Undersøgelse sår tvivl om kulstoffangst

En foreslået metode til reduktion af kuldioxid (CO ₂ ) niveauer i atmosfæren - og at reducere risikoen for klimaændringer - er at opfange kulstof fra luften eller forhindre det i at komme dertil i første omgang. Imidlertid, forskning fra Mark Z. Jacobson ved Stanford University, udgivet i Energi- og miljøvidenskab , tyder på, at kulstoffangstteknologier kan forårsage mere skade end gavn.

"Alle mulige scenarier er blevet udviklet under den antagelse, at kulstoffangst faktisk reducerer betydelige mængder kulstof. Men, denne forskning finder, at den kun reducerer en lille del af kulstofemissionerne, og det øger normalt luftforureningen, sagde Jacobson, der er professor i civil- og miljøteknik. "Selv hvis du har 100 procent fangst fra fangstudstyret, det er stadig værre, fra et samfundsomkostningsperspektiv, end at erstatte et kul- eller gasanlæg med en vindmøllepark, fordi kulstoffangst aldrig reducerer luftforureningen og altid koster opsamlingsudstyr. Vind, der erstatter fossile brændstoffer, reducerer altid luftforureningen og koster aldrig opsamlingsudstyr."

Jacobson, som også er senior fellow ved Stanford Woods Institute for the Environment, undersøgt offentlige data fra et kul med kulstoffangst elkraftværk og et anlæg, der fjerner kulstof fra luften direkte. I begge tilfælde, elektricitet til at drive kulstoffangsten kom fra naturgas. Han beregnede netto CO ₂ reduktion og samlede omkostninger ved kulstoffangningsprocessen i hvert enkelt tilfælde, tegner sig for den nødvendige elektricitet til at drive kulstoffangstudstyret, forbrænding og opstrømsemissioner som følge af denne elektricitet og, i tilfældet med kulværket, dets upstream-emissioner. (Upstream-emissioner er emissioner, herunder fra utætheder og forbrænding, fra minedrift og transport af brændstof såsom kul eller naturgas.)

Fælles estimater af kulstoffangstteknologier – som kun ser på kulstoffanget fra energiproduktion på et fossilt brændstofanlæg og ikke opstrøms udledninger – siger, at kulstoffangst kan afhjælpe 85-90 procent af kulstofemissionerne. Når først Jacobson beregnede alle emissioner forbundet med disse planter, der kunne bidrage til global opvarmning, han konverterede dem til den tilsvarende mængde kuldioxid for at sammenligne sine data med standardestimatet. Han fandt ud af, at udstyret i begge tilfælde kun opfangede det, der svarer til 10-11 procent af de emissioner, de producerede, i gennemsnit over 20 år.

Denne forskning så også på de sociale omkostninger ved kulstoffangst - inklusive luftforurening, potentielle helbredsproblemer, økonomiske omkostninger og overordnede bidrag til klimaændringer - og konkluderede, at de altid svarer til eller højere end at drive et fossilt brændstofanlæg uden kulstoffangst og højere end slet ikke at opfange kulstof fra luften. Selv når opsamlingsudstyret er drevet af vedvarende elektricitet, Jacobson konkluderede, at det altid er bedre at bruge den vedvarende elektricitet i stedet for at erstatte kul- eller naturgaselektricitet eller at gøre ingenting, ud fra et samfundsomkostningsperspektiv.

På baggrund af denne analyse, Jacobson argumenterede for, at den bedste løsning er at i stedet fokusere på vedvarende muligheder, såsom vind eller sol, erstatte fossile brændstoffer.

Effektivitet og upstream-emissioner

Denne forskning er baseret på data fra to rigtige kulstoffangstanlæg, som begge kører på naturgas. Den første er et kulværk med udstyr til kulstoffangst. Det andet anlæg er ikke knyttet til nogen energiproducerende modpart. I stedet, det trækker eksisterende kuldioxid fra luften ved hjælp af en kemisk proces.

Jacobson undersøgte flere scenarier for at bestemme den faktiske og mulige effektivitet af disse to slags planter, herunder hvad der ville ske, hvis kulstoffangstteknologierne blev drevet med vedvarende elektricitet frem for naturgas, og hvis den samme mængde vedvarende elektricitet, der kræves til at drive udstyret, i stedet blev brugt til at erstatte kulværkselektricitet.

Mens standardestimatet for effektiviteten af ​​kulstoffangstteknologier er 85-90 procent, ingen af ​​disse planter levede op til den forventning. Selv uden at tage højde for upstream-emissioner, udstyret i forbindelse med kulværket var kun 55,4 procent effektivt over 6 måneder, gennemsnitlig. Med opstrøms emissioner inkluderet, Jacobson fandt ud af, at i gennemsnit over 20 år, udstyret fangede kun 10-11 procent af de samlede kuldioxidækvivalentemissioner, som det og kulværket bidrog med. Luftindfangningsanlægget var også kun 10-11 procent effektivt, i gennemsnit over 20 år, engang tog Jacobson sine upstream-emissioner i betragtning og de ufangede og upstream-emissioner, der kom fra driften af ​​anlægget på naturgas.

På grund af det høje energibehov for kulstoffangstudstyr, Jacobson konkluderede, at de sociale omkostninger ved kul med kulstoffangst drevet af naturgas var omkring 24 procent højere, over 20 år, end kullet uden kulstoffangst. Hvis naturgassen på det samme anlæg blev erstattet med vindkraft, de sociale omkostninger ville stadig overstige omkostningerne ved ikke at gøre noget. Først da vinden erstattede kul i sig selv, faldt de sociale omkostninger.

For begge typer planter tyder dette på, at selvom kulstoffangstudstyr er i stand til at opfange 100 procent af kulstoffet, det er designet til at kompensere, omkostningerne ved at fremstille og drive udstyret plus omkostningerne ved den luftforurening, det fortsat tillader eller øger, gør det mindre effektivt end at bruge de samme ressourcer til at skabe vedvarende energianlæg, der erstatter kul eller gas direkte.

"Ikke alene fungerer kulstoffangst næsten ikke på eksisterende anlæg, men der er ingen måde, det rent faktisk kan blive bedre end at erstatte kul eller gas med vind eller sol direkte, sagde Jacobson. Det sidste vil altid være bedre, uanset hvad, i forhold til de sociale omkostninger. Man kan ikke bare ignorere sundhedsomkostninger eller klimaomkostninger.«

Denne undersøgelse overvejede ikke, hvad der sker med kuldioxid, efter at det er fanget, men Jacobson antyder, at de fleste anvendelser i dag, som er til industriel brug, resultere i yderligere lækage af kuldioxid tilbage til luften.

Fokus på vedvarende energi

Folk foreslår, at kulstoffangst kan være nyttigt i fremtiden, selv efter at vi er holdt op med at brænde fossile brændstoffer, at sænke atmosfæriske kulstofniveauer. Selv hvis man antager, at disse teknologier kører på vedvarende energi, Jacobson fastholder, at den smartere investering er i muligheder, der i øjeblikket er afbrudt fra fossilindustrien, såsom genplantning af skov – en naturlig version af luftfangst – og andre former for klimaændringsløsninger fokuseret på at eliminere andre kilder til emissioner og forurening. Disse omfatter reduktion af biomasseafbrænding, og reducere halogen, udledning af lattergas og metan.

"Der er meget afhængighed af kulstoffangst i teoretisk modellering, og ved at fokusere på det som endda en mulighed, der leder ressourcerne væk fra rigtige løsninger, " sagde Jacobson. "Det giver folk håb om, at man kan holde fossile brændselskraftværker i live. Det forsinker handling. Faktisk, CO2-opsamling og direkte luftopsamling er altid mulighedsomkostninger."