Captarea și sechestrarea carbonului

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Captarea și sechestrarea (sau stocarea ) dioxidului de carbon (adesea indicat și de acronimul CCS , derivat din termenul englez C arbon C apture and S torage - sau S ecvestation ) în științele mediului este un proces de confinare geologică a carbonului anhidrid ( CO 2 ) produs de instalații mari de ardere ; o tehnologie care face parte din amestecul de strategii disponibile pentru a face față concentrației crescânde în atmosferă de CO 2 de origine antropică, un gaz cu efect de seră care contribuie la încălzirea globală actuală.

Descriere

Tipuri de captură

Tipuri de captură

În principiu, există trei tipuri diferite de sisteme de captare a CO 2 la nivel industrial: [1]

  1. Postcombustie : CO 2 poate fi captat de vaporii de combustie epuizați prin absorbția într-un solvent chimic adecvat. CO 2 este apoi separat de solvent și comprimat pentru a fi transportat și depozitat. Alte metode de separare post-combustie sunt prin filtrare cu membrană de înaltă presiune sau separare criogenică.
  2. Pre-ardere : combustibilul este transformat înainte de ardere într-un amestec de hidrogen și dioxid de carbon folosind un proces numit gazificare . Dioxidul de carbon poate fi apoi transportat și depozitat, în timp ce hidrogenul, amestecat cu aerul, poate fi folosit ca combustibil pentru producerea de energie electrică și, potențial, pentru alimentarea autovehiculelor cu hidrogen. Un exemplu tipic al acestui proces este o instalație cu ciclu combinat cu gazificare integrată (din engleză Integrated Gasification Combined Cycles - IGCC ) în care cărbunele este transformat în syngas înainte de ardere. Schimbarea gazului de apă îmbunătățită prin absorbție (SEWGS) este o tehnologie pentru captarea dioxidului de carbon în pre-combustie care combină captarea de CO 2 printr-un proces de adsorbție cu reacția de schimbare a gazului de apă, producând un flux de hidrogen la presiune ridicată din gazul de sinteză . [2]
  3. Oxi- ardere sau ardere cu oxigen : acest proces implică utilizarea oxigenului pur sau a aerului foarte îmbogățit în camera de ardere. Acest tip de combustie produce în principal abur și dioxid de carbon concentrat, care este mai ușor de procesat și trimis la stocare.

Acestea sunt însoțite de sisteme de captare și sechestrare a dioxidului de carbon prezent în mediu, cunoscut sub numele de Eliminarea dioxidului de carbon (CDR) :

  1. Reîmpădurire pentru a crea chiuvete de carbon , care pot fi utilizate în cele din urmă pentru a genera biocombustibili pe care să se aplice tehnicile de sechestrare anterioare într-o configurație cunoscută sub numele de Bioenergie cu captare și stocare a carbonului ( BECCS ).
  2. Captarea atmosferică ( captarea directă a aerului, DAC) prin filtrare sau procese de spălare a aerului cu solvenți adecvați.
  3. Sechestrarea în soluri crește, cu tehnici agronomice și culturale adecvate, conținutul de compuși organici din rizosferă .

Transport și depozitare

CO 2 captat într-unul din modurile anterioare poate fi transportat, de obicei în stare lichidă, cu transportatori diferiți - camioane cisterne speciale, vase cisternă sau țevi și injectat într-un loc de închidere adecvat sau o capcană geologică care poate conține acest gaz pentru o perioadă de timp de ordinul a sute de ani. De obicei, situl geologic identificat ca fiind adecvat pentru depozitare este fie un vechi rezervor de hidrocarburi epuizat , fie o formațiune poroasă și permeabilă, saturată cu apă sărată și numită acvifer.

Recuperare forțată a hidrocarburilor

Dioxidul de carbon captat prin procesele descrise mai sus poate fi, de asemenea, utilizat pentru recuperarea asistată a cantităților de hidrocarburi care altfel nu ar putea fi recuperate. CO 2 este injectat într-un câmp petrolier (în loc de apă sau gaz natural) represurizând câmpul permițând hidrocarburilor să se ridice la suprafață în timp ce rămân prinși în câmp. Această aplicație a fost una dintre primele utilizate în câmpurile petroliere din Marea Nordului în Norvegia [3] .

Încă în domeniul exploatării combustibililor fosili , CO 2 poate fi injectat într-un câmp de metan în pat de cărbune (CBM), unde moleculele sale sunt absorbite de cărbune, deplasând moleculele de metan, permițând astfel o recuperare mai mare a metanului eliberat. din cărbune, această tehnică se numește metan îmbunătățit în patul de cărbune (ECBM).

Probleme

Riscurile asociate cu posibilitatea oferită de tehnologia de confinare a CO 2 sunt în principal de două ordine:

  1. eliberarea neașteptată a unor cantități masive de CO 2 ca urmare a evenimentelor geologice sau a altor modificări ale structurilor de izolare;
  2. o eliberare treptată și tăcută în atmosferă în timp.

În primul caz, pericolul asfixierii excesive de CO 2 ar amenința toate organismele stabilite în vecinătatea scurgerii (episodul care a avut loc în 1986 la lacul Nyos , în Camerun , a ucis aproximativ 1700 de persoane); în a doua ipoteză, chiar obiectivul sistemului în cauză ar fi anulat.
Cu toate acestea, cazul lacului Nyos este un eveniment complet natural. Acest lac, de origine vulcanică, situat lângă vulcanul inactiv Muntele Oku , se ridică deasupra unui buzunar de dioxid de carbon format prin degazare magmatică. În urma permeabilității relativ mari a porozității corpurilor stâncoase, o cantitate enormă de CO 2 degazată de magma subterană a crescut violent la suprafață printr-o erupție de tip limnic ; CO 2 , în virtutea densității sale caracteristice, tinde să rămână la nivelul solului și, astfel, a provocat moartea prin asfixiere (adică din lipsa de oxigen) a formelor de viață animală din apropierea lacului, inclusiv 3500 de bovine, în plus față de aproximativ 1700 de oameni. [4] Evenimente similare s-au produs în apropierea lacului Monoun (la aproximativ 100 km de lacul Nyos) și a lacului Kivu ( Ruanda ).

Grupul intergorvenmental privind schimbările climatice (IPCC), susținut și de cererile actuale de confinare cu CO 2 , consideră că adâncimile geologice prevăzute pentru viitoarele site-uri ale proiectului selectate fac posibilă eșecul foarte puțin probabil. Vorbim despre 99% din CO 2 reținut în depozit în primii 1000 de ani [5] . Cu toate acestea, capacitatea acestui sistem de a reține CO 2 pentru o perioadă foarte lungă de timp este în prezent dezbătută.

Scurgere de carbon

Politicile de reducere a emisiilor de carbon implementate în unele țări pot încuraja transferul sectoarelor productive în țări străine unde nu există restricții similare.

Situatia actuala

Plante care utilizează tehnologii CCS pe scară largă comercială [6] :

  • Sleipner : în Marea Nordului , în largul coastei de vest a Norvegiei . Proiectul StatoilHydro care constă în purificarea gazelor naturale din cantitatea mare de CO 2 prezentă și care, odată separată, este injectată într-un rezervor epuizat [7] .
  • În Salah : în Sahara Algeriană, proiectul BP - Sonatrach -StatoilHydro pentru separarea CO 2 de gazul extras și injectarea ulterioară într-un câmp epuizat [8] .
  • Weyburn : în zona Saskatchewan din Canada , este un proiect care include mulți parteneri și care vede utilizarea CO 2 pentru recuperarea forțată a hidrocarburilor [9] .
  • Snøhvit : în Marea Barents , la nord de coasta Norvegiei. Acest proiect este, de asemenea, deținut de StatoilHydro și este legat de ciclul GNL al instalației de lichefiere Hammerfest , unde CO 2 este separat de gazul natural înainte ca acesta din urmă să fie transformat în GNL [10] .
  • Mongstad: A fost inaugurată pe 8 mai 2012, în Norvegia, în orașul Mongstad, ceea ce purtătorii de cuvânt oficiali norvegieni nu ezită să definească drept cea mai mare instalație experimentală construită vreodată în lume pentru captarea și sechestrarea CO2 industrial. Fabrica, care va acționa ca un adevărat laborator CCS, este situată lângă o rafinărie de petrol pe coasta de vest a Norvegiei și a fost finanțată de guvernul central cu 5,8 milioane de coroane, aproximativ 78 de milioane de euro. Centrul Tehnologic Mongstad, așa se numește laboratorul special, va avea sarcina de a testa două metodologii CCS diferite brevetate, respectiv, de compania franceză Alstom și de compania norvegiană Aker Solutions, una bazată pe amină și cealaltă pe utilizarea de amoniac refrigerat cu solvent. Fabrica are două sisteme de captare a carbonului, cu o capacitate combinată de a procesa până la 100.000 de tone de dioxid de carbon pe an. O valoare considerabilă care face din centrală o instalație Record Guinness, dar care pălește în comparație cu cantitatea de dioxid de carbon emisă anual de rafinărie: de aproape zece ori capacitatea de sechestrare a Centrului Tehnologic Mongstad. A se vedea, de asemenea, articolul BBC Norvegia are ca scop conducerea carbonului în acest sens.

Provocarea reală a CSC nu constă atât în ​​dezvoltarea de noi tehnologii - având în vedere că în cele trei sectoare diferite aceste tehnologii sunt deja operaționale de ceva timp -, cât și în combinarea întregului lanț de dioxid de carbon într-un mod eficient și durabil din punct de vedere economic [11]. ] . Afirmarea acestei noi tehnologii la nivel comercial va fi rezultatul unui proces care va avea următoarele faze:

  • Faza de dezvoltare : este în curs de desfășurare și implică studiul și testarea diferitelor tehnologii datorită unei serii de numeroase proiecte pilot existente la scară globală.
  • Faza demonstrativă : aceasta este faza în care sunt construite instalații demonstrative (deci mai mari decât proiectele pilot) capabile să testeze validitatea diferitelor tehnologii identificate în faza de dezvoltare într-un mod integrat. În timpul summitului de la L'Aquila din iulie 2009, țările G8 au reiterat recomandarea, exprimată încă din 2007, ca cel puțin 20 de plante de acest tip să fie construite până în 2010 [12] . Uniunea Europeană joacă rolul principal în această fază, hotărând, în cadrul Pachetului Climă-Energie aprobat în 2009, să utilizeze o parte din acțiunile Rezervei pentru nou-intrat (cunoscut sub acronimul englez NER, New Entrant Reserve ) în cadrul cadrul sistemului de comercializare a emisiilor (ETS, Emission Trading System), pentru a finanța până la 12 proiecte demonstrative care explorează diferitele tehnologii CCS. Suma alocată ar trebui să fie de aproximativ 7 miliarde EUR [13] . UE a stabilit, de asemenea, că, în cadrul „programului de sprijin pentru redresarea economică prin acordarea de sprijin financiar comunitar pentru proiecte din sectorul energetic”, cunoscut sub acronimul englez de EEPR ( European Energy Program for Recovery ), 13 proiecte CCS vor primi un finanțare totală de 1,05 miliarde de euro în următorii doi ani [14] .
  • Faza comercială : va începe după ce viabilitatea tehnologică și economică a CSC a fost demonstrată cu faza anterioară. Dacă va avea succes, este probabil ca, începând cu 2020, toate activitățile industriale recent construite cu conținut ridicat de carbon să fie obligate să aibă o facilitate CCS (a se vedea angajamentul în acest sens deja anunțat de guvernul britanic [15] ).

Dispute

În panorama variată a soluțiilor propuse, unele dintre aceste neconcordanțe ale rezultatelor au apărut întrucât produc mai mult CO2 decât cel sechestrat, a fost evidențiat și modul în care inițiativele sunt finanțate cu investiții publice, dar implementate în întreprinderile economice private [16] .

Notă

  1. ^ Informații preluate de pe site-ul web al Asociației CCS, adresa URL accesată la 9 iulie 2009, vezi Copie arhivată la ccsassociation.org.uk . Adus la 9 iulie 2009 (arhivat din original la 27 iunie 2009) . ( EN )
  2. ^ (EN) Daniel Jansen, Edward van Selow, Paul Cobden, Giampaolo Manzolini, Ennio Macchi, Matthew Gazzani, Richard Blom, Partow Pakdel Heriksen, Rich Beavis și Andrew Wright, Tehnologia SEWGS este acum pregătită pentru extindere! , în Energy Procedia , vol. 37, 1 ianuarie 2013, pp. 2265–2273, DOI : 10.1016 / j.egypro.2013.06.107 , ISSN 1876-6102 ( WC ACNP ) .
  3. ^ http://www.regjeringen.no/en/dep/oed/Subject/carbon-capture-and-storage/use-of-co2-to-increase-oil-recovery-.html?id=443517 ( EN )
  4. ^ George W. Kling, Michael A. Clark, Glen N. Wagner, Harry R. Compton, Alan M. Humphrey, Joseph D. Devine, William C. Evans, John P. Lockwood, Michele L. Tuttle și EJ Koenigsberg, The 1986 Lacul Nyos Gas Disaster în Camerun, Africa de Vest , în Știință , vol. 236, nr. 4798, 1987, pp. 169–75, Bibcode : 1987Sci ... 236..169K , DOI : 10.1126 / science.236.4798.169 , PMID 17789781 .
  5. ^ Copie arhivată , pe ipcc.ch. Adus la 9 iulie 2009 (arhivat din original la 5 iulie 2009) . ( EN )
  6. ^ Copie arhivată , pe bellona.org . Accesat la 19 iulie 2009. Arhivat din original la 13 iulie 2009 . ( EN )
  7. ^ http://www.statoil.com/statoilcom/svg00990.nsf/web/sleipneren?opendocument ( EN )
  8. ^ Copie arhivată , pe co2captureandstorage.info . Adus la 7 decembrie 2008 (arhivat din original la 21 iulie 2011) . ( EN )
  9. ^ http://www.ptrc.ca/weyburn_partners.php Arhivat 12 august 2009 la Internet Archive . ( EN )
  10. ^ Copie arhivată , pe statoilhydro.com . Adus la 19 iulie 2009 (arhivat din original la 25 iulie 2009) . ( EN )
  11. ^ Comisia Europeană - Mediu - Schimbări climatice - Captarea și stocarea dioxidului de carbon: o nouă tehnologie promițătoare pentru combaterea schimbărilor climatice ...
  12. ^ Copie arhivată ( PDF ), pe g8italia2009.it . Adus la 25 iulie 2009. Arhivat din original la 6 august 2009 . A se vedea declarația finală la punctul 91 ( EN )
  13. ^ https://www.euractiv.com/en/climate-change/eu-mulls-7-subsidy-carbon-capture/article-183621 ( EN )
  14. ^ https://www.euractiv.com/en/energy/eu-ministers-endorse-final-energy-project-list/article-183865 ( EN )
  15. ^ Copie arhivată , la decc.gov.uk. Accesat la 19 iulie 2009. Arhivat din original la 3 august 2009 . ( EN )
  16. ^ https://link.springer.com/article/10.1007/s41247-020-00080-5

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 57591 · LCCN (EN) sh2007000915 · GND (DE) 7628985-0
Ecologie și mediu Portal de ecologie și mediu : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de ecologie și mediu
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Cattura_e_sequestro_del_carbonio&oldid=121406395 ”