二酸化炭素の回収と利用はどのように機能しますか?

炭素回収利用技術 有用であるだけでなく、大気中の CO2 レベルを低下させ、近い将来の地球の気温上昇を食い止めるために必要な戦略です。 大気中の二酸化炭素を除去し、再利用するか永久に保存するように働きます.

これを実現するための技術と方法は無数にあります。 直接空気取り込み 林業へ。

炭素隔離の定義

炭素回収、または炭素隔離 エネルギー、建設、製造、輸送などの排出量の多い産業によってしばしば放出される大気中の二酸化炭素を捕捉するプロセスです。 

二酸化炭素が取り除かれ、捕獲された後に起こることは呼ばれます 炭素利用。 それはリサイクルされ、経済的に価値のある製品として産業界に転売される可能性があります。 次に、これを新しい材料や燃料などの最終製品に変換して販売します。

炭素固定 捕獲された二酸化炭素が大気から離れた地球に永久に保存されるプロセスを指します。 自然界における最も一般的な例は、植物が大気中の二酸化炭素を有機化合物 (例えばデンプン) に変換する方法です。 

ただし、次のような人工炭素固定技術も新たに登場しています。 Orca 炭素回収プロジェクト。 このプラントは、水と捕獲された二酸化炭素を地下深くに汲み上げ、岩石に永久に貯蔵します。

総称して、これらすべてのプロセスは次のように知られています。 炭素の回収、利用、貯留 (CCUS). 

二酸化炭素の回収、利用、貯留が今、なぜ重要なのか?

炭素の回収、利用、貯蔵 テクノロジーは本当に長い間存在しています。 しかし、今後数年間で達成する必要がある緊急の気候目標のために、この分野への関心は過去数年間で指数関数的に増加しています。

パリ協定と COP27 の間、コンセンサスは、今後数年間で劇的な変化なしに気候変動に取り組むための時間がなくなっているということでした。 合意は、地球の平均気温の上昇を 2C、理想的には1.5Cまで 産業革命以前のレベルで。 これらの値を超えると、地球に取り返しのつかないダメージを与えることになります。 

これを達成するために、世界は除去する必要があります 1 年までに 2 億トンの CO2025. カーボン ネガティブな再生可能エネルギー源と植林は、大気から CO2 を除去できますが、これらの気候目標を達成するには十分ではありません。 これは、 炭素捕捉と貯蔵技術 嘘。 

二酸化炭素の回収、利用、貯留の基本ステップ

CCUS には、次の XNUMX つの主要な手順が含まれます。

1. 発電所や工業用地などの固定発生源での CO2 の隔離。
2. 回収した CO2 を貯留サイトに輸送する (これには、ガスの圧縮または液化が含まれます)
3. 捕捉された炭素をさまざまな用途に利用 (例: 炭酸飲料、石油回収を強化するためのガス注入)
4. CO2の永久貯留

この記事では、主に最初のステップである炭素回収または炭素隔離に焦点を当てています。 

炭素回収方法

四つあります 主なカテゴリー どの炭素回収方法が属しているか:

• 燃焼前の炭素回収方法

このプロセスは、化石燃料が燃焼する前に二酸化炭素を除去します。 このプロセスでは、化石燃料がガス化プロセスを経て、水素と CO2 の混合物になります。 水素は、廃棄物として CO2 を生成しない「クリーンな」燃料として燃焼することができます。 

回収された CO2 は、他の産業用途のために圧縮、輸送、貯蔵することができます。 この方法は、「青い」水素燃料を生成する方法の XNUMX つです。

燃焼前にCO2が発生するので 炭素回収方法 is 濃度が高い、CO2 除去はより簡単で効率的です。 燃焼後の炭素回収。 ただし、ガス化に関連する資本コストは非常に高く、特に新しい施設ではなく既存の施設に改造する場合はなおさらです。

• 燃焼後の炭素回収方法

燃焼後の炭素回収および利用方法は、燃料が燃焼した後に二酸化炭素ガスを除去します。 これは、業界全体で最も広く使用されています。 炭素捕捉. これは通常、CO2 が排出される排気口で行われます。 特別に設計されたフィルターまたは液体溶媒を使用して、排気流から CO2 を分離します。 

最初の段階は吸収段階で、溶媒が CO2 を吸収します。 第 2 段階は「脱着」段階で、温度の変化によって CO2 が溶媒から放出され、それによって COXNUMX が分離されます。

開発中の燃焼後の炭素回収技術のもう 2 つの例は、石灰を使用して CO2 を除去することです。 副産物は石灰岩で、これを加熱して COXNUMX を分離することができます。

• 酸素燃焼法

酸素燃焼プロセスでは、空気の代わりに純粋な酸素を使用して燃料を燃焼します。 これにより、二酸化硫黄などの他の不純物が除去されます。 この場合の副産物は、簡単に分離できる水蒸気と CO2 ガスだけです。 

• ダイレクトエアキャプチャー

Direct Air Capture (DAC) は、もう 2 つの新しい炭素回収方法です。 発電所などの CO2 排出の静止点だけでなく、周囲の空気から COXNUMX を除去します。 

ここでの違いは、DACでは過去に排出されたCO2も除去できるということです。 これにより、より多くの CO2 が大気から除去され、空気中の全体的な CO2 レベルが低下します。

燃焼後の炭素回収では、その時点で排出されている CO2 のみを除去しています。 したがって、CO2レベルのさらなる増加を防ぎます。

気候変動対策が急務であるため、DAC への関心が高まっています。 一流の一人 炭素隔離企業 この分野では、スイスに本拠を置く Climeworks があります。 それは世界の 最大の直接大気炭素回収施設 と呼ばれるアイスランドでは、 シャチの炭素回収 プロジェクト。 

　 炭素回収プラント 年間 4,000 トンの CO2 を回収する能力があります。 

二酸化炭素回収の未来

このような炭素回収プラントのさらなる開発により、目標はコストを削減することです。 炭素の回収と隔離. 大規模な実装における最大のハードルの XNUMX つ 炭素捕捉と貯蔵技術 コストです。

炭素の排出は安価であるため、採用する経済的インセンティブはほとんどありません 炭素回収技術 工業規模で。 しかし、近年、投資家、政府、科学者からの関心が高まり、状況は改善しています。

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• 情報源： https://carboncredits.com/how-does-carbon-capture-and-utilization-work/