Fem måder at forvandle kuldioxid fra forurening til et værdifuldt produkt

Det er langt lettere at undgå at brænde fossile brændstoffer end det er at rense CO ₂ emissioner, når de er i Jordens atmosfære. Men verden har ikke længere den luksus at vælge imellem – drastiske emissionsreduktioner og hurtig CO ₂ fjernelse og opbevaring vil begge være nødvendige for at undgå de værste konsekvenser af global opvarmning.

Hvad hvis, i stedet for at spilde al den CO ₂ , det kunne gøres til noget brugbart? Der er i øjeblikket ringe økonomisk incitament for industrier, der udleder CO ₂ at fange det, endsige at trække det direkte ned fra atmosfæren. At identificere værdifulde produkter og hvordan man laver dem kan kickstarte CO ₂ fjernelse i industriel skala, og hjælpe med at nedbringe emissionerne i processen. I vores seneste avis, vi satte os for at afklare, hvad disse processer og produkter kunne være.

Vi overvejede processer, der bruger CO ₂ opsamlet fra industrielle emissioner, og også biologiske processer, der direkte kan trække CO ned ₂ fra luften. Vi forventede, at mellem en og ti gigaton CO ₂ kunne udnyttes om året i 2050, til omkostninger på under 100 USD (77 £) pr. ton CO ₂ . Mennesker udleder i øjeblikket 37 gigaton CO ₂ et år, og vi er nødt til at reducere vores indvirkning til netto -nul inden omkring 2050. Nogle skøn tyder på, at dette kan betyde fjernelse af omkring ti gigaton CO ₂ et år fra 2050 og frem. Nogle af disse ideer til brug af CO ₂ , hvis det implementeres korrekt, kunne spille en rolle i at gøre det mere økonomisk rentabelt.

Nogle ideer til brug af CO ₂ kan ikke komme af tegnebrættet. Men med de rigtige investeringer og incitamenter, andre kan flytte fra nicheforskningsprojekter til troværdige planer, og fra små virksomheders arbejde til målet om hele industrier. Her er et udvalg af måder, hvorpå en persons forurening kan blive en andens produkt.

1. Lav bygninger

Der er flere måder, hvorpå bygninger kan opføres med materialer lavet af CO ₂ . Den første er indlysende:brug træ. Dyrkning og bæredygtig høst af træer til bygning betyder, at CO ₂ er taget fra atmosfæren, omdannet til et værdifuldt kommercielt produkt, og lagret som kulstof i bygninger med lang levetid.

Det reducerer også efterspørgslen efter cement, som er ansvarlig for 10-15 % af de globale drivhusgasemissioner gennem sin produktion. Nye teknologier, såsom krydslamineret træ eller acetyleret træ, gør denne erstatning stadig nemmere.

Den anden måde er at bruge og derefter opbevare CO ₂ i betonfremstillingsprocesser, ved hærdning af cement eller ved fremstilling af andre ingredienser som tilslag.

2. Skab plastprodukter

CO ₂ kan bruges i polymerer til fremstilling af holdbar plast til biler og bygninger. Omkring 60 % af plasten har anvendelse i andre sektorer end emballage. Plast fremstillet af CO ₂ kunne fortrænge plastprodukter fremstillet af fossile brændstoffer til disse sektorer, især da de ikke kræver giftige eller snavsede ingredienser såsom fosgener eller epoxider, og kan være billigere at fremstille end fossilt brændstofbaserede materialer. Fordi CO ₂ molekyle er en stabil del af polymerens rygrad, det kan opbevares i disse materialer, så længe de holder.

3. Lav brændstof eller gødning

CO ₂ kan bruges som råstof til mange kemiske processer, med hundredvis af potentielle slutprodukter, herunder kulbrintebrændstoffer og urinstofgødning.

Brændstoffer fremstillet af CO ₂ kan eksistere i form af methanol samt mere komplekse produkter som såkaldte synfuel. Disse brændstoffer kan ofte blandes eller flyttes rundt ved hjælp af eksisterende infrastruktur som rør og tankskibe. Og selvom CO ₂ brændstoffer er i øjeblikket meget dyre at fremstille, i fremtiden kan de være værdifulde i nicher som luftfart eller langdistancefart, som er sværere at dekarbonisere end tog og biler, fordi de har brug for brændstoffer med højere energitætheder.

Hvis CO ₂ produktet er et brændstof eller en gødning, CO ₂ ender tilbage i atmosfæren, når den er brugt. Mens to anvendelser af kulstoffet er bedre end én, hvis kulstofatomet oprindeligt kom fra et fossilt brændstof, det er ikke en langsigtet løsning. At være klimaneutral, CO ₂ råmateriale skal hentes fra luften - så CO ₂ er taget fra atmosfæren, lavet til brændstof, og derefter udsendt tilbage til atmosfæren. Dette er i øjeblikket dyrt og teknisk udfordrende. Afgørende, den energi, der kræves til denne proces, skal også være vedvarende.

4. Øg afgrødeudbyttet

Der er nye beviser for, at en forøgelse af mængden af ​​kulstof i jorden også kan øge afgrødeudbyttet. Dette er en naturlig form for CO ₂ udnyttelse, der allerede sker - forskere og landmænd kan bare give det en hjælpende hånd. En særlig lovende måde er ved at bruge biokul-plantemateriale, der er blevet omdannet til en stabil form for organisk kulstof via en proces kendt som pyrolyse. Biokul begravet i jord kan lagre kulstof på lang sigt og øge afgrødeudbyttet.

De generelle fordele ved at genopbygge og bevare kulstof i jorden er veletablerede, men at bruge jord som et lager af kulstof er udfordrende, fordi det let bliver forstyrret.

5. Udtræk mere olie

Kontraintuitivt, det er muligt både at producere olie og lagre CO ₂ . Det er fordi at injicere CO ₂ ind i en oliebrønd øger mængden af ​​olie, der kan genvindes - såkaldt "CO ₂ øget olieindvinding".

Det er faktisk muligt at drive brønden, så mere CO ₂ bliver puttet i det, end der udledes i processen med at producere olien og brænde den. Men politiske ændringer ville være nødvendige for at tilskynde til dette - olieselskaber ville ikke gøre det ellers. Og det er en midlertidig løsning. I en verden, der er fuldstændigt decarboniseret, efterspørgslen efter fossil olie bør være tæt på nul.

Ikke desto mindre, dette kunne være en kortsigtet måde at stimulere den tiltrængte efterspørgsel efter CO ₂ fange, da udledere kunne sælge deres CO-affald ₂ til olieproducenter.

Alle disse muligheder for at bruge CO ₂ har potentiale, men at gøre dem til virkelighed vil kræve en klar forståelse af de mulige utilsigtede konsekvenser. Mange kunne være fiaskoer, så det ville være uklogt udelukkende at stole på nogen af ​​dem, men i stedet, sprede indsatser bredt.

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