimă oră: sechestrarea carbonului în rocile bazaltice. Proiectul CarbFix este o colaborare între Institutul Pământului, Reykjavik Energy, Universitatea din Islanda și multe altele. Mai mult de 90 la sută din Islanda este format din bazalt, un tip foarte reactiv și poros de rocă creată din fluxurile de lavă antice. CO2 de la o centrală geotermală este injectat 1,600 picioare subterane în bazalt., După interacțiunea cu calciul din bazalt, CO2 de tip seltzer se transformă în calcit, o componentă majoră a calcarului. Odată ce devine rocă solidă și stabilă, nu se poate scurge. CarbFix este, în esență, accelerarea unui proces natural numit intemperii.

Bazalt. Foto: PNNL

„în laborator”, a spus Matter, ” acest proces de mineralizare durează de la săptămâni la o lună. Datele noastre inițiale sugerează că în domeniu, reacția ar putea dura zeci de ani până la o sută de ani. Dacă sunt decenii, ar fi bine pentru că ar putea fi monitorizat.,”Până la sfârșitul anului, proiectul va fi injectat 2,000 tone de CO2; CO2 stocat va fi monitorizat cu atenție pentru a studia modul în care se răspândește; a se vedea dacă există scurgeri; urmăriți reacțiile chimice între CO2, apele subterane și roci; și asigurați-vă că stocarea este permanentă. Bazaltul este una dintre cele mai comune roci din scoarța Pământului. Fundul oceanului întreg sub sedimentul din oceanele Pacific, Atlantic și Indian este alcătuit din bazalt., Potrivit CarbFix, există suficientă capacitate de stocare în formațiunile de bazalt pe uscat și sub mare pentru a sechestra tot CO2 produs de om pentru viitorul previzibil.Peridotita, o altă rocă comună în mantaua Pământului, atunci când este împinsă la suprafață de forțele geologice în timp și expusă la aer, reacționează cu CO2 pentru a forma rocă solidă precum calcarul sau marmura. În Oman, peridotita apare frecvent la sau în apropierea suprafeței., Matter și colegul său Lamont-Doherty, Peter Kelemen, au estimat că peridotitul absoarbe în mod natural 10.000 până la 100.000 de tone de carbon pe an din CO2 în aer sau apă. Dacă apa încălzită care conține CO2 sub presiune a fost injectată în peridotit, reacția ar putea fi accelerată de 100.000 de ori sau mai mult. (Citiți despre cercetarea Oman aici.)

Teren în Oman cu colegii de la ASU., Foto: Amelia Paukert, LDEO

oamenii de știință estimează că Oman ar putea sechestra 4 miliarde de tone de CO2 pe an, aproximativ 13 la suta din emisiile de dioxid de carbon oamenii generează în fiecare an. Cartografiază locurile în care apar aceste reacții naturale și studiază dacă pot fi accelerate până la sechestrarea CO2. Întinderi mari de peridotită se găsesc și pe Papua Noua Guinee și Caledonia, de-a lungul coastelor Greciei și fostei Iugoslavii și în depozite mai mici din vestul Statelor Unite.oamenii de știință Lamont-Doherty caută, de asemenea, stocarea CO2 în sedimente marine adânci., Sub presiunea și temperaturile scăzute ale sedimentelor marine mai adânci de două mile, CO2 lichid este mai dens decât apa care umple spațiile dintre boabele de sedimente și astfel se va scufunda. Acesta va fi apoi prins de gravitație, sedimentele oceanice adânci oferind o barieră fizică pentru a preveni scurgerile.bazinul Newark, o formațiune geologică sub New Jersey și New York, ar putea fi poros și permeabil suficient pentru a sechestra CO2. Compusă în cea mai mare parte din gresie poroasă cu straturi de lut deasupra, care ar putea servi ca o barieră în calea scurgerilor, geologia pare promițătoare.,oamenii de știință Lamont forează o gaură de 2.000 de metri la Observatorul Pământului Din Palisades, NY, pentru a examina machiajul bazinului Newark. De asemenea, au injectat cantități mici de apă care conține CO2 într-o altă zonă pentru a studia ce efect ar putea avea scurgerile de CO2 asupra rocilor și comunităților de microbi din jur. Departamentul de energie al SUA estimează că capacitatea potențială de stocare a CO2 a bazinului Newark este de 10 miliarde de tone metrice-egală cu aproximativ 40 de ani de emisii de CO2 din NY, NJ și PA.

arborele poli artificial., Foto: Klaus Lackner

chiar dacă ar fi posibilă captarea și stocarea CO2 de la toate centralele electrice, cu toate acestea, 30 până la 50 la sută din emisiile globale derivate din transport ar persista în continuare în atmosferă. Tehnologia de captare a CO2 din aer ar putea ajuta la rezolvarea acestei probleme, precum și la tratarea potențialelor scurgeri de CO2 din carbonul sechestrat.,Klaus Lackner, directorul Centrului Lenfest al Institutului Pământului pentru Energie Durabilă, și colegul său Allen Wright au lucrat la copaci artificiali care folosesc o rășină absorbantă pentru a trage CO2 din aer mult mai repede decât o face fotosinteza. Lackner imaginează pădurile acestor copaci artificiali de dimensiuni auto, speculând că 10 milioane dintre ei ar putea capta 12% din emisiile anuale de CO2 de la oameni.deci, tehnologia de captare și stocare a carbonului este pregătită pentru noile reglementări privind emisiile de carbon pe care Obama le propune?, „Tehnologia este gata să fie aplicată pe scară largă”, a spus Matter. „Dar nu este încă viabil din punct de vedere economic. Deoarece nu există nici o politică privind emisiile de carbon și nici o piață, oamenii nu pot face bani pe CO2.”

Juerg Contează (pe L) și un coleg de la Reykjavik Energie din Islanda. Foto: Martin Stute, LDEO)

motivul pentru care Norvegia, Algeria și Australia au captare și stocare comercială a carbonului industrial este că aceste țări au o taxă pe emisiile de carbon., Este mai scump pentru companii să elibereze CO2 în atmosferă decât să-l captureze și să-l stocheze. Pe lângă stabilirea limitelor de emisii, a spus Matter, guvernul trebuie, de asemenea, să pună un preț pe carbon printr—o taxă pe carbon sau o plafonare și comerț-sau se poate dovedi prea scump pentru instalațiile de cărbune să fie modernizate pentru a capta carbon și pot fi forțate să se închidă.

„întrebările critice sunt Politica și economia. Legislația trebuie să facă economia corectă. SUA ar trebui să meargă mai departe cu legislația și limitele de emisii”, a spus Matter. „Acesta va fi un exemplu foarte bun pentru lume.,”