Ny teknologi til opsamling af kuldioxid er ikke den magiske kugle mod klimaændringer

Ifølge en nylig stor FN-rapport, hvis vi skal begrænse temperaturstigningen til 1,5 °C og forhindre de mest katastrofale effekter af klimaændringer, vi er nødt til at reducere de globale CO₂-emissioner til netto nul inden 2050. Det betyder, at vi hurtigt skal eliminere brugen af ​​fossile brændstoffer – men for at afbøde denne overgang og opveje de områder, hvor der i øjeblikket ikke er nogen erstatning for brændbart, vi skal aktivt fjerne CO₂ fra atmosfæren. Plantning af træer og rewilding er en stor del af denne løsning, men vi har højst sandsynligt brug for yderligere teknologisk bistand, hvis vi skal forhindre klimasammenbrud.

Så da de seneste nyheder dukkede op om, at det canadiske firma Carbon Engineering har udnyttet noget velkendt kemi til at opfange CO₂ fra atmosfæren til en pris på mindre end $100 pr. ton, mange mediekilder hyldede milepælen som en magisk kugle. Desværre, det store billede er ikke så enkelt. At vippe balancen fra kulstofkilde til kulstofvask er en delikat forretning, og vores opfattelse er, at de involverede energiomkostninger og sandsynlige downstream-brug af opfanget CO₂ betyder, at Carbon Engineerings "kugle" er alt andet end magi.

I betragtning af at CO₂ kun tegner sig for 0,04% af molekylerne i vores luft, at fange det kan virke som et teknologisk vidunder. Men kemikere har gjort det i små skalaer siden det 18. århundrede, og det kan endda gøres – omend ineffektivt – med forsyninger fra den lokale byggemarked.

Som gymnasieelever i kemi vil vide, CO₂ reagerer med kalkvand (calciumhydroxidopløsning) og giver mælkehvidt uopløseligt calciumcarbonat. Andre hydroxider fanger CO₂ på samme måde. Lithiumhydroxid var grundlaget for CO₂-absorberne, der holdt astronauterne på Apollo 13 i live, og kaliumhydroxid fanger CO₂ så effektivt, at det kan bruges til at måle kulstofindholdet i et forbrændt stof. Det 19. århundredes apparat, der blev brugt i denne sidstnævnte procedure, står stadig på American Chemical Societys logo.

Desværre, dette er ikke længere et lille problem – vi skal nu opfange milliarder af tons CO₂, og hurtigt.

Carbon Engineerings teknik er hydroxidkemi, når det er bedst. På sit pilotanlæg i British Columbia, luft trækkes ind af store ventilatorer og udsættes for kaliumhydroxid, hvormed CO₂ reagerer og danner opløseligt kaliumcarbonat. Denne opløsning kombineres derefter med calciumhydroxid, producerer fast og let adskilleligt calciumcarbonat, sammen med kaliumhydroxidopløsning, som kan genbruges.

Denne del af processen koster relativt lidt energi, og dens produkt er i det væsentlige kalksten – men at lave bjerge af calciumcarbonat løser ikke vores problem. Selvom calciumcarbonat har anvendelser i landbrug og byggeri, denne proces ville være alt for dyr som en kommerciel kilde. Det er heller ikke en praktisk mulighed for regeringsfinansieret kulstoflagring på grund af de enorme mængder calciumhydroxid, der ville være påkrævet. For at være gennemførligt, direkte luftindfangning skal producere koncentreret CO₂ som produkt, som enten kan opbevares sikkert eller tages i brug.

Dermed, det faste calciumcarbonat opvarmes til 900 °C for at genvinde ren CO2. Dette sidste trin kræver en enorm mængde energi. I Carbon Engineerings naturgasfyrede anlæg, hele cyklussen genererer et halvt ton CO₂ for hvert ton, der fanges fra luften. Planten opfanger denne ekstra CO₂, og selvfølgelig kunne drives af vedvarende energi for en sundere kulstofbalance – men problemet med, hvad man skal gøre med al den opfangede gas, består.

Det schweiziske nystartede firma Climeworks bruger tilsvarende opfanget CO₂ til at hjælpe fotosyntesen og forbedre afgrødeudbyttet i nærliggende drivhuse, men endnu er prisen ikke nær konkurrencedygtig. CO₂ kan hentes andre steder for så lidt som en tiendedel af Carbon Engineerings bundlinje på $100. Der er også meget billigere måder for regeringer at kompensere for emissioner:det er langt nemmere at opfange CO₂ ved emissionskilden, hvor koncentrationen er meget højere. Så denne teknologi vil sandsynligvis hovedsageligt interessere højemitterende industrier, som kan have fordel af CO₂ med grønne legitimationsoplysninger.

For eksempel, en af ​​nøgleinvestorerne i Carbon Engineerings opsamlingsteknologi er Occidental Petroleum, en stor bruger af Enhanced Oil Recovery-metoder. I en sådan metode, CO₂ pumpes ind i oliebrønde for at øge mængden af ​​råolie, der kan genvindes, takket være øget brøndtryk og/eller forbedring af selve oliens flowegenskaber. Imidlertid, inklusive energiomkostningerne ved transport og raffinering af denne ekstra olie, at bruge teknologien på denne måde vil sandsynligvis øge nettoemissionerne, ikke mindske dem.

En anden vigtig tale om Carbon Engineerings operationer er dens Air To Fuels-teknologi, hvor CO₂ omdannes til brændbart flydende brændstof, klar til at blive brændt igen. Teoretisk set giver dette en kulstofneutral brændselscyklus, forudsat at hvert trin i processen drives med vedvarende energi. Imidlertid, selv denne brug er stadig langt fra en negativ emissionsteknologi.

Der er lovende alternativer i horisonten. Metalorganiske rammer er svampelignende faste stoffer, der presser det ækvivalente CO₂-overfladeareal på en fodboldbane til størrelsen af ​​en sukkerterning. At bruge disse overflader til CO₂-opsamling kræver langt mindre energi – og virksomheder er begyndt at udforske deres kommercielle potentiale. Imidlertid, produktion i stor skala er ikke blevet perfektioneret, og spørgsmål om deres langsigtede stabilitet for vedvarende CO₂-opsamlingsprojekter betyder, at deres høje omkostninger endnu ikke er fortjent.

Med ringe chance for, at teknologier, der stadig er i laboratoriet, vil være klar til gigaton-skalafangst inden for det næste årti, de metoder, som anvendes af Carbon Engineering og Climeworks er de bedste, vi har i øjeblikket. Men det er vigtigt at huske, at de ikke er nær perfekte. Vi bliver nødt til at skifte til mere effektive metoder til CO₂-opsamling, så snart vi er i stand til det. Som Carbon Engineerings grundlægger David Keith selv påpeger, CO2-fjernelsesteknologier overhypes af politiske beslutningstagere, og har modtaget "ekstraordinært lidt" forskningsmidler indtil videre.

Mere generelt, vi må modstå fristelsen til at se direkte luftfangst som en magisk kugle, der sparer os for at skulle tage fat på vores kulstofafhængighed. Reduktion eller neutralisering af kulstofbelastningen i kulbrintebrændstoffers livscyklus kan være et skridt hen imod negative emissionsteknologier. Men det er bare det – et skridt. Efter at have været på den forkerte side af kulstofbogen så længe, det er forbi tid til at se ud over bare at gå i balance.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.