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    Come funziona lo scrubbing con CO2
    Non è nebbia:è smog, la prova che l'aria sta diventando sempre più inquinata dai gas serra. Getty Images

    Questi sono tempi pericolosi in cui viviamo. Il Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici ha recentemente dichiarato che per evitare disastrosi aumenti di temperatura, le emissioni globali di gas serra non devono aumentare dopo il 2015. Eppure l'Agenzia internazionale per l'energia prevede che il nostro consumo di energia aumenterà del 50% entro il 2030, e se le prestazioni passate sono un'indicazione, probabilmente è giusto [fonte:The Guardian].

    Dopo aver bruciato circa 551 miliardi di tonnellate di carbonio dall'inizio della rivoluzione industriale, la concentrazione atmosferica mondiale del gas è ora superiore di 100 parti per milione rispetto a poco più di 200 anni fa [fonte:The Guardian]. Con dati del genere che intasano l'aria, è abbastanza chiaro che gli umani potrebbero dover prendere alcune decisioni piuttosto pesanti riguardo al loro consumo di energia:addio SUV; ciao ibrido

    Ma se potessimo avere la nostra torta e mangiarla anche noi? O nel caso di sequestro del carbonio e CO 2 strofinare in particolare -- il nostro Coca Cola . Come forse già saprai da Cos'è la tecnologia Clean Coal? e come funziona la cattura del carbonio, il coke è una forma solidificata di carbonio, e il termine sequestro del carbonio si riferisce a un'ampia gamma di processi che catturano l'anidride carbonica e la inviano per lo stoccaggio permanente o l'uso produttivo. CO 2 lo scrubbing è una particolare forma di cattura del carbonio che avviene dopo che il combustibile fossile è stato bruciato, ma prima che lo scarico venga rilasciato nell'aria.

    A parte il suo cartellino del prezzo attualmente elevato, molte persone vedono CO 2 il lavaggio è uno dei modi più semplici per ridurre le emissioni di anidride carbonica poiché non richiede alcun cambiamento nello stile di vita. Nessun pannello solare da installare o parchi eolici a cui collegarsi; nessun senso di colpa per aver lasciato accidentalmente le luci accese tutto il giorno. Continua semplicemente a bruciare quell'olio di mezzanotte e lascia che gli scrubber si occupino del resto. Ma cosa comporta "il resto"? Continua a leggere per scoprirlo.

    Contenuti
    1. Il processo di lavaggio con CO2
    2. Sfide dello scrubbing con CO2
    3. Applicazioni per lavaggio con CO2

    Il processo di lavaggio con CO2

    CO 2 il lavaggio funziona non strofinando fisicamente il carbone, ma isolando la CO 2 dagli altri gas di scarico prima che vengano rilasciati nell'aria. Getty Images

    Indipendentemente dal paese in cui vivi, a meno che tu non risieda in una yurta, l'elettricità che alimenta la tua casa molto probabilmente proviene da una centrale elettrica. Gli Stati Uniti bruciano combustibili fossili per oltre l'85% del loro fabbisogno energetico, e le centrali elettriche stanno spuntando in Cina al ritmo di due a settimana [fonte:Herzog/ CCS].

    Per produrre energia, la maggior parte delle centrali elettriche brucia carbone (o un altro combustibile fossile) nell'aria per creare vapore. Il vapore fa girare una turbina, che genera elettricità. A parte il vapore, anche se, un miscuglio di Gas di scarico vengono anche creati e rilasciati nell'atmosfera. Molte di queste emissioni estranee sono gas serra che contribuiscono all'effetto serra.

    Ma non tutti i gas serra sono uguali. Anche se l'anidride carbonica di solito non rappresenta più del 15% in volume delle emissioni di una centrale elettrica, è responsabile del 60 percento dell'effetto serra [fonte:Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti / Marion].

    Per prevenire la CO 2 dalla fuga nell'atmosfera, la cattura del carbonio post-combustione (come suggerisce il nome) funziona isolando la CO 2 dagli altri fumi dopo la combustione. Una volta eliminati i fumi, o strofinato , vengono rilasciati nell'aria. Alcune tecniche di lavaggio isolano anche altri gas serra come zolfo e mercurio, ma poiché CO 2 è il problema più grande, ottiene la massima attenzione.

    Attualmente, usando un solvente liquido per legarsi con la CO 2 e separarlo dagli altri componenti del gas è il metodo di isolamento più diffuso. Due solventi comunemente usati sono l'ammoniaca acquosa e la monoetanolammina (MEA).

    Indipendentemente dal particolare solvente scelto, anche se, il procedimento è sostanzialmente lo stesso:

    Dopo che il combustibile fossile viene bruciato nell'aria, i gas risultanti vengono raccolti e raffreddati. Il solvente viene quindi aggiunto e assorbe la CO 2 , formando un nuovo composto in una reazione chimica reversibile. Il nuovo composto si separa dagli altri gas entrando in uno stato più solido che viene pompato in una nuova camera e riscaldato. Il calore provoca la CO 2 per tornare fuori dalla soluzione in modo che possa essere deviato in magazzino. Il solvente viene rimandato all'inizio del ciclo per essere riutilizzato, e i fumi puliti vengono rilasciati nell'atmosfera.

    Oltre all'uso di solventi, altro CO 2 i metodi di lavaggio includono:

    • Utilizzo di adsorbenti che attraggono la CO 2 alla loro superficie dove può essere rimosso
    • Utilizzo di membrane selettivamente permeabili che prevengono la CO 2 di passare attraverso ma lasciare che i gas più benigni fuoriescano
    • Raffreddare i fumi ad una temperatura che forza la CO 2 condensare dalla soluzione per la separazione

    Anche se ciascuna delle tecniche elencate si è dimostrata efficace, a causa delle sfide inerenti alla separazione della CO 2 dai fumi, gli scienziati stanno studiando opzioni migliori mentre parliamo. La corsa è per trovare il modo migliore e più economico per ripulire l'aria. Scopri le sfide legate alla CO 2 lavaggio successivo.

    Sfide dello scrubbing con CO2

    Questa centrale elettrica con tecnologia di lavaggio non è solo molto più pulita delle normali piante, ma anche molto più costoso. Istock foto

    Come per molte tecnologie relativamente nuove, CO 2 lo scrubbing deve affrontare la sua parte di sfide. Gli ostacoli dipendono dal particolare processo utilizzato per rimuovere l'anidride carbonica e possono includere la degradazione del solvente da parte di altri gas di combustione, corrosione delle membrane, ridotto assorbimento delle impurità dei fumi, così come maggiori costi e fabbisogni energetici.

    Attualmente, gli ultimi due problemi tendono ad essere i più problematici. Alcune analisi stimano che le attuali tecnologie di cattura costino circa $ 150 per tonnellata di carbonio catturato, aggiungendo tra 2,5 cent/kWh e 4 cent/kWh alla bolletta elettrica [fonte:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti]. Altre stime avvicinano il prezzo a 9 cent/kWh, un aumento dell'84% rispetto all'elettricità acquistata da un impianto senza tecnologia di cattura del carbonio [fonte:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti].

    I prezzi variano così ampiamente perché una serie di fattori influenzano i costi, compresa la progettazione del sistema di lavaggio, la posizione dell'impianto, l'efficienza dell'impianto e se la tecnologia di cattura del carbonio fosse originale o aggiunta in seguito. Ad esempio, mentre l'elettricità generata in una nuova centrale a carbone utilizzando CO 2 il lavaggio può costare il 57 percento in più rispetto all'elettricità generata in un impianto senza cattura del carbonio, energia elettrica prodotta in un impianto esistente retrofit con CO 2 il lavaggio può costare fino al 290 percento in più [fonte:Williams].

    Oltre ad essere costoso, CO 2 anche il lavaggio richiede molta energia. Non solo richiede il trattamento di un volume elevato di gas (ricorda che solo una piccola percentuale dei fumi è effettivamente CO 2 ), ma deve comprimere la CO . catturata 2 in una forma memorizzabile - un processo ad alta intensità energetica. Così, ironicamente, catturare il carbonio finisce per utilizzare la propria quota di carburante. Le nuove centrali a carbone dotate di cattura del carbonio possono utilizzare dal 24 al 40% in più di carburante rispetto a quelle prive di tale tecnologia, mentre le centrali a carbone retrofit possono utilizzare fino al 77 percento in più [fonte:Williams].

    Anche tenendo conto del proprio consumo energetico e delle proprie emissioni, anche se, CO 2 il lavaggio rimuove ancora una quantità netta dall'80 al 90 percento dell'anidride carbonica dai gas di scarico [fonte:GreenFacts]. È una buona cosa, poiché alcuni scienziati stimano le nostre emissioni di CO 2 potrebbe essere necessario ridurre dal 60 all'80 percento per evitare catastrofici cambiamenti climatici [fonte:Marion]. Prossimo, scopri le applicazioni per CO 2 strofinare.

    Applicazioni per lavaggio con CO2

    La combustione di combustibili fossili è la più grande fonte di CO 2 nell'atmosfera. Istock foto

    Forse un giorno sarai in grado di eliminare la CO 2 praticamente ovunque. Tuttavia allo stato attuale, CO 2 il lavaggio è fattibile principalmente a fonti fisse di anidride carbonica come le centrali elettriche che bruciano combustibili fossili. Se ritieni che l'area di destinazione sembri limitata, anche se, pensa di nuovo. La combustione dei combustibili fossili è la principale fonte di CO 2 nell'atmosfera:le sole centrali emettono più di un terzo della CO . totale 2 emissioni mondiali [fonte:Herzog].

    Solo la persona più testarda contesterebbe il fatto che i combustibili fossili non spariranno presto. Perché nonostante la duplice spinta alla riduzione dei consumi energetici e al passaggio a fonti energetiche alternative, le persone non sono così inclini a cambiare i loro modi. E anche se ora abbiamo le conoscenze per costruire in modo più pulito, impianti più efficienti, gli impianti più recenti non saranno ampiamente disponibili per molti altri decenni a causa della lunga durata delle centrali elettriche (circa 40 anni) [fonte:RWE]. La ricerca indica che entro il 2030, due terzi di CO 2 le emissioni proverranno dagli impianti esistenti [fonte:ScienceDaily].

    Ovviamente, le persone hanno bisogno di un modo per ripulire se stesse. Essendo l'unico metodo di cattura del carbonio applicabile agli impianti esistenti, CO 2 gli scrubber sono solo la soluzione. Sono essenzialmente un modo per guadagnare tempo fino a quando non potremo effettuare la transizione completa verso fonti di energia più pulite. I mandati della U.S. Environmental Protection Agency (EPA) e il Protocollo di Kyoto (che fissa i limiti per la quantità di CO 2 emissioni che ciascun firmatario è autorizzato ad emettere) forniscono un ulteriore incentivo.

    Altri paesi hanno avviato schemi di scambio di emissioni che fisseranno un prezzo sul carbonio. La Commissione Europea, ad esempio, ha indicato che trascurare di utilizzare la cattura del carbonio potrebbe costare alla regione $ 80 miliardi in più rispetto all'installazione [fonte:The Guardian]. Tutto ciò significa che anche se lo scrubbing del carbonio è ancora un'impresa costosa, potrebbe essere altrettanto costoso a lungo termine non fare nulla.

    Per saperne di più su CO 2 lavaggio e altre tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio, prova i link nella pagina successiva.

    Purificatori d'aria giganti?

    Alcuni scienziati stanno andando un passo o due oltre l'attuale CO 2 scrubber progettati per centrali elettriche e che suggeriscono dispositivi che attirerebbero letteralmente CO 2 dal nulla. Le unità a forma di albero starebbero all'aperto e raccoglierebbero CO 2 sulle loro superfici. Simile a un albero che assorbe CO 2 per la fotosintesi, ma molte volte più forte, le unità avrebbero un assorbente speciale che assorbirebbe CO 2 dall'aria circostante e conservarlo.

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    Altri ottimi link

    • CARMA:Identificare le centrali elettriche più inquinanti del mondo
    • GreenFacts:cattura e stoccaggio di CO2
    • The Guardian:tecnologie di cattura del carbonio

    Fonti

    • Allen, Paddy. "Tecnologie di cattura del carbonio". Il guardiano. 12 giugno 2008. (16 luglio 2008)
    • http://www.guardian.co.uk/environment/interactive/2008/jun/12/carbon.capture
    • Iniziativa educativa CCS. "Cattura e sequestro del carbonio:domande frequenti". (16 luglio, 2008) http://www.ccs-education.net/faqs.html
    • Congresso dell'auto verde. "BP e Powerspan collaborano per dimostrare e commercializzare la tecnologia di cattura della CO2 per le centrali elettriche a carbone". 8 agosto 2007. (16 luglio, 2008) http://www.greencarcongress.com/2007/08/bp-and-powerspa.html
    • GreenFacts. "Fatti scientifici sulla cattura e lo stoccaggio di CO2". 7 novembre 2008. (16 luglio 2008) http://www.greenfacts.org/en/CO2-capture-storage/l-3/3-capture-CO2.htm#1p0
    • Herzog, Howard J. "Quale futuro per la cattura e il sequestro del carbonio?" Scienze e tecnologie ambientali. vol. 35, Iss. 7. 1 aprile, 2001. (16 luglio, 2008) http://sequestration.mit.edu/pdf/EST_web_article.pdf
    • Jha, Alok. "Il costo per ripulire i combustibili fossili e il prezzo per non fare nulla". Il guardiano. 13 giugno 2008. (16 luglio 2008) http://www.guardian.co.uk/environment/2008/jun/13/carboncapturestorage.fossilfuels
    • Marion, John, et al. "Controllo delle emissioni di CO2 delle centrali elettriche:una visione a lungo raggio". (16 luglio, 2008)http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/01/carbon_seq/1b2.pdf
    • Ronca, Debra. "Come funziona la cattura del carbonio". Come funzionano le cose. 2008. (18 luglio 2008) https://science.howstuffworks.com/carbon-capture.htm
    • RWE. "Panoramica del processo di lavaggio con CO2". (16 luglio, 2008) http://www.rwe.com/generator.aspx/konzern/fue/strom/CO2-minimiertes-kraftwerk/CO2-waesche/language=en/id=272122/page-CO2-waesche.html
    • Scienza quotidiana. "Ridotte emissioni di anidride carbonica dalle centrali elettriche a carbone possibili con lo sviluppo della tecnologia". 21 marzo 2007. (16 luglio, 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070319175954.htm
    • Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. "Ricerca sulla cattura del carbonio". 6 settembre 2007. (16 luglio, 2008)http://www.fossil.energy.gov/programs/sequestration/capture/index.html
    • Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti:National Energy Technology Laboratory. "Sequestro del carbonio." (16 luglio, 2008)http://www.netl.doe.gov/technologies/carbon_seq/core_rd/CO2capture.html
    • "Innovazioni per impianti esistenti". (16 luglio, 2008)http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/ewr/CO2/PostCombustion.html
    • Williams, Robert H. "Attività relative alla cattura di CO2 negli Stati Uniti". 24 maggio, 2007. (16 luglio, 2008)http://belfercenter.ksg.harvard.edu/files/15-bob%20williams.pdf

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