Komisja Europejska ma w planach stworzenie celów dla sekwestracji. To może przyspieszyć osiągnięcie zeroemisyjności. Główny cel carbon capture to przechwytywanie CO₂ z punktowych źródeł zanieczyszczeń, jakimi są fabryki i elektrownie. Korzyści z takiego działania to, obok spowalniania globalnego ocieplenia, m.in. powstrzymanie zakwaszania oceanów.

Carbon capture – czytaj więcej!

Podstawowe rozróżnianie metod carbon capture

Mówiąc o carbon capture, można wymienić trzy metody radzenia sobie z problemem dwutlenku węgla w ramach całej dziedziny zarządzania emisją gazów cieplarnianych. CCS (Carbon Capture and Storage) – czyli trwała sekwestracja CO₂, np. poprzez związanie gazu w formacjach geologicznych – lub CCU (Carbon Capture and Utilisation), gdzie dwutlenek węgla jest wykorzystywany w różnych procesach technologicznych, przemyśle itp. Wyróżniamy także CDR (Carbon Dioxide Removal) – w tym przypadku przechowywanie nastawione jest na długotrwałe powstrzymanie emisji, jednak metoda przechwytywania gazu jest inna. Sekwestracja odbywa się bezpośrednio z powietrza, a nie jak w CCS – symultanicznie do zachodzenia danego procesu generującego CO₂.

Jak złapać gaz?

Istnieją 3 metody wychwytu dwutlenku węgla w ramach CCS.

• Metoda wtórna (post combustion) – zakłada wychwyt ze spalin, już po procesie spalania.
• Metoda pierwotna (pre-combustion) – gaz jest wychwytywany zanim dojdzie do jego spalenia. W procesie gazyfikacji surowca węglowodorowego dochodzi do powstania gazu syntezowego (CO i H₂), stanowiącego materiał do produkcji paliw.
• Spalanie w tlenie – spaliny w tym przypadku zawierają jedynie wodę i łatwy do przechwycenia dwutlenek węgla.

Dla skutecznego przeprowadzania procesu przechwytywania CO₂ duże znaczenie ma efektywność spalania paliw.

Zarejestruj się na Kongres Carbon Capture

Co z tym CO₂ zrobić?

CCS i CCU uzupełniają się nawzajem, ale trudno byłoby stosować tylko jedną z tych metod. Przede wszystkim CCU nie usuwa gazu z atmosfery zupełnie, ale wprowadza go do obiegu zamkniętego, gdzie można cyklicznie dokonywać przechwytu i wykorzystywać go w różnych procesach. Takie działanie może być źródłem dodatkowego przychodu. Przykładowe przeznaczenia CO₂ to:

• Czynnik chłodniczy;
• Przemysł spożywczy: karbonizacja napojów, dekofeinizacja kawy, przechowywanie (czynnik chłodzący, izolator w termosach);
• Rolnictwo: wpompowany do silosu zwalcza owady, stymuluje wzrost roślin w szklarniach;
• Obróbka metali: chroni jeziorko spawalnicze przed utlenianiem w metodzie obróbki MIG/MAG, przyspiesza spawanie, utwardza formy odlewnicze;
• Przemysł chemiczny: produkcja metanolu i mocznika, puszki z aerozolem;
• Budownictwo: usuwanie farb;
• Służba zdrowia: wspomaganie oddychania.

Wśród metod CCU wyróżnia się także sekwestracja dwutlenku węgla z wykorzystaniem glonów. Wytworzona biomasa ma służyć do produkcji biopaliw. Jest kilka gatunków glonów, które mogą służyć w tym celu i to w dużej mierze od ich doboru zależy, jak duża będzie wydajność całego procesu.

Metoda CCS gwarantuje bardziej długotrwałe zatrzymanie gazu i zupełne wyeliminowanie dwutlenku węgla, przez co skuteczniej ogranicza emisję. W tym przypadku również można uzyskać wymierne korzyści, ponieważ składowanie geologiczne „wyciska” ze skał inne paliwa kopalne, czyli gaz ziemny i ropę naftową (EOR). Poza składowaniem geologicznym możliwa jest mineralna karbonatyzacja oraz wiązanie w ekosystemach.

Sekwestrowanie geologiczne odbywa się na poziomie wodonośnym solankowym lub szczerpanych złóż węglowodorowych (tu wspomaga wydobycie gazu ziemnego i EOR), lub głębokich, nieeksploatowanych pokładach węgla ze wspomaganiem wydobycia metanu (ECBM). W tym przypadku do transportu gazu najczęściej stosuje się rurociągi, dlatego najopłacalniej jest tworzyć instalacje geologicznego carbon capture w zakładach o korzystnej lokalizacji, która ogranicza zasięg transportu. Formy skalne przeznaczone pod geologiczne składowanie muszą się odznaczać szczelnością i tektoniczną stabilnością. Do znajdowania takich punktów wykorzystuje się znane już technologie naftowe.

Mineralna karbonatyzacja wymaga wstępnego rozpuszczenia CO₂ w wodzie. Powstały produkt wprowadza się w formacje geologiczne, gdzie reaguje on z tlenkami wapnia i magnezu, w efekcie czego dwutlenek węgla zostaje związany w CaCO₃ i MgCO₃. Mineralizacja trwa około 2 lat i odbywa się w skałach bazaltowych oraz perydotytach.

O wiązaniu w ekosystemach możemy mówić w kontekście lasów, mokradeł, pól uprawnych. Gleba to doskonały rezerwuar dwutlenku węgla, a osuszanie i deforestacja prowadzą do zdegradowania tej zdolności. Człowiek może do niej wprowadzić CO₂ poprzez nawożenie biowęglem.

Biomasa w ciepłownictwie i energetyce:

Inne wydania Magazynu Biomasa znajdziesz tutaj. Dlatego kliknij i czytaj!

Zdjęcie: freepik