Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из раздела "Улавливание углерода" )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Схема, показывающая как земное, так и геологическое связывание выбросов углекислого газа от тяжелой промышленности , такой как химический завод . [1]

Связывание или удаление углекислого газа (CDR) - это долгосрочное удаление, улавливание или секвестрация углекислого газа из атмосферы для замедления или обращения вспять загрязнения атмосферы CO2, а также для смягчения или обращения вспять глобального потепления . [2] [3] [4] [5]

Двуокись углерода ( CO
2
) естественным образом улавливается из атмосферы в результате биологических, химических и физических процессов. [6] Эти изменения могут быть ускорены за счет изменений в землепользовании и методах ведения сельского хозяйства, таких как преобразование сельскохозяйственных угодий и пастбищ для домашнего скота в земли для выращивания быстрорастущих растений, не являющихся культурой. [2] Искусственные процессы были разработаны, чтобы произвести аналогичные эффекты, [6] включая крупномасштабный, искусственный захват и секвестрацию промышленно производимого CO.
2
с использованием подземных соленых водоносных горизонтов , резервуаров, океанской воды , стареющих нефтяных месторождений или других поглотителей углерода , биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода , биоугля , удобрения океана , усиленного выветривания и прямого захвата воздуха в сочетании с хранением. [4]

Вероятная потребность в CDR было публично выражено круг лиц и организаций , связанных с изменением климата вопросов, в том числе МГЭИК главный Раджендра Пачаури , [7] РКИК исполнительный секретарь Кристиана Фигерес , [8] и Всемирный институт часы . [9] Учреждение с основными программами упора на CDR включают Lenfest центр устойчивой энергетики на Институте Земли, Колумбийский университет , [10] и климат Решение Центра решений, [11] международное сотрудничество осуществлялось на базе факультета инженерии и государственной политики Университета Карнеги-Меллон.

Описание [ править ]

Предлагаемое глобальное и реализованное ежегодное улавливание CO2. Реализовано более 75% предложенных газоперерабатывающих проектов, соответствующие показатели по другим промышленным проектам и проектам электростанций составляют около 60% и 10% соответственно. [12]

Связывание углерода - это процесс, связанный с улавливанием углерода и долгосрочным хранением атмосферного углекислого газа ( CO
2
) [2] и может конкретно относиться к:

  • «Процесс удаления углерода из атмосферы и помещения его в резервуар». [13] Если это выполняется преднамеренно, это также может называться удалением диоксида углерода , что является одной из форм геоинженерии .
  • Улавливание и хранение углерода, при котором диоксид углерода удаляется из дымовых газов (например, на электростанциях ) перед хранением в подземных резервуарах.
  • Природные биогеохимическая велосипедный из углерода между атмосферой и резервуаров, например, путем химического выветривания горных пород.

Двуокись углерода может улавливаться как чистый побочный продукт в процессах, связанных с переработкой нефти, или из дымовых газов при производстве электроэнергии . [14] CO
2
секвестрация включает в себя часть улавливания и хранения углерода, которая относится к крупномасштабному искусственному улавливанию и секвестрации промышленно производимого CO.
2
с использованием подземных соленых водоносных горизонтов , резервуаров, океанской воды , стареющих нефтяных месторождений или других поглотителей углерода .

Связывание углерода описывает долгосрочное хранение углекислого газа или других форм углерода для смягчения или отсрочки глобального потепления и предотвращения опасного изменения климата . Это было предложено как способ замедлить накопление в атмосфере и море парниковых газов , которые выделяются при сжигании ископаемого топлива и, в большей степени, вызваны промышленным животноводством. [3]

Углекислый газ естественным образом улавливается из атмосферы в результате биологических, химических или физических процессов. Некоторые методы искусственной секвестрации используют эти естественные процессы [6], в то время как некоторые используют полностью искусственные процессы.

Есть три способа, которыми может быть осуществлено это секвестрирование; улавливание после сжигания, улавливание перед сжиганием и кислородное сжигание. Используются самые разнообразные методы разделения, включая газофазное разделение, абсорбцию жидкостью и адсорбцию на твердом теле, а также гибридные процессы, такие как адсорбционные / мембранные системы. Эти вышеупомянутые процессы в основном улавливают выбросы углерода от электростанций, фабрик, предприятий по сжиганию топлива и предприятий животноводства нового поколения, когда они переходят на методы восстановительного земледелия, которые используются организациями, поскольку они стремятся сократить выбросы углерода от своей деятельности.

Биологические процессы [ править ]

Биосеквестрация [ править ]

Океанический фитопланктон цветет в южной части Атлантического океана у побережья Аргентины . Поощрение такого цветения с помощью удобрения железом может заблокировать углерод на морском дне.

Биосеквестрация - это улавливание и хранение углекислого газа, парникового в атмосфере, посредством непрерывных или усиленных биологических процессов. Эта форма связывания углерода происходит за счет увеличения скорости фотосинтеза с помощью таких методов землепользования , как лесовосстановление , устойчивое лесопользование и генная инженерия . [15] [16]

Связывание углерода посредством биологических процессов влияет на глобальный углеродный цикл . Примеры включают крупные климатические колебания, такие как событие Азолла , которое создало нынешний арктический климат. В результате таких процессов образовалось ископаемое топливо , а также клатрат и известняк . Манипулируя такими процессами, геоинженеры стремятся усилить секвестрацию.

Торфяник [ править ]

Торфяники действуют как поглотитель углерода из-за накопления частично разложившейся биомассы, которая в противном случае продолжала бы полностью разлагаться. Существует разница в том, насколько торфяники действуют как поглотитель углерода или источник углерода, что может быть связано с различным климатом в разных частях мира и в разное время года. [17] Создавая новые болота или улучшая существующие, количество углерода, поглощаемого болотами, увеличится. [18]

Лесное хозяйство [ править ]

Облесение - это создание леса на территории, где ранее не было древесного покрова. Лесовосстановление - это повторная посадка деревьев на маргинальных сельскохозяйственных угодьях и пастбищах для включения углерода из атмосферного CO.
2
в биомассу . [19] Для того, чтобы этот процесс связывания углерода был успешным, углерод не должен возвращаться в атмосферу в результате массового горения или гниения, когда деревья умирают. [20] С этой целью земли, отведенные под деревья, не должны быть преобразованы для других целей, и может потребоваться регулирование частоты нарушений, чтобы избежать экстремальных явлений. В качестве альтернативы, древесина из них должна быть изолирована, например, с помощью biochar , биоэнергетики с накоплением углерода ( BECS), на свалке или «хранятся», например, в строительстве. Однако, если не считать постоянного роста, лесовозобновление с использованием долгоживущих деревьев (> 100 лет) будет связывать углерод в течение значительного периода и высвобождаться постепенно, сводя к минимуму воздействие углерода на климат в 21 веке. На Земле достаточно места, чтобы посадить еще 1,2 триллиона деревьев. [21] Посадка и защита их компенсируют выбросы CO 2 за 10 лет и улавливают 205 миллиардов тонн углерода. [22] Этот подход поддерживается кампанией « Триллион деревьев» . Восстановление всего деградировавшего леса в мире приведет к улавливанию примерно 205 миллиардов тонн углерода (что составляет около 2/3 всех выбросов углерода. [23] [24])

В статье, опубликованной в журнале Nature Sustainability, исследователи изучали чистый эффект от продолжения строительства в соответствии с текущими практиками по сравнению с увеличением количества изделий из дерева. [25] [26] Они пришли к выводу, что если в течение следующих 30 лет в новом строительстве будет использоваться 90% изделий из древесины, будет поглощено 700 миллионов тонн углерода. Это эквивалентно примерно 7 дням глобальных выбросов в 2019 году. [27]


Городское лесное хозяйство [ править ]

Городское лесное хозяйство увеличивает количество углерода, поглощаемого в городах, за счет добавления новых участков деревьев, а связывание углерода происходит в течение всего срока службы дерева. [28] Обычно это практикуется и поддерживается в меньших масштабах, например, в городах. Результаты городского лесного хозяйства могут иметь разные результаты в зависимости от типа используемой растительности, поэтому он может функционировать как поглотитель, но также может действовать как источник выбросов. [29] Наряду с секвестрацией растениями, которую трудно измерить, но которая, по-видимому, мало влияет на общее количество поглощаемого углекислого газа, растительность может оказывать косвенное воздействие на углерод, снижая потребность в потреблении энергии. [29]

Восстановление водно-болотных угодий [ править ]

Почвы водно-болотных угодий являются важным поглотителем углерода; 14,5% углерода почвы в мире содержится в водно-болотных угодьях, в то время как только 6% суши в мире составляют водно-болотные угодья. [30]

Сельское хозяйство [ править ]

По сравнению с естественной растительностью, почвы пахотных земель обеднены почвенным органическим углеродом (SOC). Когда почва превращается из естественной или полуприродной земли, такой как леса, лесные массивы, луга, степи и саванны, содержание SOC в почве снижается примерно на 30-40%. [31] Эта потеря связана с удалением растительного материала, содержащего углерод, с точки зрения урожая. При изменении землепользования содержание углерода в почве будет либо увеличиваться, либо уменьшаться, это изменение будет продолжаться до тех пор, пока почва не достигнет нового равновесия. На отклонения от этого равновесия также может влиять изменчивый климат. [32]Снижению содержания SOC можно противодействовать путем увеличения поступления углерода, это можно сделать с помощью нескольких стратегий, например, оставить на поле пожнивные остатки, использовать навоз в качестве удобрения или включить в севооборот многолетние культуры. Многолетние культуры имеют большую долю подземной биомассы, что увеличивает содержание SOC. [31] Во всем мире почвы, по оценкам, содержат> 8 580 гигатонн органического углерода, что примерно в десять раз больше, чем в атмосфере и намного больше, чем в растительности. [33]

Модификация сельскохозяйственных методов является признанным методом связывания углерода, поскольку почва может действовать как эффективный поглотитель углерода, компенсируя до 20% выбросов двуокиси углерода в 2010 году. [34] (См. No-till ). Восстановление органического земледелия и дождевых червей может полностью компенсировать годовой избыток углерода CO2 в 4 Гт в год и снизить остаточный избыток в атмосфере. [35] (См. Компост ).

Методы сокращения выбросов углерода в сельском хозяйстве можно разделить на две категории: сокращение и / или замещение выбросов и усиление удаления углерода. Некоторые из этих сокращений связаны с повышением эффективности хозяйственных операций (например, более экономичное оборудование), в то время как другие связаны с прерываниями в естественном углеродном цикле. Кроме того, некоторые эффективные методы (например, устранение ожогов стерни ) могут негативно повлиять на другие проблемы окружающей среды (более широкое использование гербицидов для борьбы с сорняками, которые не уничтожаются сжиганием).

Углеродное сельское хозяйство [ править ]

Углеродное земледелие - это название различных сельскохозяйственных методов, направленных на улавливание атмосферного углерода в почве, корнях сельскохозяйственных культур, древесине и листьях. Увеличение содержания углерода в почве может способствовать росту растений, увеличению содержания органического вещества в почве (повышение урожайности сельскохозяйственных культур), повышению способности почвы удерживать влагу и сокращению использования удобрений (и сопутствующих выбросов парникового газа закиси азота (N2O)). достигли сотен миллионов гектаров во всем мире из почти 5 миллиардов гектаров (1,2 × 1010 акров) мировых сельскохозяйственных угодий. Почвы могут содержать до пяти процентов углерода по весу, включая разлагающуюся растительную и животную материю и биоуголь.

Потенциальные альтернативы улавливанию углерода выращиванию углерода включают очистку CO2 из воздуха с помощью машин (прямое улавливание воздуха); удобрение океанов, чтобы вызвать цветение водорослей, которые после смерти уносят углерод на морское дно; хранение углекислого газа, выделяемого при производстве электроэнергии; и дробление и распространение типов горных пород, таких как базальт, которые поглощают атмосферный углерод. Методы управления земельными ресурсами, которые можно сочетать с сельским хозяйством, включают посадку / восстановление лесов, захоронение биоугля, произведенного анаэробно преобразованной биомассой, и восстановление водно-болотных угодий. (Угольные пласты - это остатки болот и торфяников.)

Бамбуковое земледелие [ править ]

Хотя бамбуковый лес накапливает меньше углерода, чем зрелый лес из деревьев, бамбуковая плантация улавливает углерод гораздо быстрее, чем зрелый лес или древесная плантация. Следовательно, выращивание бамбуковой древесины может иметь значительный потенциал связывания углерода. [36] [37]

Глубокая почва [ править ]

Почвы содержат в четыре раза больше углерода, чем хранится в атмосфере. [38] Примерно половина из них находится глубоко в почве. [39] Около 90% углерода этой глубокой почвы стабилизировано минерально-органическими ассоциациями. [40]

Снижение выбросов [ править ]

Повышение урожайности и эффективности обычно также снижает выбросы, поскольку больше продуктов питания получается при тех же или меньших усилиях. Методы включают более точное использование удобрений , меньшее нарушение почвенного покрова, лучшее орошение и выращивание сортов сельскохозяйственных культур с учетом местных полезных свойств и повышения урожайности.

Замена более энергоемких сельскохозяйственных операций также может снизить выбросы. Земледелие с уменьшенной или нулевой обработкой почвы требует меньшего использования техники и, соответственно, сжигает меньше топлива на акр. Однако при нулевой обработке почвы обычно увеличивается использование химикатов для борьбы с сорняками, и остатки, оставшиеся на поверхности почвы, с большей вероятностью будут выделять свой CO.
2
в атмосферу по мере разложения, уменьшая чистое сокращение углерода. [ необходима цитата ]

На практике большинство сельскохозяйственных операций, в ходе которых послеуборочные пожнивные остатки, отходы и побочные продукты возвращаются в почву, обеспечивают выгоду от хранения углерода. [ необходима цитата ] Это особенно актуально для таких практик, как сжигание стерни в полевых условиях - вместо того, чтобы высвобождать почти весь хранящийся CO
2
в атмосферу, обработка почвы возвращает биомассу в почву. [ необходима цитата ]

Улучшение удаления углерода [ править ]

Все культуры поглощают CO
2
во время роста и выпускать после сбора урожая. Целью удаления углерода в сельском хозяйстве является использование урожая и его связи с углеродным циклом для постоянного связывания углерода в почве. Это достигается путем выбора методов земледелия, которые возвращают биомассу в почву и улучшают условия, в которых углерод в растениях будет восстановлен до своей элементарной природы и сохранен в стабильном состоянии. Методы для этого включают:

  • Используйте покровные культуры, такие как травы и сорняки, в качестве временного укрытия между сезонами посадки.
  • Сосредоточьте домашний скот в небольших загонах на несколько дней, чтобы они паслись легко, но равномерно. Это побуждает корни глубже проникать в почву. Запас также вспахивает почву копытами, перемалывая старую траву и навоз в почву. [41]
  • Накройте голые загоны сеном или мертвой растительностью. Это защищает почву от солнца и позволяет ей удерживать больше воды и быть более привлекательной для улавливающих углерод микробов. [41]
  • Восстановление деградированных земель, что замедляет высвобождение углерода, возвращая землю для сельского хозяйства или другого использования.

Практика секвестрации сельскохозяйственных культур может иметь положительное влияние на качество почвы , воздуха и воды, быть полезной для дикой природы и расширять производство продуктов питания . На деградированных пахотных землях увеличение запаса углерода в почве на 1 тонну может повысить урожайность сельскохозяйственных культур на 20–40 кг с гектара пшеницы , на 10–20 кг / га для кукурузы и на 0,5–1 кг / га для коровьего гороха . [ необходима цитата ]

Эффекты секвестрации почвы могут быть обращены вспять. Если почва нарушена или методы обработки почвы прекращены, почва становится чистым источником парниковых газов. Обычно после 15–30 лет поглощения почва насыщается и перестает поглощать углерод. Это означает, что существует глобальный предел количества углерода, которое может удерживать почва. [42]

На затраты на связывание углерода влияют многие факторы, включая качество почвы, транзакционные издержки и различные внешние эффекты, такие как утечка и непредвиденный экологический ущерб. Из-за снижения атмосферного CO
2
является долгосрочной проблемой, фермеры могут неохотно применять более дорогие методы ведения сельского хозяйства, когда нет четкого урожая, почвы или экономической выгоды. Такие правительства, как Австралия и Новая Зеландия, рассматривают возможность разрешить фермерам продавать квоты на выбросы углерода, как только они документально подтвердят, что у них достаточно повышенное содержание углерода в почве. [41] [43] [44] [45] [46] [47]

Связанные с океаном [ править ]

Удобрение железом [ править ]

Удобрение океана железом является примером такого метода геоинженерии. [48] Удобрение железом [49] пытается стимулировать рост фитопланктона , который удаляет углерод из атмосферы, по крайней мере, на время. [50] [51] Этот метод вызывает споры из-за ограниченного понимания его полного воздействия на морскую экосистему , [52] включая побочные эффекты и, возможно, большие отклонения от ожидаемого поведения. Такие эффекты потенциально включают в себя выделение окислов азота , [53] и нарушение баланса питательных веществ океана. [48]

События естественного удобрения железом (например, осаждение богатой железом пыли в океанских водах) могут усилить связывание углерода. Кашалоты действуют как агенты оплодотворения железом, когда переносят железо из океанских глубин на поверхность во время поедания добычи и дефекации. Было показано, что кашалоты увеличивают уровни первичной продукции и экспорта углерода в глубины океана, откладывая богатые железом фекалии в поверхностные воды Южного океана. Фекалии, богатые железом, заставляют фитопланктон расти и поглощать больше углерода из атмосферы. Когда фитопланктон умирает, часть его опускается в океан и уносит с собой атмосферный углерод. Уменьшая численность кашалотов в Южном океане, китобойный промысел приводит к тому, что в атмосфере ежегодно остается 200 000 тонн углерода. [54]

Удобрение мочевиной [ править ]

Ян Джонс предлагает удобрять океан мочевиной , богатым азотом веществом, чтобы стимулировать рост фитопланктона . [55]

Австралийская компания Ocean Nournish Corporation (ONC) планирует погрузить в океан сотни тонн мочевины для увеличения выбросов CO.
2
-абсорбция роста фитопланктона как способ борьбы с изменением климата. В 2007 году компания ONC из Сиднея завершила эксперимент с использованием 1 тонны азота в море Сулу у Филиппин. [56]

Смешивание слоев [ править ]

Поощрение перемешивания различных слоев океана может перемещать питательные вещества и растворенные газы, открывая возможности для геоинженерии . [57] Перемешивание может быть достигнуто путем размещения больших вертикальных труб в океанах для перекачивания воды, богатой питательными веществами, на поверхность, вызывая цветение водорослей , которые накапливают углерод, когда они растут, и экспортируют углерод, когда они умирают. [57] [58] [59] Это дает результаты, в чем-то похожие на удобрение железом. Одним из побочных эффектов является кратковременное повышение уровня CO.
2
, что ограничивает его привлекательность. [60]

Морские водоросли [ править ]

Водоросли растут на мелководье и в прибрежных районах и улавливают значительное количество углерода, который может быть перенесен в океан с помощью океанических механизмов; морские водоросли, достигающие глубин океана, улавливают углерод и предотвращают его обмен с атмосферой на протяжении тысячелетий. [61] Кроме того, морские водоросли растут очень быстро, и теоретически их можно собирать и обрабатывать для производства биометана с помощью анаэробного сбраживания для выработки электроэнергии, с помощью когенерации / когенерации или в качестве замены природного газа . Одно исследование показало, что если водорослевые фермы покрыты 9% океана они могли производить достаточно биометаны поставку эквивалентного спроса Земли для энергии ископаемого топлива, удалить 53 гигатонн изCO2в год из атмосферы и устойчиво производить 200 кг рыбы в год на человека для 10 миллиардов человек. [62] Идеальные виды для такого разведения и переработки включают Laminaria digitata , Fucus serratus и Saccharina latissima . [63]

Физические процессы [ править ]

Biochar можно вывозить на свалку, использовать в качестве почвоулучшителя или сжигать с улавливанием и хранением углерода.

Связанные с биомассой [ править ]

Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода [ править ]

Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS) относится к биомассе на электростанциях и котлах, которые используют улавливание и хранение углерода. [64] [65] Углерод, улавливаемый биомассой, будет улавливаться и храниться, таким образом удаляя диоксид углерода из атмосферы. [66]


Похороны [ править ]

Непосредственное закапывание биомассы (например, деревьев) [67] имитирует естественные процессы, которые привели к образованию ископаемого топлива . [68]

Биочар [ править ]

Биоуголь является древесным углем , созданный пиролизом из биомассы отходов. Полученный материал добавляется на свалку или используется в качестве улучшителя почвы для создания terra preta . [69] [70] Добавление пирогенного органического углерода (biochar) - это новая стратегия увеличения запасов углерода в почве в долгосрочной перспективе и смягчения последствий глобального потепления за счет компенсации атмосферного углерода (до 9,5 Пг C ежегодно). [71]

В почве углерод недоступен для окисления до CO.
2
и последующий выброс в атмосферу. Эту технику пропагандирует ученый Джеймс Лавлок , создатель гипотезы Гайи . [72] По словам Саймона Шекли, «люди больше говорят о чем-то в диапазоне от одного до двух миллиардов тонн в год». [73]

Механизмы, связанные с biochar, называются биоэнергетикой с хранением углерода, BECS.

Хранилище океана [ править ]

Если бы CO 2 был закачан на дно океана, давления было бы достаточно для того, чтобы CO 2 находился в жидкой фазе. Идея закачки в океан состоит в том, чтобы иметь стабильные стационарные бассейны CO 2 на дне океана. Океан потенциально может содержать более тысячи миллиардов тонн CO 2 . Однако этот путь секвестрации не так активно используется из-за опасений по поводу воздействия на океанскую жизнь и опасений по поводу ее стабильности. [74] Биологическим решением может быть выращивание морских водорослей, которые естественным образом могут быть экспортированы в океанские глубины, улавливая значительные количества биомассы в морских отложениях. [75]

Устья рек приносят большое количество питательных веществ и мертвого материала из верхнего течения в океан, что является частью процесса, который в конечном итоге приводит к образованию ископаемого топлива. Транспортировка таких материалов, как отходы сельскохозяйственных культур, в море и их опускание на дно использует эту идею для увеличения накопления углерода. [76] Международные правила сброса отходов в море могут ограничивать или препятствовать использованию этого метода.

Геологическая секвестрация [ править ]

Геологическое связывание относится к хранению CO 2 под землей в истощенных нефтегазовых резервуарах, соляных образованиях или глубоких, не подлежащих добыче угольных пластах.

После улавливания CO 2 из точечного источника, такого как цементный завод [77], он будет сжат до ≈100 бар, так что это будет сверхкритическая жидкость. В этой жидкой форме CO 2 можно было бы легко транспортировать по трубопроводу к месту хранения. Затем CO 2 закачивается глубоко под землю, обычно около 1 км, где он будет стабильным в течение сотен и миллионов лет. [74] В этих условиях хранения плотность сверхкритического CO 2 составляет от 600 до 800 кг / м 3 . [78]

Важными параметрами при определении хорошего места для хранения углерода являются: пористость породы, проницаемость породы, отсутствие разломов и геометрия слоев породы. Среда, в которой должен храниться CO 2 , в идеале, имеет высокую пористость и проницаемость, например, песчаник или известняк. Песчаник может иметь проницаемость от 1 до 10 -5 Дарси и может иметь пористость до ≈30%. Пористая порода должна быть закрыта слоем с низкой проницаемостью, который действует как уплотнение или покрывающий слой для CO 2 . Сланец является примером очень хорошей покрышки с проницаемостью от 10 -5 до 10 -9 по Дарси. После закачки CO 2шлейф будет подниматься за счет выталкивающих сил, поскольку он менее плотный, чем его окружение. Как только он наткнется на кепрок, он будет распространяться вбок, пока не встретит разрыв. Если рядом с зоной нагнетания есть плоскости разлома, существует вероятность того, что CO 2 может мигрировать по разлому к поверхности, просачиваясь в атмосферу, что может быть потенциально опасным для жизни в окружающей местности. Другая опасность, связанная с секвестрацией углерода, - это индуцированная сейсмичность. Если закачка CO 2 создает под землей слишком высокие давления, пласт будет разрушаться, что может вызвать землетрясение. [79]

Находясь в ловушке горной породы, CO 2 может находиться в сверхкритической жидкой фазе или растворяться в грунтовых водах / рассоле. Он также может реагировать с минералами в геологической формации с осаждением карбонатов. См. CarbFix .

Мировая емкость хранилищ нефти и газа оценивается в 675–900 Гт CO 2 , а в пластах, не подлежащих добыче, оценивается в 15–200 Гт CO 2 . Глубокие соляные образования обладают наибольшей мощностью, которая оценивается в 1 000–10 000 Гт CO 2 . [78] В США, по оценкам, емкость хранилищ CO 2 составляет 160 Гт . [79]

Существует ряд крупномасштабных проектов по улавливанию и секвестрации углерода, которые продемонстрировали жизнеспособность и безопасность этого метода хранения углерода, которые резюмируются здесь [80] Глобальным институтом CCS. Преобладающим методом мониторинга является построение сейсмических изображений, при котором генерируются вибрации, распространяющиеся по геологической среде. Геологическая структура может быть отображена по преломленным / отраженным волнам. [79]

Первый крупномасштабный СО
2
Проект по секвестрации, начатый в 1996 году, называется Sleipner и расположен в Северном море, где норвежская компания StatoilHydro отделяет углекислый газ из природного газа с помощью аминных растворителей и утилизирует этот углекислый газ в глубоком солевом водоносном горизонте . В 2000 году угольный завод синтетического природного газа в Беуле, Северная Дакота , стал первым в мире угольным заводом по улавливанию и хранению углекислого газа в рамках проекта Weyburn-Midale Carbon Dioxide . [81] [ требуется обновление ]За этим последовало несколько других проектов секвестрации. Центр энергетического воздействия запустил проект OPEN100 в феврале 2020 года, который является первым в мире проектом с открытым исходным кодом для проектирования, строительства и финансирования небольшого стандартного реактора с водой под давлением. [82] В сентябре 2020 года Министерство энергетики США выделило 72 миллиона долларов из федерального бюджета на поддержку разработки и продвижения технологий улавливания углерода. [83]

CO
2
широко используются в расширенных сырой нефти операций по восстановлению в Соединенных Штатах , начиная с 1972 г. [3] Есть в избытке 10000 скважин , которые вводят CO
2
только в штате Техас . Частично газ поступает из антропогенных источников, но в основном он поступает из крупных геологических образований CO, встречающихся в природе.
2
. Он транспортируется к нефтедобывающим месторождениям по большой сети протяженностью более 5000 километров (3100 миль) CO.
2
трубопроводы. Использование CO
2
для увеличения нефтеотдачи методов (ПНП) в тяжелых нефтяных резервуарах в Западном Канадском осадочном бассейне (WCSB) также были предложено. [84] Однако транспортные расходы остаются серьезным препятствием. Обширный CO
2
Трубопроводная система еще не существует в WCSB. Добыча нефтеносных песков Атабаски , производящая CO
2
находится в сотнях километров к северу от подземных залежей тяжелой сырой нефти, которые могут извлечь наибольшую пользу из CO
2
инъекция.

Химические процессы [ править ]

Электрокатализ медным комплексом, разработанный в Нидерландах, помогает восстановить диоксид углерода до щавелевой кислоты ; [85] Эта конверсия использует диоксид углерода в качестве сырья для производства щавелевой кислоты.

Карбонизация минералов [ править ]

Углерод в форме CO
2
могут удаляться из атмосферы химическими процессами и храниться в стабильных карбонатных минеральных формах. Этот процесс известен как «связывание углерода за счет карбонизации минералов » или связывание минералов. Процесс включает реакцию диоксида углерода с широко доступными оксидами металлов - оксидом магния (MgO) или оксидом кальция (CaO) - с образованием стабильных карбонатов. Эти реакции являются экзотермическими и происходят естественным путем (например, выветривание горных пород в течение геологических периодов времени ). [86] [87]

CaO + CO
2
CaCO
3
MgO + CO
2
MgCO
3

Кальций и магний встречаются в природе обычно в виде силикатов кальция и магния (таких как форстерит и серпентинит ), а не в виде бинарных оксидов. Для форстерита и серпентина реакции следующие:

Mg
2
SiO
4
+ 2 СО
2
→ 2 MgCO
3
+ SiO
2
Mg
3
Si
2
О
5
(ОЙ)
4
+ 3 СО
2
→ 3 MgCO
3
+ 2 SiO
2
+ 2 часа
2
О

В следующей таблице перечислены основные оксиды металлов земной коры . Теоретически до 22% этой минеральной массы способно образовывать карбонаты .

Эти реакции несколько более благоприятны при низких температурах. [86] Этот процесс происходит естественным образом в течение геологических периодов времени и ответственен за большую часть известняка на поверхности Земли . Однако скорость реакции может быть увеличена за счет реакции при более высоких температурах и / или давлениях, хотя этот метод требует некоторой дополнительной энергии. В качестве альтернативы, минерал можно измельчить для увеличения площади его поверхности и подвергнуть воздействию воды и постоянного истирания для удаления инертного кремнезема, что может быть достигнуто естественным путем путем сброса оливина в высокоэнергетический прибой на пляжах. [88] Эксперименты показывают, что процесс выветривания происходит достаточно быстро (один год) с учетом пористых базальтовых пород. [89] [90]

CO
2
естественно реагирует с перидотитовой породой при обнажении поверхности офиолитов , особенно в Омане . Было высказано предположение , что этот процесс может быть увеличен для выполнения естественной минерализации в СО
2
. [91] [92]

Когда CO
2
растворяется в воде и закачивается в горячие базальтовые породы под землей, было показано, что CO
2
реагирует с базальтом с образованием твердых карбонатных минералов. [93] В октябре 2017 года был запущен испытательный завод в Исландии, который извлекает из атмосферы до 50 тонн CO 2 в год и хранит его под землей в базальтовых породах. [94]

Исследователи из Британской Колумбии разработали недорогой процесс производства магнезита , также известного как карбонат магния , который может связывать CO 2 из воздуха или в месте загрязнения воздуха, например, на электростанции. Кристаллы встречаются в природе, но обычно они накапливаются очень медленно. [95]

Отходы бетона после сноса или переработанный дробленый бетон также являются потенциально дешевыми материалами для карбонизации минералов, поскольку они представляют собой отходы, богатые кальцием. [96]

Электрохимический метод [ править ]

В другом методе используется жидкий металлический катализатор и жидкий электролит, в котором растворен CO 2 . Затем CO 2 превращается в твердые хлопья углерода. Этот метод выполняется при комнатной температуре. [97] [98] [99]

Промышленное использование [ править ]

Традиционное производство цемента выделяет большое количество углекислого газа, но недавно разработанные типы цемента от Novacem [100] могут поглощать CO.
2
от окружающего воздуха при застывании. [101] Подобная технология была впервые применена компанией TecEco , которая производит «ЭкоЦемент» с 2002 года. [102] Канадский стартап CarbonCure берет уловленный CO 2 и впрыскивает его в бетон по мере его перемешивания. [103] Carbon Upcycling UCLA - еще одна компания, которая использует CO.
2
в бетоне. Их бетонный продукт называется CO2NCRETE ™ - бетон, который затвердевает быстрее и более экологичен, чем традиционный бетон. [104]

В Эстонии горючая сланцевая зола , производимая электростанциями, может использоваться в качестве сорбента для CO.
2
связывание минералов. Количество CO
2
улавливали в среднем от 60 до 65% углеродсодержащего CO
2
и от 10 до 11% от общего количества CO
2
выбросы. [105]

Химические скрубберы [ править ]

Для удаления CO были предложены различные процессы очистки от углекислого газа.
2
с воздуха, обычно используя вариант процесса Крафт . Существуют варианты очистки углекислым газом на основе карбоната калия , который может использоваться для создания жидкого топлива, или гидроксида натрия . [106] [107] [108] К ним, в частности, относятся искусственные деревья, предложенные Клаусом Лакнером для удаления углекислого газа из атмосферы с помощью химических скрубберов . [109] [110]

Связанные с океаном [ править ]

Базальтовые хранилища [ править ]

Связывание углекислого газа в базальте включает закачку CO.
2
в глубоководные образования. CO
2
сначала смешивается с морской водой, а затем вступает в реакцию с базальтом, оба из которых являются щелочными элементами. Эта реакция приводит к высвобождению ионов Ca 2+ и Mg 2+ с образованием стабильных карбонатных минералов. [111]

Подводный базальт представляет собой хорошую альтернативу другим формам хранения углерода в океане, поскольку он имеет ряд мер по улавливанию, обеспечивающих дополнительную защиту от утечки. Эти меры включают «геохимические, осадочные, гравитационные и гидратные образования». Потому что CO
2
гидрат плотнее CO
2
в морской воде риск утечки минимален. Впрыскивание CO
2
на глубинах более 2700 метров (8900 футов) гарантирует, что CO
2
имеет большую плотность, чем морская вода, поэтому она тонет. [112]

Одно из возможных мест инъекции - пластина Хуана де Фука . Исследователи из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти обнаружили, что эта плита на западном побережье Соединенных Штатов может вместить 208 гигатонн. Это может охватывать все текущие выбросы углерода в США за более чем 100 лет. [112]

Этот процесс проходит испытания в рамках проекта CarbFix , в результате которых 95% закачанных 250 тонн CO 2 затвердевает в кальцит за 2 года при использовании 25 тонн воды на тонну CO 2 . [90] [113]

Кислотная нейтрализация [ править ]

Углекислый газ при растворении в воде образует угольную кислоту , поэтому закисление океана является значительным следствием повышенного уровня углекислого газа и ограничивает скорость, с которой он может поглощаться океаном ( насос растворимости ). Было предложено множество различных оснований , которые могут нейтрализовать кислоту и, таким образом, увеличить CO.
2
абсорбция. [114] [115] [116] [117] [118] Например, добавление измельченного известняка в океаны увеличивает поглощение углекислого газа. [119] Другой подход заключается в добавлении гидроксида натрия в океаны, который образуется при электролизе соленой воды или рассола, при одновременном удалении отработанной соляной кислоты путем реакции с вулканическими силикатными породами, такими как энстатит , что эффективно увеличивает скорость естественного выветривания этих пород. для восстановления pH океана. [120] [121] [122]

Препятствия [ править ]

Рост добычи ископаемого углерода [ править ]

Ежегодные глобальные выбросы ископаемого углерода (в гигатоннах).

По состоянию на 2019 год в результате добычи и сжигания ископаемого углерода людьми атмосферные, океанические и наземные регионы биосферы Земли добавили в общей сложности 440 ГтС (гигатонн углерода). [123] Большинство было добавлено за последние полвека. [124] Мировые темпы добычи росли примерно на 2% в год в течение многих лет и теперь превышают 10 ГтС / год. [125]

Финансовые затраты [ править ]

Согласно оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата, использование этой технологии приведет к дополнительным расходам на 1–5 центов за киловатт-час. Финансовые затраты на современную угольную технологию почти удвоились бы, если бы использование технологии CCS требовалось по закону. [126] Стоимость технологии CCS различается в зависимости от используемых типов технологий захвата и разных сайтов, на которых она реализована, но затраты имеют тенденцию к увеличению с внедрением CCS. [127] Одно из проведенных исследований показало, что с новыми технологиями эти затраты могут быть снижены, но останутся немного выше, чем цены без технологий CCS. [128]

Требования к энергии [ править ]

Энергетические потребности процессов секвестрации могут быть значительными. Согласно одной из публикаций, секвестрация потребила 25 процентов номинальной выходной мощности завода в 600 мегаватт. [129]

После добавления улавливания и сжатия CO 2 мощность угольной электростанции снижается до 457 МВт.

См. Также [ править ]

  • Биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода
  • Синий углерод
  • Улавливание и хранение углерода
  • Переоборудование морских буровых установок для хранения углерода

Заметки [ править ]

  1. ^ «Объяснение CCS» . UKCCSRC . Проверено 27 июня 2020 года .
  2. ^ a b c Седжо, Роджер; Зонген, Брент (2012). «Связывание углерода в лесах и почвах». Ежегодный обзор экономики ресурсов . 4 : 127–144. DOI : 10.1146 / annurev-resource-083110-115941 .
  3. ^ a b c Ходриен, Крис (24 октября 2008 г.). Уголь в квадрате - улавливание и хранение углерода . Конференция Claverton Energy Group, Бат. Архивировано из оригинального (PDF) 31 мая 2009 года . Проверено 9 мая 2010 года .
  4. ^ a b «Геоинженерия климата: наука, управление и неопределенность» . Королевское общество . 2009 . Проверено 10 сентября 2011 года .
  5. ^ Минкс, Ян С; Лэмб, Уильям Ф; Каллаган, Макс В. Суета, Сабина; Илер, Жером; Кройтциг, Феликс; Аманн, Торбен; Берингер, Тим; Де Оливейра Гарсия, Вагнер; Хартманн, Йенс; Ханна, Тарун; Лензи, Доминик; Людерер, Гуннар; Немет, Грегори Ф; Rogelj, Joeri; Смит, Пит; Висенте Висенте, Хосе Луис; Уилкокс, Дженнифер; Дель Мар Самора Домингес, Мария (2018). «Отрицательные выбросы: Часть 1 - ландшафт исследований и синтез» (PDF) . Письма об экологических исследованиях . 13 (6): 063001. Bibcode : 2018ERL .... 13f3001M . DOI : 10.1088 / 1748-9326 / aabf9b .
  6. ^ a b c «Глоссарий энергетических терминов S» . Энергетическое управление Небраски. Архивировано из оригинала на 27 мая 2010 года . Проверено 9 мая 2010 года .
  7. ^ Pagnamenta, Робин (1 декабря 2009). «Углерод необходимо высасывать из воздуха, - говорит глава МГЭИК Раджендра Пачаури» . Times Online . Лондон . Проверено 13 декабря 2009 года .
  8. Харви, Фиона (5 июня 2011 г.). «Кризис глобального потепления может означать, что мир должен высасывать парниковые газы из воздуха» . Guardian Online . Проверено 10 сентября 2011 года .
  9. ^ Холло, Тим (15 января 2009). «Отрицательные выбросы необходимы для безопасного климата» . Проверено 10 сентября 2011 года .
  10. ^ "National Geographic Magazine - NGM.com" . Ngm.nationalgeographic.com. 25 апреля 2013 . Проверено 22 сентября 2013 года .
  11. ^ «Улавливание углекислого газа из атмосферы» (PDF) . Cdmc.epp.cmu.edu. Архивировано из оригинального (PDF) 28 марта 2013 года . Проверено 22 сентября 2013 года .
  12. ^ Абдулла, Ахмед; Ханна, Райан; Schell, Kristen R .; Бабаджан, Ойтун; и другие. (29 декабря 2021 г.). «Объяснение успешных и неудачных инвестиций в улавливание и хранение углерода в США с использованием эмпирических и экспертных оценок» . Письма об экологических исследованиях . 16 (1): 014036.
  13. ^ "Глоссарий сокращений изменения климата" . Рамочная конвенция ООН об изменении климата . Архивировано из оригинала на 30 марта 2018 года . Проверено 15 июля 2010 года .
  14. ^ "Производители Альберты вознаграждены за использование CO2при добыче нефти» . PointCarbon . 25 мая 2004. Архивировано из оригинала 6 мая 2008 года . Проверено 21 августа 2015 года .
  15. ^ Beerling, Дэвид (2008). Изумрудная планета: как растения изменили историю Земли . Издательство Оксфордского университета. С. 194–5. ISBN 978-0-19-954814-9.
  16. ^ Национальные академии наук, инженерия (2019). Технологии отрицательных выбросов и надежное улавливание: повестка дня исследований . Вашингтон, округ Колумбия: Национальные академии наук, инженерии и медицины. С. 45–136. DOI : 10.17226 / 25259 . ISBN 978-0-309-48452-7. PMID  31120708 .
  17. ^ Strack, Мария, изд. (2008). Торфяники и изменение климата . Калгари: Университет Калгари. С. 13–23. ISBN 978-952-99401-1-0.
  18. Ловетт, Ричард (3 мая 2008 г.). «Закапывание биомассы для борьбы с изменением климата» . Новый ученый (2654) . Проверено 9 мая 2010 года .
  19. Макдермотт, Мэтью (22 августа 2008 г.). «Может ли лесовосстановление с воздуха помочь замедлить изменение климата? Проект« Открытие Земли »исследует возможности реорганизации планеты» . TreeHugger . Проверено 9 мая 2010 года .
  20. ^ Gorte, Росс У. (29 марта 2007). Отчет CRS для Конгресса: Секвестрация углерода в лесах (PDF) (Отчет). Исследовательская служба Конгресса . Проверено 21 августа 2015 года .
  21. ^ Ван, Брайан. «У нас есть место, чтобы добавить на 35% больше деревьев во всем мире для хранения 580-830 миллиардов тонн CO2 - NextBigFuture.com» . www.nextbigfuture.com .
  22. ^ Бастен, Жан-Франсуа; Finegold, Елена; Гарсия, Клод; Молликоне, Данило; Резенде, Марсело; Раус, Девин; Зохнер, Константин М .; Кроутер, Томас В. (5 июля 2019 г.). «Глобальный потенциал восстановления деревьев» . Наука . 365 (6448): 76–79. Bibcode : 2019Sci ... 365 ... 76B . DOI : 10.1126 / science.aax0848 . PMID 31273120 . S2CID 195804232 .  
  23. ^ Туттон, Марк. «Восстановление лесов может уловить две трети углерода, который люди добавили в атмосферу» . CNN .
  24. ^ Хаздон, Робин; Бранкалион, Педро (5 июля 2019 г.). «Восстановление лесов как средство для достижения многих целей». Наука . 365 (6448): 24–25. Bibcode : 2019Sci ... 365 ... 24C . DOI : 10.1126 / science.aax9539 . PMID 31273109 . S2CID 195804244 .  
  25. Туссен, Кристин (27 января 2020 г.). «Строительство из дерева вместо стали может помочь вывести из атмосферы миллионы тонн углерода» . Быстрая компания . Проверено 29 января 2020 года .
  26. ^ Чуркин, Галина; Органски, Алан; Рейер, Кристофер П.О.; Ерш, Эндрю; Винке, Кира; Лю, Чжу; Рек, Барбара К .; Graedel, TE; Шельнхубер, Ханс Иоахим (27 января 2020 г.). «Здания как глобальный сток углерода» . Экологичность . 3 (4): 269–276. DOI : 10.1038 / s41893-019-0462-4 . ISSN 2398-9629 . S2CID 213032074 .  
  27. ^ «Ежегодные выбросы CO2 во всем мире в 2019 году» . Statista . Проверено 11 марта 2021 года .
  28. ^ Макферсон, Э. Грегори; Сяо, Цинфу; Агуарон, Елена (декабрь 2013 г.). «Новый подход к количественной оценке и картированию накопленного, улавливаемого углерода и выбросов, которых избегают городские леса» (PDF) . Ландшафт и градостроительство . 120 : 70–84. DOI : 10.1016 / j.landurbplan.2013.08.005 . Проверено 21 августа 2015 года .
  29. ^ a b Веласко, Эрик; Рот, Матиас; Норфорд, Лесли; Молина, Луиза Т. (апрель 2016 г.). «Увеличивает ли городская растительность связывание углерода?». Ландшафт и градостроительство . 148 : 99–107. DOI : 10.1016 / j.landurbplan.2015.12.003 .
  30. Нельсон, Роберт (июль 1999 г.). "Связывание углерода: лучшая альтернатива изменению климата?" .[ мертвая ссылка ]
  31. ^ а б Поплау, Кристофер; Дон, Аксель (1 февраля 2015 г.). «Связывание углерода в сельскохозяйственных почвах при выращивании покровных культур - метаанализ». Сельское хозяйство, экосистемы и окружающая среда . 200 (Дополнение C): 33–41. DOI : 10.1016 / j.agee.2014.10.024 .
  32. ^ Гольо, Пьетро; Smith, Ward N .; Грант, Брайан Б.; Desjardins, Raymond L .; МакКонки, Брайан Дж .; Кэмпбелл, Кон А .; Немечек, Томас (1 октября 2015 г.). «Учет изменений углерода в почве в оценке жизненного цикла сельского хозяйства (LCA): обзор» . Журнал чистого производства . 104 : 23–39. DOI : 10.1016 / j.jclepro.2015.05.040 . ISSN 0959-6526 . 
  33. ^ Блэкмор, RJ (ноябрь 2018). «Плоская Земля, перекалиброванная для рельефа и верхнего слоя почвы» . Почвенные системы . 2 (4): 64. DOI : 10,3390 / soilsystems2040064 .
  34. ^ Biggers, Джефф (20 ноября 2015). "Мудрость об изменении климата Айовы" . Нью-Йорк Таймс . Архивировано 23 ноября 2015 года . Проверено 21 ноября 2015 года .
  35. ^ VermEcology (11 ноября 2019). "Earthworm Cast Carbon Storage" .
  36. ^ «Бамбук» . 8 февраля 2017 года.
  37. ^ Вишванатх, Шьям; Суббанна, Шрути (12 октября 2017 г.). Потенциал связывания углерода в бамбуке - через ResearchGate.
  38. ^ Tarnocai, C .; Canadell, JG; Шуур, ЕАГ; Kuhry, P .; Мажитова, Г .; Зимов, С. (1 июня 2009 г.). «Резервуары почвенного органического углерода в северной приполярной зоне вечной мерзлоты» . Глобальные биогеохимические циклы . 23 (2): GB2023. Bibcode : 2009GBioC..23.2023T . DOI : 10.1029 / 2008gb003327 . ISSN 1944-9224 . 
  39. ^ Шмидт МВт, разорванная МС, Abiven S, T Dittmar, Гуггенбергер G, Янсенс И.А., Kleber M, Kögel-Knabner I, J Леман, Мэннинг DA, Nannipieri P, Расса DP, Веинер S, Trumbore SE (2011). «Стойкость органического вещества почвы как свойство экосистемы» (PDF) . Природа (Представленная рукопись). 478 (7367): 49–56. Bibcode : 2011Natur.478 ... 49S . DOI : 10,1038 / природа10386 . PMID 21979045 . S2CID 3461265 .   
  40. ^ Kleber МЫ, Eusterhues К, Keiluweit М, Mikutta С, Нико PS (2015). «Минерально-органические ассоциации: образование, свойства и актуальность в почвенных средах». В Sparks DL (ред.). Успехи в агрономии . 130 . Академическая пресса. С. 1–140. DOI : 10.1016 / bs.agron.2014.10.005 . ISBN 9780128021378.
  41. ^ a b c «ФАКТИЧЕСКАЯ ЯЩИКА: в Австралии растет углеродное производство» . Рейтер . 16 июня 2009 . Проверено 9 мая 2010 года .
  42. ^ Sundermeiera, AP; Ислам, КР; Raut, Y .; Reeder, RC; Дик, Вашингтон (сентябрь 2010 г.). «Непрерывное воздействие нулевой обработки почвы на биофизическое связывание углерода». Журнал Американского общества почвоведов . 75 (5): 1779–1788. Bibcode : 2011SSASJ..75.1779S . DOI : 10.2136 / sssaj2010.0334 .
  43. ^ Смит, Пит; Мартино, Даниэль; Цай, Цзуконг; и другие. (Февраль 2008 г.). «Снижение выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве» . Философские труды Королевского общества B . 363 (1492): 789–813. DOI : 10.1098 / rstb.2007.2184 . PMC 2610110 . PMID 17827109 .  .
  44. ^ «Экологические преимущества практики секвестрации. 2006. 1 июня 2009 г.» . Архивировано из оригинала на 11 мая 2009 года.
  45. Лал, Р. (11 июня 2004 г.). «Воздействие поглощения углерода почвой на глобальное изменение климата и продовольственную безопасность». Наука . 304 (5677): 1623–1627. Bibcode : 2004Sci ... 304.1623L . DOI : 10.1126 / science.1097396 . PMID 15192216 . S2CID 8574723 .  
  46. ^ «Решение проблемы обратимости (продолжительности) для проектов» . Агентство по охране окружающей среды США. 2006 1 июня 2009 года Архивировано из оригинального 13 октября 2008 года.
  47. ^ Renwick, A .; Ball, A .; Pretty, JN (август 2002 г.). «Биологические и политические ограничения на внедрение углеродного земледелия в регионах с умеренным климатом». Философские труды Королевского общества А . 360 (1797): 1721–40. Bibcode : 2002RSPTA.360.1721R . DOI : 10,1098 / rsta.2002.1028 . PMID 12460494 . S2CID 41627741 .   С. 1722, 1726–29.
  48. ^ a b Трауфеттер, Джеральд (2 января 2009 г.). «Холодный сток углерода: замедление глобального потепления с помощью антарктического железа» . Spiegel Online . Архивировано из оригинального 13 апреля 2017 года . Проверено 9 мая 2010 года .
  49. ^ Джин, X .; Gruber, N .; Frenzel1, H .; Дони, Южная Каролина; Маквильямс, JC (2008). «Воздействие на СО2 в атмосфере.2железа оплодотворение индуцированных изменений в биологическом насосе океана» . Biogeosciences . 5 (2): 385-406. DOI : 10,5194 / BG-5-385-2008 . Получен 9 мая 2010 года .
  50. Монастерский, Ричард (30 сентября 1995 г.). «Железо против теплицы - океанографы осторожно исследуют терапию глобального потепления» . Новости науки . Проверено 9 мая 2010 года .
  51. Монастерский, Ричард (30 сентября 1995 г.). «Железо против теплицы: океанографы осторожно исследуют терапию глобального потепления». Новости науки . 148 (14): 220–222. DOI : 10.2307 / 4018225 . JSTOR 4018225 . 
  52. ^ "Всемирный фонд дикой природы осуждает план посева железа на Галапагосских островах" Planktos Inc. " . Геоинженерный монитор . 27 июня 2007 . Проверено 21 августа 2015 года .
  53. Фогарти, Дэвид (15 декабря 2008 г.). "Ученые призывают к осторожности в океане - CO2Схемы захвата» . Alertnet.org. Архивировано из оригинала 3 августа 2009 . Проверено +9 May, 2010 .
  54. ^ Лавери, Триш Дж .; Roudnew, Бен; Гилл, Питер; и другие. (11 октября 2010 г.). «Дефекация железа кашалотами стимулирует экспорт углерода в Южном океане» . Труды Королевского общества B . 277 (1699): 3527–3531. DOI : 10.1098 / rspb.2010.0863 . PMC 2982231 . PMID 20554546 .  
  55. ^ "Умножение пожирателей СО2 океана" . 19 февраля 2007 г. - через news.bbc.co.uk.
  56. ^ Салех, Анна (9 ноября 2007). «Климатический раствор мочевины может иметь неприятные последствия» . Азбука науки . Австралийская радиовещательная комиссия . Проверено 9 мая 2010 года .
  57. ^ а б Лавлок, Джеймс Э .; Рэпли, Крис Г. (27 сентября 2007 г.). «Океанские трубы могут помочь земле вылечить себя» . Природа . 449 (7161): 403. Bibcode : 2007Natur.449..403L . DOI : 10.1038 / 449403a . PMID 17898747 . 
  58. Пирс, Фред (26 сентября 2007 г.). «Океанские насосы могут противостоять глобальному потеплению» . Новый ученый . Проверено 9 мая 2010 года .
  59. ^ Герцог, Джон Х. (2008). «Предложение заставить вертикальное перемешивание Тихоокеанского экваториального подводного течения для создания системы экваториально захваченной связанной конвекции, которая противодействует глобальному потеплению» (PDF) . Аннотации геофизических исследований . Проверено 9 мая 2010 года .
  60. ^ Dutreuil, S .; Бопп, Л .; Тальябу, А. (25 мая 2009 г.). «Влияние усиленного вертикального перемешивания на морскую биогеохимию: уроки геоинженерии и естественной изменчивости» . Биогеонауки . 6 (5): 901–912. Bibcode : 2009BGeo .... 6..901D . DOI : 10.5194 / BG-6-901-2009 . Проверено 21 августа 2015 года .
  61. ^ Ортега, Алехандра; Джеральди, штат Северная Каролина; Alam, I .; Камау, AA; Acinas, S .; Логарес, Р .; Gasol, J .; Massana, R .; Krause-Jensen, D .; Дуарте, К. (2019). «Важный вклад макроводорослей в связывание углерода в океане» . Природа Геонауки . 12 (9): 748–754. DOI : 10.1038 / s41561-019-0421-8 . hdl : 10754/656768 . S2CID 199448971 . 
  62. Рианна Фланнери, Тим (20 ноября 2015 г.). «Климатический кризис: водоросли, кофе и цемент могут спасти планету» . Хранитель . Guardian Media Group . Проверено 25 ноября 2015 года .
  63. ^ Ванегаса, Швейцария; Бартлетта, Дж. (11 февраля 2013 г.). «Зеленая энергия из морских водорослей: производство и состав биогаза в результате анаэробного переваривания ирландских видов морских водорослей». Экологические технологии . 34 (15): 2277–2283. DOI : 10.1080 / 09593330.2013.765922 . PMID 24350482 . S2CID 30863033 .  
  64. ^ Фишер, Брайан; Накиченович, Небойша; и другие. (2007). «Вопросы, связанные со смягчением последствий в долгосрочном контексте, In Climate Change 2007: Mitigation». (PDF) . Четвертый оценочный отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата (отчет). Издательство Кембриджского университета . Проверено 21 августа 2015 года .
  65. ^ Obersteiner, M .; Азар, Кристиан; Kauppi, P .; и другие. (26 октября 2001 г.). «Управление климатическими рисками». Наука . 294 (5543): 786–87. DOI : 10.1126 / science.294.5543.786b . PMID 11681318 . S2CID 34722068 .  
  66. Азар, Кристиан; и другие. (Январь 2006 г.). «Улавливание и хранение углерода из ископаемого топлива и биомассы - затраты и потенциальная роль в стабилизации атмосферы» (PDF) . Изменение климата . 74 (1–3): 47–79. Bibcode : 2006ClCh ... 74 ... 47 . DOI : 10.1007 / s10584-005-3484-7 . S2CID 4850415 .  
  67. ^ Цзэн, Нин (2008). «Связывание углерода через захоронение древесины» . Углеродный баланс и управление . 3 (1): 1. DOI : 10,1186 / 1750-0680-3-1 . PMC 2266747 . PMID 18173850 .  
  68. Ловетт, Ричард (3 мая 2008 г.). «Закапывание биомассы для борьбы с изменением климата» . Новый ученый (2654) . Проверено 9 мая 2010 года .
  69. ^ Lehmann, J .; Gaunt, J .; Рондон, М. (2006). «Секвестрация биогольца в наземных экосистемах - обзор» (PDF) . Стратегии смягчения последствий и адаптации к глобальным изменениям (Представленная рукопись). 11 (2): 403–427. CiteSeerX 10.1.1.183.1147 . DOI : 10.1007 / s11027-005-9006-5 . S2CID 4696862 .   
  70. ^ "Международная инициатива по биочару | Международная инициатива по биоуару" . Biochar-international.org . Проверено 9 мая 2010 года .
  71. ^ Юсуф, Балал; Лю, Гуйцзянь; Ван, Рувэй; Аббас, Qumber; Имтиаз, Мухаммад; Лю, Жуйцзя (2016). «Изучение влияния biochar на C-минерализацию и связывание углерода в почве по сравнению с обычными поправками с использованием подхода стабильных изотопов (δ13C)» . GCB Bioenergy . 9 (6): 1085–1099. DOI : 10.1111 / gcbb.12401 .
  72. Гайя Винс (23 января 2009 г.). «Последний шанс спасти человечество» . Новый ученый . Архивировано 1 апреля 2009 года . Проверено 9 мая 2010 года .
  73. Харви, Фиона (27 февраля 2009 г.). «Черный - это новый зеленый цвет» . Financial Times . Проверено 4 марта 2009 года .
  74. ^ а б Бенсон, С.М. Сурлес, Т. (1 октября 2006 г.). «Улавливание и хранение углекислого газа: обзор с акцентом на улавливание и хранение в глубоких геологических формациях» . Труды IEEE . 94 (10): 1795–1805. DOI : 10.1109 / JPROC.2006.883718 . ISSN 0018-9219 . S2CID 27994746 .  
  75. ^ Ортега, Алехандра; Джеральди, штат Северная Каролина; Alam, I .; Камау, AA; Acinas, S .; Логарес, Р .; Gasol, J .; Massana, R .; Krause-Jensen, D .; Дуарте, К. (2019). «Важный вклад макроводорослей в связывание углерода в океане» . Природа Геонауки . 12 (9): 748–754. DOI : 10.1038 / s41561-019-0421-8 . hdl : 10754/656768 . S2CID 199448971 . 
  76. ^ Стюарт Э. Стрэнд; Бенфорд, Грегори (12 января 2009 г.). «Секвестрация углерода из остатков сельскохозяйственных культур в океане: переработка углерода из ископаемого топлива обратно в глубокие отложения» . Наука об окружающей среде и технологии . 43 (4): 1000–1007. Bibcode : 2009EnST ... 43.1000S . DOI : 10.1021 / es8015556 . PMID 19320149 . 
  77. Морган, Сэм (6 сентября 2019 г.). «Проект по хранению углерода в Норвегии поддерживается европейской промышленностью» . www.euractiv.com . Проверено 27 июня 2020 года .
  78. ^ а б Айдын, Гохан; Каракурт, Иззет; Айдынер, Керим (1 сентября 2010 г.). «Оценка вариантов геологического хранения СО2: применимость, стоимость, емкость хранения и безопасность». Энергетическая политика . Специальный раздел по выбросам углерода и управлению углеродом в городах с регулярными публикациями. 38 (9): 5072–5080. DOI : 10.1016 / j.enpol.2010.04.035 .
  79. ^ a b c Смит, Беренд; Reimer, Jeffrey A .; Oldenburg, Curtis M .; Бург, Ян К. (2014). Введение в улавливание и связывание углерода . Лондон: Imperial College Press. ISBN 978-1783263288 . 
  80. ^ «Крупномасштабные объекты CCS» . www.globalccsinstitute.com . Глобальный институт улавливания и хранения углерода.
  81. ^ "Вейберн-Мидейл, Колорадо2Проект, первая в мире CO2измерения, мониторинг и контроль инициатива» . Petroleum Technology Research Center . Проверены 9 апреля, +2009 .
  82. ^ «Last Energy собирает 3 миллиона долларов на борьбу с изменением климата с помощью ядерной энергии» . VentureBeat . 25 февраля 2020 . Проверено 16 декабря 2020 года .
  83. ^ «Министерство энергетики инвестирует 72 миллиона долларов в технологии улавливания углерода» . Energy.gov . Проверено 16 декабря 2020 года .
  84. ^ «Подтверждение подписки» . Dailyoilbulletin.com . Проверено 9 мая 2010 года .[ мертвая ссылка ]
  85. ^ Боуман, Элизабет; Ангамутху, Раджа; Байерс, Филип; Лутц, Мартин; Спек, Энтони Л. (15 июля 2010 г.). «Электрокаталитическое превращение СО2 в оксалат медным комплексом». Наука . 327 (5393): 313–315. Bibcode : 2010Sci ... 327..313A . CiteSeerX 10.1.1.1009.2076 . DOI : 10.1126 / science.1177981 . PMID 20075248 . S2CID 24938351 .   
  86. ^ a b Герцог, Ховард (14 марта 2002 г.). «Связывание углерода посредством карбонизации минералов: обзор и оценка» (PDF) . Массачусетский технологический институт . Проверено 5 марта 2009 года . Cite journal requires |journal= (help)
  87. ^ {«Неотъемлемая часть установленной учебной программы» Голдберг, Филипп; Чжун-Ин Чен; О'Коннор, Уильям; Уолтерс, Ричард; Зиок Ганс (1998). " CO2Исследования секвестрации минералов в США » (PDF) . Национальная лаборатория энергетических технологий. Архивировано из оригинала (PDF) 7 декабря 2003 года . Проверено 6 марта 2009 года . Cite journal requires |journal= (help)
  88. ^ Schuiling, RD; Бур, де ПЛ (2011). «Катящиеся камни; быстрое выветривание оливина в мелководных морях для рентабельного улавливания CO2 и смягчения последствий глобального потепления и закисления океана» (PDF) . Обсуждения динамики земной системы . 2 (2): 551–568. Bibcode : 2011ESDD .... 2..551S . DOI : 10.5194 / ЭСКО-2-551-2011 . hdl : 1874/251745 .
  89. ^ Yirka, Боб. «Исследователи обнаружили, что реакции углерода с базальтом могут образовывать карбонатные минералы быстрее, чем предполагалось» . Phys.org . Omicron Technology Ltd . Проверено 25 апреля 2014 года .
  90. ^ a b Matter, Juerg M .; Стют, Мартин; Snæbjörnsdottir, Sandra O .; Элкерс, Эрик Х .; Gislason, Sigurdur R .; Aradottir, Edda S .; Сигфуссон, Бергур; Гуннарссон, Ингви; Сигурдардоттир, Холмфридур; Гунлаугссон, Эйнар; Аксельссон, Гудни; Альфредссон, Хельги А .; Вольф-Бениш, Доменик; Месфин, Кифлом; Фернандес де ла Регера Тая, Диана; Холл, Дженнифер; Дидериксен, Кнуд; Брокер, Уоллес С. (10 июня 2016 г.). «Быстрая минерализация углерода для постоянного удаления антропогенных выбросов углекислого газа» . Наука . 352 (6291): 1312–1314. Bibcode : 2016Sci ... 352.1312M . DOI : 10.1126 / science.aad8132 . PMID 27284192 .
  91. ^ Питер Б. Kelemen1 и Юрга Matter (3 ноября 2008). «Карбонизация перидотита на месте для получения CO.2хранение » . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 105 (45): 17295–300. Bibcode : 2008PNAS..10517295K . doi : 10.1073 / pnas.0805794105 . PMC  2582290 .
  92. Тимоти Гарднер (7 ноября 2008 г.). «Ученые говорят, что скала может поглощать углекислый газ | Рейтер» . Uk.reuters.com . Проверено 9 мая 2010 года .
  93. Ле Пейдж, Майкл (19 июня 2016 г.). «CO 2 закачал глубоко под землю в породу - и остался там» . Новый ученый . Проверено 4 декабря 2017 года .
  94. Проктор, Даррелл (1 декабря 2017 г.). «Испытание технологии улавливания углерода на исландской геотермальной электростанции» . Журнал POWER . Проверено 4 декабря 2017 года .
  95. ^ «Этот углеродный минерал может помочь замедлить изменение климата» . Быстрая компания . 2018.
  96. ^ «Неорганическое связывание атмосферного CO 2 : решение проблемы эмиссии CO2 в Малайзии» . 2018.
  97. ^ Эсрафилзаде, Дорна; Завабети, Али; Джалили, Рухолла; Аткин, Пол; Чой, Джечеол; Кэри, Бенджамин Дж .; Бркляча, Роберт; О'Муллейн, Энтони П .; Дики, Майкл Д .; Офицер Дэвид Л .; MacFarlane, Douglas R .; Даенеке, Торбен; Калантар-Заде, Курош (26 февраля 2019 г.). «Восстановление CO 2 при комнатной температуре до твердых частиц углерода на жидких металлах с атомарно тонкими границами раздела диоксида церия» . Nature Communications . 10 (1): 865. Bibcode : 2019NatCo..10..865E . DOI : 10.1038 / s41467-019-08824-8 . PMC 6391491 . PMID 30808867 .  
  98. ^ «Климатическая перемотка: ученые превращают углекислый газ обратно в уголь» . www.rmit.edu.au .
  99. ^ «Ученые превращают CO2« обратно в уголь »в революционном эксперименте по улавливанию углерода» . Независимый . 26 февраля 2019.
  100. ^ "Novacem" . Имперские инновации. 6 мая 2008 . Проверено 9 мая 2010 года .
  101. Jha, Alok (31 декабря 2008 г.). «Выявлено: цемент, который поедает углекислый газ» . Хранитель . Лондон . Проверено 3 апреля 2010 года .
  102. ^ "Дом" . TecEco. 1 июля 1983 . Проверено 9 мая 2010 года .
  103. Лорд, Бронте. «Этот бетон может навсегда задерживать выбросы CO2» . CNNMoney . Проверено 17 июня 2018 года .
  104. ^ «Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе превращают углекислый газ в устойчивый бетон» . Проверено 17 декабря 2018 года .
  105. ^ Uibu, Mai; Уус, Мати; Куусик, Рейн (февраль 2008 г.). " CO
    2
    связывание минералов в сланцевых отходах производства энергии в Эстонии ». Журнал экологического менеджмента . 90 (2): 1253–60. doi : 10.1016 / j.jenvman.2008.07.012 . PMID  18793821 .
  106. Чанг, Кеннет (19 февраля 2008 г.). «Ученые превратят парниковый газ в бензин» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 3 апреля 2010 года .
  107. ^ Фрэнк Земан (2007). «Энергетический и материальный баланс улавливания CO 2 из атмосферного воздуха». Environ. Sci. Technol . 41 (21): 7558–63. Bibcode : 2007EnST ... 41.7558Z . DOI : 10.1021 / es070874m . PMID 18044541 . 
  108. ^ "Химическая губка" может фильтровать CO2из воздуха» . New Scientist . 3 октября 2007 . Проверено +9 May, 2010 .
  109. ^ "Новое устройство пылесосит углекислый газ" . LiveScience. 1 мая 2007 . Проверено 9 мая 2010 года .
  110. Адам, Дэвид (31 мая 2008 г.). "Может ли СО американского ученого2Catcher 'помогает замедлить потепление? " . The Guardian . Лондон . Проверено 3 апреля 2010 года .
  111. ^ Дэвид С. Голдберг; Таро Такахаши; Анджела Л. Слэгл (2008). «Связывание углекислого газа в глубоководных базальтах» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 105 (29): 9920–25. Bibcode : 2008PNAS..105.9920G . DOI : 10.1073 / pnas.0804397105 . PMC 2464617 . PMID 18626013 .  
  112. ^ a b «Хранение углерода в подводном базальте обеспечивает дополнительную безопасность» . Environmentalresearchweb. 15 июля, 2008. Архивировано из оригинала 2 августа 2009 года . Проверено 9 мая 2010 года .
  113. ^ «Ученые превращают углекислый газ в камень для борьбы с глобальным потеплением» . Грань . Vox Media. 10 июня 2016 . Проверено 11 июня, 2016 .
  114. ^ Kheshgi, HS (1995). «Изолирует атмосферный углекислый газ за счет увеличения щелочности океана». Энергия . 20 (9): 915–922. DOI : 10.1016 / 0360-5442 (95) 00035-F .
  115. ^ KS Lackner; CH Wendt; DP Butt; Э.Л. Джойс; Д.Х. Шарп (1995). «Утилизация углекислого газа в карбонатных минералах». Энергия . 20 (11): 1153–70. DOI : 10.1016 / 0360-5442 (95) 00071-N .
  116. ^ KS Lackner; DP Butt; CH Wendt (1997). "Прогресс в связывании CO2в минеральных субстратах » . Преобразование энергии и управление ею (Представленная рукопись). 38 : S259 – S264. doi : 10.1016 / S0196-8904 (96) 00279-8 .
  117. ^ Рау, Грег Х .; Калдейра, Кен (ноябрь 1999 г.). «Повышенное растворение карбонатов: средство изолирования отработанного CO.2в океане бикарбонат» . преобразования энергии и управления . 40 (17):. 1803-1813 DOI : 10.1016 / S0196-8904 (99) 00071-0 .
  118. ^ Рау, Грег Х .; Кнаусс, Кевин Дж .; Лангер, Уильям Х .; Калдейра, Кен (август 2007 г.). "Снижение выбросов CO, связанных с энергией
    2
    выбросы с использованием ускоренного выветривания известняка ». Энергия . 32 (8): 1471–7. doi : 10.1016 / j.energy.2006.10.011 .
  119. ^ Харви, LDD (2008). "Снижение выбросов CO в атмосферу
    2
    увеличения и закисления океана путем добавления известнякового порошка в районы апвеллинга ". Журнал геофизических исследований . 113 : C04028. Bibcode : 2008JGRC..11304028H . doi : 10.1029 / 2007JC004373 . S2CID  54827652 .
  120. ^ "Ученые улучшают механизм обработки углерода матерью-природой" . Penn State Live. 7 ноября, 2007. Архивировано из оригинала 3 июня 2010 года.
  121. ^ Дом Курта Зенца; Кристофер Х. Хаус; Дэниел П. Шраг; Майкл Дж. Азиз (2007). «Электрохимическое ускорение химического выветривания как энергетически осуществимый подход к смягчению последствий антропогенного изменения климата». Environ. Sci. Technol . 41 (24): 8464–8470. Bibcode : 2007EnST ... 41.8464H . DOI : 10.1021 / es0701816 . PMID 18200880 . 
  122. Клевер, Чарльз (7 ноября 2007 г.). «Лекарство от глобального потепления найдено учеными» . Дейли телеграф . Лондон . Проверено 3 апреля 2010 года .
  123. ^ Friedlingstein, П. Джонс, М., О'Салливан, М., Эндрю Р., Hauck, J., Петерс Г., Петерс, W., Pongratz, J., Сечь, S., Le Quere , C. и 66 других (2019) «Глобальный углеродный бюджет 2019». Данные науки о Земле , 11 (4): 1783–1838. DOI : 10.5194 / ЭСУР-11-1783-2019 .Материал был скопирован из этого источника, доступного по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
  124. ^ Heede, R. (2014). «Отслеживание антропогенных выбросов углекислого газа и метана производителями ископаемого топлива и цемента, 1854–2010 годы» . Изменение климата . 122 (1–2): 229–241. Bibcode : 2014ClCh..122..229H . DOI : 10.1007 / s10584-013-0986-у .
  125. ^ Ханна Ричи и Макс Розер (2020). «Выбросы CO₂ и парниковых газов: выбросы CO₂ по видам топлива» . Наш мир в данных . Опубликовано на сайте OurWorldInData.org . Проверено 30 октября, 2020 .
  126. ^ DEMONTE, Аден (июль 2007). «Стоимость улавливания углерода» . Гигаом . Проверено 21 августа 2015 года .[ ненадежный источник? ]
  127. ^ Гиббинс, Джон; Чалмерс, Ханна (декабрь 2008 г.). «Улавливание и хранение углерода» (PDF) . Энергетическая политика . 36 (12): 4317–4322. CiteSeerX 10.1.1.370.8479 . DOI : 10.1016 / j.enpol.2008.09.058 .  
  128. ^ Дэвид, Джереми; Херцог, Ховард (2012). «Стоимость улавливания углерода» (PDF) . БАЗА . Проверено 16 ноября, 2016 .
  129. ^ Spath, Памела L .; Манн, Маргарет К. (22 сентября 2002 г.). Чистая энергия и потенциал глобального потепления энергии биомассы по сравнению с электроэнергией, работающей на угле, с секвестрацией CO2 - подход жизненного цикла (PDF) . Биоэнергетика 2002 Биоэнергетика для окружающей среды. Бойсе, Айдахо . Проверено 21 августа 2015 года . [ постоянная мертвая ссылка ]

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Бьелло, Дэвид (январь 2016 г.). «Заблуждение об улавливании углерода». Scientific American . 314 (1): 58–65. Bibcode : 2015SciAm.314a..58B . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0116-58 . PMID  26887197 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Г. А. Мансури, Н. Энаяти, Л. Б. Агиарко (2016), Энергия: источники, использование, законодательство, устойчивость, Иллинойс как модельное государство , World Sci. Паб. Co., ISBN 978-9814704007 
  • Форум лидеров по секвестрации углерода Международная инициатива по улавливанию и хранению углерода.
  • Консорциум Великобритании по улавливанию и хранению углерода Обзор британского академического консорциума сосредоточен на исследовании вопросов, связанных с улавливанием и хранением углерода.
  • Сита закрывают парниковый эффект
  • Улавливание, использование и удаление диоксида углерода от электростанций, работающих на ископаемом топливе.
  • Информационный центр по улавливанию и хранению углерода (китайский + английский) [ постоянная мертвая ссылка ]
  • Улавливание углерода: наука, технологии и политика Программа MIT охватывает улавливание и хранение углерода (CCS)
  • Ссылка на видео, Великобритания ищет натуральные продукты в уникальной среде Кентукки