10 סוגי קיבוע פחמן

ללמוד כיצד ללכוד ולאחסן פחמן דו חמצני הוא חד כיווני שמדענים רוצים לדחות את השפעות ההתחממות באטמוספרה. תרגול זה נתפס כעת על ידי הקהילה המדעית כחלק חיוני בפתרון שינוי האקלים. זה נעשה על ידי הסוגים השונים של ריבוד פחמן

פחמן דו חמצני הוא גז לוכד חום המיוצר הן בטבע והן על ידי פעילות אנושית. פחמן דו חמצני מעשה ידי אדם יכול להגיע משריפת פחם, גז טבעי ונפט להפקת אנרגיה.

פחמן דו חמצני ביולוגי יכול להגיע מפירוק חומר אורגני, שריפות יער ושינויים אחרים בשימושי קרקע.

הצטברות של פחמן דו חמצני ו"גזי חממה" אחרים באטמוספירה יכולה ללכוד חום ולתרום לשינויי האקלים. תהליך קיבוע הפחמן יכול לעכב את התחממות האטמוספירה.

קיבוע פחמן מאבטח פחמן דו חמצני כדי למנוע ממנו לחדור לאטמוספירה של כדור הארץ.

הרעיון הוא לייצב פחמן בצורות מוצקות ומומסות כדי שלא יגרום להתחממות האטמוספירה. התהליך מראה הבטחה עצומה להפחתת "טביעת הרגל הפחמנית" האנושית.

מה זה ריבוד פחמן?

חיסול פחמן הוא התרגול של לכידה או הסרה של פחמן מהאטמוספירה ואגירתו. זוהי אחת הגישות הרבות שהופעלו כדי לטפל בסוגיית שינויי האקלים.  

המשמעות יכולה להיות גם סילוק גזי חממה מהאטמוספירה והכנסתם לאחסון פחמן לטווח ארוך כדי למנוע את התחממות כדור הארץ.

מניעת התחממות נוספת של האטמוספירה של כדור הארץ דורשת מאמץ קולקטיבי עצום של האנושות. מהפסקת התלות שלנו בדלקים פולטי פחמן ועד לקביעת יעד אפס פליטות נטו עד 2050, כל פתרון פוטנציאלי חשוב אם ברצוננו לעצור שינויי אקלים חסרי תקדים.

לצד מעבר למערכות אנרגיה נקיות ושיטות הפקת פחמן בפליטות גבוהות כמו בנייה או הובלה. האנושות עושה מאמץ משותף להסיר פחמן מהאטמוספרות שלנו, על ידי התאמת הדרכים שבהן אנו בונים, צורכים, נוסעים ומייצרים חשמל.

אבל שיטות כמו קיבוע פחמן מראות כיצד אנו יכולים לעבוד עם הסביבה הטבעית כדי להתמודד עם משבר האקלים.

מה כרוך בתהליך של ריבוד פחמן?

לכידה וריבוש פחמן מתבצעים בתהליך בן שלושה שלבים הכולל:

• לכידה או אבטחה של פחמן דו חמצני מתהליכים תעשייתיים או תחנות כוח
• הובלת הפחמן הדו-חמצני הנלכד והדחוס
• אחסון של תחמוצת פחמן לתוך תצורות סלע עמוקות מתחת לאדמה

סוגי ריבוד פחמן

כאשר תעשיות ברחבי העולם פולטות 10 גיגהטון (מיליארד טון מטרי) של גזי חממה מדי שנה, הצורך בקיבוע פחמן הוא חמור.

להלן כמה סוגים של קיבוע פחמן שיעזרו לך לטפל בהתחממות כדור הארץ ושינויי אקלים על בסיס אישי.

• תפיסה ביערות
• תפיסה בקרקעות
• לכידת אוויר ישירה (DAC) ואחסון
• תפיסה בשטחי דשא
• סילוק שטחי ביצות
• קיבוע פחמן באוקיינוס
• תחנת כוח לכידה ואחסון פחמן (CCS).
• מולקולות מהונדסות
• קיבוע פחמן גיאולוגי
• קיבוע פחמן תעשייתי

1. תפיסה ביערות

יערות וחורשות מוכרים כאחת הצורות הטובות ביותר של קיבוע פחמן טבעי.

בממוצע, יערות אוגרים פי שניים יותר פחמן ממה שהם פולטים, בעוד שהערכה של כ-25% מפליטת הפחמן נספגת על ידי נופים עשירים ביער כמו שטחי טווח ואדמות עשב (שדות, ערבות, שיחים וכו').

כשהעצים, הענפים והעלים מתים ונופלים לאדמה, הם משחררים את הפחמן שאגרו לאדמה.

אבטחה ושימור של סביבות טבעיות כאלה הוא אפוא חיוני להבטחת כיורי פחמן לוכדים CO2 ביעילות. שריפות יער ופעילויות אנושיות כגון כריתת יערותבנייה, או חקלאות אינטנסיבית מהווים את האיום הגדול ביותר על התהליך הטבעי הזה.

2. תפיסה בקרקעות

ניתן ללכוד פחמן באדמה על ידי צמחים באמצעות פוטוסינתזה וניתן לאחסן אותו כפחמן אורגני בקרקע (SOC).

ככזה, מערכות אגרואקולוגיות מפרקות ומדללות את רמות הפחמן האורגני בקרקע. כמו כן, דרך ביצות, כבול וביצות, ניתן ללכוד פחמן ולאחסן אותו כקרבונטים.

קרבונטים אלו מצטברים במשך אלפי שנים כ-CO₂ מתערבב עם יסודות מינרלים אחרים, כגון מינרלים סידן או מגנזיום, ויוצרים "קלישה" במדבר ובאדמה הצחיחה.

בסופו של דבר, פחמן זה המאוחסן בקרבונטים משתחרר מכדור הארץ, אך לא לזמן ארוך במיוחד - לאחר יותר מ-70,000 שנים במקרים מסוימים בעוד החומר האורגני בקרקע אוגר פחמן למספר שנים.

מדענים עובדים על דרכים להאיץ את תהליך יצירת הפחמן על ידי הוספת סיליקטים מרוסקים דק לאדמה על מנת לאגור פחמן לפרקי זמן ארוכים יותר.

3. לכידת אוויר ישירה (DAC) ואחסון

גישה זו משתמשת בכימיקלים או במוצקים כדי ללכוד את הגז מאוויר דליל, ואז, כמו במקרה של BECCS, מאחסנת אותו לטווח ארוך מתחת לאדמה או בחומרים עמידים לאורך זמן.

זהו אמצעי שבו נלכד פחמן ישירות מהאוויר באמצעות מפעלי טכנולוגיה מתקדמת. התגלה שלכידת אוויר ישירה תיאורטית יכולה להסיר CO₂ מהאוויר פי אלף יותר ביעילות מצמחים.  

תהליך זה משמש כבר בצוללות מתחת לפני השטח של האוקיינוס ​​ובכלי רכב חלל הרחק מעליו. עם זאת, תהליך זה הוא עתיר אנרגיה ויקר, ונע בין 500-800 דולר לטון פחמן שהוסר.

אמנם טכניקות כמו לכידת אוויר ישירה יכולות להיות יעילות, אך הן עדיין יקרות מדי ליישום בקנה מידה המוני.

דוגמאות לכך הן מיכלים לאיסוף פחמן מאוניברסיטת Lackner של אוניברסיטת אריזונה, יחד עם פרויקטים אחרים כמו מתקן לכידת פחמן של Climeworks שנפתח זה עתה בשוויץ.

4. תפיסה בשטחי דשא

בעוד שבדרך כלל מיוחסים יערות כשקעי פחמן חשובים, שטחי עשב יכולים גם ללכוד יותר פחמן מתחת לאדמה וכאשר הם שורפים, הפחמן נשאר קבוע בשורשים ובאדמה במקום בעלים וביומסה עצית.

שטחי דשא ואדמות טווח הם אזורים אמינים יותר של אגירת פחמן מאשר יערות בשל השריפות המהירות וכריתת היערות המשפיעות על היערות.

עם זאת, ליערות יש את היכולת לאגור יותר פחמן מאדמות עשב, אך בתנאים לא יציבים עקב שינויי אקלים, אדמות עשב יכולות להיות עמידות יותר.

5. תפיסת שטחי ביצות

כמו כל הצמחים, צמחי ביצות קולטים פחמן מהאוויר בצורה של פחמן דו חמצני ואוגרים את הפחמן הזה בביומסה. הם ידועים כנכסי טבע חשובים, המסוגלים לקלוט פחמן אטמוספרי ולהגביל אובדן פחמן לאחר מכן כדי להקל על אחסון לטווח ארוך.

ניתן לנהל אותם בכוונה כדי לספק פתרון טבעי להפחתת שינויי האקלים וכן כדי לסייע בקיזוז הפסדים ישירים של אדמות ביצות כתוצאה משינויים שונים בשימושי קרקע ומניעים טבעיים. יתר על כן, אדמות ביצות כמו ביצות כבול לוכדות פחמן עם צפיפות פחמן גבוהה יותר לדונם מאשר יער או אדמה חקלאית.

6. קיבוע פחמן באוקיינוס

סביבות מים וגופי מים גדולים הם גם סופגים נהדרים של CO₂. האוקיינוסים סופגים מהאטמוספירה כ-25 אחוז מהפחמן הדו-חמצני הנפלט מפעילות אנושית מדי שנה.

פחמן הולך לשני הכיוונים באוקיינוס. כאשר פחמן דו חמצני משתחרר לאטמוספירה מהאוקיינוס, הוא יוצר מה שנקרא שטף אטמוספרי חיובי. שטף שלילי מתייחס לאוקיינוס ​​הסופג פחמן דו חמצני. חשבו על השטפים הללו כעל שאיפה ונשיפה, כאשר ההשפעה נטו של כיוונים מנוגדים אלו קובעת את ההשפעה הכוללת.

חלקים קרים יותר ועשירים בחומרים מזינים של האוקיינוס ​​מסוגלים לספוג יותר פחמן דו חמצני מאשר חלקים חמים יותר. לכן, ה איזורי הקטבים משמשים בדרך כלל כיורי פחמן. עד שנת 2100, חלק גדול מהאוקיינוס ​​העולמי צפוי להיות שקע גדול של פחמן דו חמצני. פחמן זה מוחזק בעיקר בשכבות העליונות של האוקיינוסים. עם זאת, עודף פחמן יכול להחמצן את המים, מה שמציב איום על המגוון הביולוגי הקיים למטה.

7. תחנת כוח לכידה ואחסון פחמן (CCS).

CCS כולל לכידת פחמן דו חמצני שהופק על ידי ייצור חשמל או פעילות תעשייתית, כגון ייצור מלט או פלדה. CO₂ לאחר מכן נדחס ומועבר למתקנים תת קרקעיים עמוקים, שם הוא מוזרק לתצורות סלע לאחסון קבוע.

8. מולקולות מהונדסות

מדענים הם מולקולות הנדסיות שיכולות לשנות צורה על ידי יצירת סוגים חדשים של תרכובות המסוגלות לאבטח וללכוד פחמן דו חמצני מהאוויר.

המולקולות המהונדסות פועלות כמסנן, רק מושכות את היסוד שאותו תוכננה לחפש. בפועל, זה יכול להציג דרך יעילה ליצור חומרי גלם תוך הפחתת פחמן אטמוספרי.

9. קיבוע פחמן גיאולוגי

תהליך זה עוסק באחסון של פחמן דו חמצני בתצורות גיאולוגיות תת קרקעיות, כמו בסלעים.

פחמן דו חמצני נלכד ממקורות תעשייתיים של פחמן דו חמצני כגון חברות לייצור פלדה או מלט או מקורות הקשורים לאנרגיה כמו תחנות כוח או מתקנים לעיבוד גז טבעי, אשר מוחדר לאחר מכן לסלעים נקבוביים לאחסון לטווח ארוך.

לכידה ואחסון פחמן כאלה מאפשרים שימוש בדלקים מאובנים עד להכנסת מקור אנרגיה אחר בקנה מידה גדול

10. קיבוע פחמן תעשייתי

זה אולי לא סוג מקובל ויעיל של קיבוע פחמן, אבל אפשר להשתמש בו בתעשיות מסוימות. הם לוכדים את הפחמן בשלוש דרכים מתחנת כוח, קדם בעירה, לאחר בעירה ודלק חמצן.

שריפה מוקדמת עוסקת בלכידת פחמן בתחנות כוח לפני שריפת הדלק. המטרה היא להסיר את הפחמן מהפחם לפני שריפתו.

לאחר בעירה, פחמן מוסר מהתפוקה של תחנת כוח לאחר שריפת הדלק. משמעות הדבר היא שגזי פסולת נלכדים וננקרים מהפחמן הדו-חמצני שלהם לפני שהם עולים בערימות עשן. זה מושג על ידי העברת הגזים דרך אמוניה, אשר לאחר מכן מפוצץ נקי עם קיטור, משחרר פחמן דו חמצני לאחסון.

בעוד דלק חמצן או דלק לבעירה חמצן נשרף, הוא קולט יותר חמצן ואוגר את כל הגזים הנוצרים כתוצאה מכך. במקום להפריד בעמל רב את הפחמן הדו-חמצני מגזי פסולת אחרים, התהליך לוכד את כל הפלט מהערימות ומאחסן את כולו.

חמצן טהור נשרף לתוך התנורים כדי לטהר את הפליטה, כך שהדלק נשרף לחלוטין, מייצר קיטור טהור יחסית וגז פחמן דו חמצני.

ברגע שהקיטור מוסר על ידי קירור ועיבוי, מה שהופך אותו למים, ניתן לאחסן את הפחמן הדו חמצני בבטחה.

סיכום

לסיום מאמר זה, קיבוע פחמן על ידי סוגים שונים אלה העדיף קיימות סביבתית מכיוון שיש פעילויות יומיות לייצור פחמן בסביבה בעיקר עקב פעילות אנושית.

לכן חשוב מאוד ששיטות וסוגים אלו של קיבוע פחמן יופצו על מנת לשמור ולקיים את הסביבה.

המלצהs

• סיבות מדוע כיורי פחמן חשובים
  .
• 4 חשיבות הטכנולוגיה הירוקה
  .
• כיצד פועל לכידת פחמן?
  .
• 10 השפעות סביבתיות של פחם, הכרייה ותחנת הכוח שלו
  .
• 8 השפעות סביבתיות של תיירות אקולוגית
  .