碳捕集的定义是在排放点或从大气中间接或直接捕获二氧化碳。在这一点上,碳与其他气体分离,运输,然后被埋或储存在一个合适的地下深处。
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2010年,全球化石燃料产生的二氧化碳排放量约为320亿吨。工业生产和固定排放源,如水泥制造、发电厂和精炼厂,是大气中产生二氧化碳的罪魁祸首。
从1750年到2010年,大约50%的人为二氧化碳排放是在过去的40年里产生的。
碳捕集的类型
燃烧前碳捕获
预燃烧碳程序包括在化石燃料燃烧过程结束前捕获碳。当石油、煤或天然气在氧气和蒸汽中加热时,就会产生合成合成气或天然气。
这种气体由二氧化碳、一氧化碳和氢气组成。这个反应随后将水变成氢。在这个过程中,一氧化碳转化为二氧化碳。最终的结果是产生了一种二氧化碳和二氧化碳的混合物。混合物可以被捕获,分离,并从混合物中隔离。氢气可以用于其他能源生产操作。
燃烧前的碳捕集通常比燃烧后的碳捕集更有效。这种设备2022世界杯美洲区赛程表比其他工艺更贵。
燃烧后碳捕获
在化石燃料燃烧过程中,二氧化碳被捕获。燃烧化石燃料产生烟道气,其中含有二氧化硫、氮、水蒸气、二氧化碳和氮。
在燃烧后的过程中,从化石燃料燃烧产生的烟道气中收集和分离出二氧化碳。燃烧后捕获是目前应用最广泛的碳捕获技术。这是因为它能够被用于新的和现有的燃煤电厂。这一过程确实带来了一些挑战,即它需要大量的设备来运转,这可能会影响涡轮机的效率。2022世界杯美洲区赛程表
氧燃料燃烧碳捕获
化石燃料燃烧时不利用普通空气。相反,在燃烧过程中使用高浓度纯氧的混合物。
水和二氧化碳是燃烧过程中产生的烟气的主要成分。通过压缩和冷却烟道气,分离气体中的二氧化碳是可行的。
氧燃料燃烧捕获的好处之一是它可以在新的和现有的燃煤电厂中使用。整个过程相对昂贵,尽管某些组件通常不贵。
碳捕集的优点
碳捕获和储存是从环境中永久提取碳排放的最有效方法之一。
CCS的众多优势包括经济、社会和环境,以及对全球和地方规模的巨大影响。
碳捕获可以增加二氧化碳蒸汽循环产生的电力。在这个过程中,二氧化碳通过一种超临界流体,这种流体可以更有效地传递热量,压缩蒸汽所需的能量也更少。
可以利用地质储存的二氧化碳从注入的地区回收地热能,从而产生可持续的地热能。
用碳捕集法捕获的二氧化碳还可以用于制造聚合物和化学品,如聚氨酯。
捕获的二氧化碳被加入到混凝土中以加强混凝土,并增加基础设施的耐久性。碳捕集作业为操作这些作业的熟练工程师和技术人员创造了就业机会。
碳捕集的缺点
碳捕获减少了大气中碳的释放,因此,它被认为是帮助解决气候变化和全球变暖的解决方案之一。尽管如此,碳捕获和储存(CCS)技术也并非没有缺点。
碳捕获所必需的方法和CCS技术都有一定的成本影响。因此,发电厂通过化石燃料发电的成本非常高。在单一地点储存大量二氧化碳的安全性存在若干问题,因为有可能发生泄漏,如果处理不当,可能导致环境污染。
泄漏的可能性也可能是地震等自然灾害的结果,也可能是人为事件的结果,如战争造成的破坏,可能破坏地下储存库。
许多批评家质疑玄武岩储层的成本效率。在这个方案中,每埋葬一吨二氧化碳需要25吨水。有一种可能性是,火山岩微生物也可以消化碳酸盐,从而产生甲烷气体,这可能是另一个问题。
碳捕集储存的另一个缺点是它不足以成功地应对气候变化。由于使用化石燃料而产生的热力和发电的排放只占总温室气体排放的25%左右,而所有温室气体排放的60%来自交通、农业和其他相关工业活动。这些排放目前没有被碳捕获和储存。
碳捕获的未来
必须过渡到产生最少或不产生温室气体的能源。然而,我们应该解决不断增加的碳排放行业。
如果碳捕集部门继续创新和扩大,封存的碳可以成为全球气候战略的一个重要工具。碳捕获技术应该得到开发和扩大,使其在商业上可行。
参考资料及进一步阅读
Ronca, D.和Mancini, M., 2021。碳捕获是如何工作的.(在线)HowStuffWorks。可以在:https://science.howstuffworks.com/environmental/green-science/carbon-capture.htm
Nationalgrid.com。2022.什么是碳捕获与封存?|国家电网集团.[网上]下载地址:https://www.nationalgrid.com/stories/energy-explained/what-is-ccs-how-does-it-work
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边境州,2022年。碳捕获和储存(CCS)技术的5个潜在好处.[网上]下载地址:https://solutions.borderstates.com/benefits-of-carbon-capture-and-storage/
F.威廉姆斯,2019年。碳捕获和储存的利与弊- Konsyse.(在线)Konsyse。可以在:https://www.konsyse.com/articles/pros-and-cons-of-carbon-capture-and-storage/
北卡罗来纳州,2021年。碳的未来:捕获、储存、封存、再利用.(在线)scienceborealis。ca的博客。可以在:https://blog.scienceborealis.ca/the-future-of-carbon-capture-storage-sequestration-re-use/
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