В новом исследовании исследователи разработали метод улавливания углекислого газа из атмосферы, работающий на чистой и относительно недорогой геотермальной энергии.
Их результаты, опубликованные в журнале Environmental Research Letters , показывают, что путем объединения технологий прямого улавливания углекислого газа (DACC) и геотермальной энергии крупномасштабные системы удаления углекислого газа (CO 2 ) потенциально могут быть снабжены достаточным количеством энергии для удаления углекислого газа. из атмосферы и безопасно хранить его под землей.
Углекислый газ, выделяемый, когда люди сжигают ископаемое топливо для производства тепла, электричества и транспорта, составляет большую часть парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу в результате деятельности человека. Поскольку это накопление является одним из основных факторов изменения климата, усилия по борьбе с его избытком были сосредоточены на методах извлечения углекислого газа либо у первоначального источника выбросов, либо непосредственно из воздуха.
«Технологии удаления углерода особенно полезны в смягчении последствий изменения климата, поскольку мы можем улавливать такие виды выбросов, которые было бы трудно ограничить другими способами», — сказала Мартина Левени, ведущий автор исследования и докторант в области гражданского, экологического и геодезического строительства в Университете. Университет штата Огайо. «Поэтому мы подумали, можем ли мы объединить технологии, которые могут быть полезны друг другу, чтобы более эффективно достичь этой цели?»
По словам Левени, типичные методы DACC могут быть дорогими и требовать энергии для работы, что приводит к увеличению количества парниковых газов в атмосфере. Но она решила выяснить, можно ли интегрировать переработанный углекислый газ в систему, чтобы сделать ее более эффективной.
Предлагаемый Левени метод, получивший название «Прямое улавливание CO 2 из воздуха с использованием и хранением CO 2 » (DACCUS), использует естественное тепло, хранящееся под поверхностью Земли в глубоких соленых водоносных горизонтах — подземных геологических образованиях, содержащих осадочные породы и соленую воду — для непрерывного производства возобновляемой энергии для систем DACC.
Уловленный из воздуха углекислый газ изолируется в этих геологических образованиях, и часть его можно циркулировать для извлечения геотермального тепла. Эта циркуляция переносит тепло на поверхность, где оно может быть либо использовано напрямую, либо преобразовано в электричество для питания системы.
Такая система требует много энергии, что часто может означать большее загрязнение. Но это проблема, которую объясняет их работа, говорит Джефф Белицки, соавтор исследования и доцент кафедры гражданского, экологического и геодезического строительства и Колледжа по связям с общественностью Джона Гленна в штате Огайо.
Геотермальная энергетика в целом имеет очень небольшой углеродный след, а этот конкретный подход еще ниже, поскольку в нем используется углекислый газ, сказал Белицкий.
Чтобы продемонстрировать потенциал своей системы, исследователи разработали тематическое исследование того, как она может работать в регионе побережья Мексиканского залива США. Они решили, что DACCUS может быть развернут там с большим успехом, поскольку он известен своими обширными геотермальными ресурсами.
«Побережье Мексиканского залива также имеет подходящую геологию для безопасного помещения углекислого газа под землю и достаточно приличный тепловой поток, чтобы его геотермальная энергия могла быть достаточной для использования», — сказал Белицкий. «Эти характеристики очень благоприятны».
Чтобы их система работала, сначала необходимо заправить геотермальную систему отвода тепла, как автомобильный двигатель. Требуется около пяти лет хранения углерода из точечных источников, таких как заводы, выбрасывающие углекислый газ, прежде чем установка DACCUS начнет извлекать парниковый газ из воздуха.
Предполагая, что их система может быть введена в эксплуатацию к 2025 году, исследование предполагает, что ее метод может начать удалять углерод к 2030 году. По оценкам исследователей, к 2050 году только в одной из 27 геологических формаций на побережье Мексиканского залива может быть установлено до 25 систем DACCUS.
Тем не менее, это исследование дает надежду на наше климатическое будущее, подчеркивая важность объединения новых идей и концепций для лучшего достижения далекой цели, сказал Левени. Исследование предполагает, что в случае реализации работа этой группы может даже помочь обществу достичь нынешней цели по ограничению потепления Земли, одновременно предотвращая некоторые из худших последствий изменения климата.
«Новые технологии могут усиливать друг друга, и, интегрируя их, мы сможем справиться с изменением климата», — сказал Левени. «Предстоит проделать большую работу, чтобы принять во внимание технологическую готовность и политику, необходимую для проведения этих исследований».
