10 Karbon Yakalama yöntemi: maliyetler, ölçeklenebilirlik, kalıcılık, temizlik

10 yol ve umutları …

Aşağıda, farklı CO2 kullanım yollarının potansiyel ölçeğini ve maliyetini karşılaştırıyoruz. Genel olarak, CO2 kullanımının büyük ölçekte ve düşük maliyetle çalışma potansiyeli vardır, bu da gelecekte büyük bir iş olabileceği anlamına gelir.

2050 için ölçek değerlendirmeleri, yapılandırılmış tahminler, uzman danışmanlığı ve büyük kapsam belirleme incelemelerinden oluşan bir süreçten gelir. Maliyet tahminlerimiz başa baş maliyetlerdir – yani geliri hesaba katarlar – ve kapsam belirleme incelemelerinden toplanan tekno-ekonomik çalışmalardan elde edilen çeyrekler arası aralıklar olarak sunulur. Bu, maliyetlerin geriye dönük olduğu ve ölçek ekonomilerine ulaşma yollarının kabiliyetini muhtemelen küçümseyeceği anlamına gelir. Negatif maliyetler, sürecin günümüz varsayımlarına göre karlı olduğu anlamına gelir.

CO2 kimyasalları

Katalizörler kullanarak ve metanol, üre (gübre olarak kullanmak için) veya polimerler (binalarda veya arabalarda dayanıklı ürünler olarak kullanmak için) gibi ürünler oluşturmak için kimyasal reaksiyonlar kullanarak CO2’yi bileşen bileşenlerine düşürmek, yılda 0,3 ila 0,6 GtCO2 kullanabilir. 2050, ton CO2 başına – 80 ila 300 $ arası maliyetle.

CO2 yakıtları

Metanol, sentez yakıtları ve sentez gazı dahil olmak üzere hidrokarbon yakıtları üretmek için hidrojeni CO2 ile birleştirmek, büyük bir pazara hitap edebilir – örneğin, mevcut ulaşım altyapısı genelinde – ancak günümüzün maliyetleri yüksek. Birlikte, CO2 yakıtları 2050’de yılda 1 ila 4,2 GtCO2 kullanabilir, ancak maliyetler ton CO2 başına 670 $ ‘a kadar çıkabilir.

Mikroalg

CO2’yi yüksek verimlilikte sabitlemek için mikroalg kullanmak ve ardından biyokütleyi yakıtlar ve yüksek değerli kimyasallar gibi ürünler yapmak için işlemek, uzun yıllardır araştırma çabalarının odak noktası olmuştur. Karmaşık üretim ekonomileriyle, maliyetler ton CO2 başına 230 ila 920 ABD Doları arasındadır ve 2050 kullanım oranları yılda 0,2 ila 0,9 GtCO2 olabilir.

Beton yapı malzemeleri

CO2, çimentoyu “kürlemek” için veya agregaların imalatında kullanılabilir. Bunu yapmak uzun vadede bir miktar CO2 depolar ve emisyon açısından yoğun geleneksel çimentonun yerini alabilir. Hızlanan küresel kentleşmeyle, ancak zorlu bir düzenleyici ortamla, 2050’de 0.1 ila 1.4GtCO2 kullanım ve depolama potansiyeli tahmin ediyoruz ve bugünkü maliyetler ton CO2 başına – 30 ila 70 $ arasında.

CO2 destekli petrol geri kazanımı (EOR)

Petrol kuyularına CO2 enjekte etmek petrol üretimini artırabilir. Normalde operatörler, kuyudan geri kazanılan petrol ve CO2’yi maksimize eder, ancak kritik olarak, nihai petrol ürününün tüketiminde üretilenden daha fazla CO2 enjekte edilerek depolanacak şekilde EOR’u çalıştırmak mümkündür. 2050 yılında yılda 0,1 ila 1,8 GtCO2’nin bu şekilde kullanılabileceğini ve depolanabileceğini tahmin ediyoruz, bu maliyet tonu CO2 başına – 60 ila – 40 dolar arasında.

Karbon tutma ve depolamayla biyoenerji (BECCS)

Karbon yakalamalı biyoenerjide, operatör ağaç yetiştirerek CO2’yi yakalar, biyoenerji yoluyla elektrik üretir ve ortaya çıkan emisyonları durdurur. Elektrik gelirlerinin kabaca bir tahminiyle, ton CO2 başına kullanım maliyetlerinin 60 ila 160 dolar arasında olduğunu tahmin ediyoruz. 2050’de bu şekilde yılda yaklaşık 0,5 ila 5 GtCO2 kullanılabilir ve depolanabilir. Bu, daha önce yayınlanan BECCS tahminlerinden daha düşüktür ve diğer sürdürülebilirlik hedeflerinin bilincinde olan bir dağıtım seviyesini temsil eder.

Gelişmiş ayrışma

Bazalt gibi kayaların kırılması ve bunların karaya yayılması, atmosferik CO2’den kararlı karbonat oluşumunun hızlandırılmasına neden olabilir. Tarım arazilerinde bunu yapmanın verimi artırması muhtemeldir. Ancak, bu yolun çok erken aşama doğası, onun için 2050 tahmin yapmadığımız anlamına geliyor.

Ormancılık

Hem yeni hem de mevcut ormanlardan elde edilen kereste, CO2’yi binalarda potansiyel olarak depolayabilen ve böylece çimento kullanımının yerini alabilen ekonomik olarak değerli bir üründür. Bu yolla 2050 yılında 1.5GtCO2’ye kadar, ton CO2 başına 40 ila 10 dolar arasında bir maliyetle kullanılabileceğini tahmin ediyoruz.

Toprak karbon tutumu

Toprak karbon tutumu için arazi yönetimi teknikleri sadece toprakta CO2 depolamakla kalmaz, aynı zamanda tarımsal verimi de arttırır. Bu artan çıktı biçiminde kullanılan CO2’nin 2050’de yılda 0,9 ila 1,9 GtCO2 kadar olabileceğini ve ton CO2 başına 90 ila 20 ABD Doları maliyetinde olabileceğini tahmin ediyoruz.

Biochar

Biochar, “pirolize” biyokütledir: düşük oksijen seviyeleri altında yüksek sıcaklıklarda yakılmış bitki materyali. Tarımsal topraklara biochar uygulaması mahsul verimini% 10 artırma potansiyeline sahiptir – ancak tutarlı bir ürün yapmak veya toprak reaksiyonlarını tahmin etmek çok zordur. 0,2 ile 1 GtCO2 arasında 2050 yılında biyokömür tarafından ton CO2 başına yaklaşık 65 $ maliyetle kullanılabileceğini tahmin ediyoruz.

Kapasite, karşılaştırılan maliyetler

Aşağıdaki özet şekil, her bir yol için (her bir sütunun genişliği) ne kadar CO2 kullanılabileceğine ve ilgili başabaş maliyetlerine (sütunların yüksekliği) ilişkin bir tahmini göstermektedir.

Düşük senaryo (soldaki grafik) ve yüksek senaryo (sağda), 2050 yılına kadar yatırım, alım ve teknolojik iyileştirmelerin düzeylerine bağlı olarak sonuçların aralığını yansıtır. Gölgelendirme, düşük veya değişken (soluk gölgeler) arasında değişen teknolojik hazırlığı ifade eder. yüksek (koyu gölgeler). Yıldız işaretleri, günler veya aylar (tek yıldız) ile yüzyıllar veya daha fazlası (üçlü yıldız) arasında değişen CO2 depolama süresini ifade eder.

Yukarıdaki şekil, CO2 kullanımının 2050’de önemli miktarda CO2 akışı oluşturabileceğini ve bazı yolların kendi başlarına karlı olmasının beklenebileceğini gösteriyor. Bunun, iklim değişikliğini azaltma amacıyla bu akışlardan yararlanmak için bir fırsat olabileceğini düşünüyoruz.

Bununla birlikte, grafikler aynı zamanda bu potansiyelin ölçeği üzerindeki büyük belirsizliği ve onu kullanmanın olası maliyetlerini de vurgulamaktadır. CO2 kullanımının iklim değişikliğiyle mücadelede başarılı bir şekilde uygulanabilmesi için, bu belirsizliklerin, enerji yoğunluğu ve karbon depolamanın kalıcılığı sadece ikisi olan potansiyel ve önemsiz olmayan zorluklarla birlikte çözülmesi gerekir.

Bu makale Carbon Brief’in CC lisansı altında yayınlanmıştır.