Reduktion af industrielle kulstofemissioner

En kritisk udfordring i forhold til at opfylde Paris-aftalens langsigtede mål om at holde den globale opvarmning et godt stykke under 2 grader Celsius er at reducere kuldioxid (CO ₂ ) og andre drivhusgasemissioner genereret af de mest energiintensive industrier. Ifølge en nylig rapport fra Det Internationale Energiagentur, disse industrier - cement, jern og stål, kemikalier - står for omkring 20 procent af den globale CO ₂ emissioner. Emissioner fra disse industrier er notorisk vanskelige at reducere, fordi ud over emissioner forbundet med energiforbrug, en betydelig del af industrielle emissioner kommer fra selve processen.

For eksempel, i cementindustrien, omkring halvdelen af ​​emissionerne kommer fra nedbrydning af kalksten til kalk og CO ₂ . Mens et skift til kulstoffri energikilder såsom sol- eller vinddrevet elektricitet kan sænke CO ₂ emissioner i elsektoren, der er ingen nemme erstatninger for emissionsintensive industrielle processer.

Indtast industriel kulstofopsamling og -lagring (CCS). Denne teknologi, som udvinder punktkildekulstofemissioner og binder dem under jorden, har potentiale til at fjerne op til 90-99 procent af CO ₂ emissioner fra et industrianlæg, herunder både energi- og procesemissioner. Og det rejser spørgsmålet:Kan CCS alene gøre det muligt for industrier, der er svære at afbøde, at fortsætte med at vokse og samtidig eliminere næsten al CO ₂ emissioner, de genererer fra atmosfæren?

Svaret er et utvetydigt ja i en ny undersøgelse i tidsskriftet Anvendt energi medforfatter af forskere ved MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change, MIT Energy Initiative, og ExxonMobil.

Ved at bruge en forbedret version af MIT Economic Projection and Policy Analysis (EPPA)-modellen, der repræsenterer forskellige industrielle CCS-teknologivalg – og under forudsætning af, at CCS er den eneste mulighed for reduktion af drivhusgasemissioner, der er tilgængelig for industrier, der er svære at afbøde – vurderer undersøgelsen den lange - sigtede økonomiske og miljømæssige virkninger af CCS-udrulning under en klimapolitik, der sigter mod at begrænse stigningen i den gennemsnitlige globale overfladetemperatur på 2 grader Celsius over præindustrielt niveau.

Forskerne finder, at fraværende industriel CCS-udrulning, de globale omkostninger ved at implementere 2 grader Celsius-politikken er højere med 12 procent i 2075 og 71 procent i 2100, i forhold til policeomkostninger med CCS. De konkluderer, at industriel CCS muliggør fortsat vækst i produktion og forbrug af energiintensive varer fra industrier, der er svære at afbøde, sammen med dramatiske reduktioner i CO ₂ emissioner, de genererer. Deres fremskrivninger viser, at efterhånden som industriel CCS vinder frem i midten af ​​århundredet, denne vækst sker globalt såvel som inden for geografiske regioner (primært i Kina, Europa, og USA) og cementen, jern og stål, og kemiske sektorer.

"Fordi det kan muliggøre dybe reduktioner i industrielle emissioner, industriel CCS er en væsentlig afbødningsmulighed i en vellykket implementering af politikker, der er tilpasset Paris-aftalens langsigtede klimamål, " siger Sergey Paltsev, undersøgelsens hovedforfatter og en vicedirektør for MIT Joint Program og seniorforsker ved MIT Energy Initiative. "I takt med at teknologien udvikler sig, Vores modelleringstilgang giver beslutningstagere en vej til at projicere udbredelsen af ​​industriel CCS på tværs af industrier og regioner."

Men sådanne fremskridt vil ikke finde sted uden væsentlige, løbende finansiering.

"Vedvarende regeringsstøtte gennem årtier vil være nødvendig, hvis CCS skal realisere sit potentiale til at fremme væksten i energiintensive industrier og et stabilt klima, " siger Howard Herzog, en medforfatter af studiet og senior forskningsingeniør ved MIT Energy Initiative.

Forskerne finder også, at avancerede CCS-muligheder såsom kryogen kulstoffangst (CCC), hvori udvundet CO ₂ afkøles til fast form ved brug af langt mindre strøm end konventionelle kul- og gasfyrede CCS-teknologier, kunne hjælpe med at udvide brugen af ​​CCS i industrielle omgivelser gennem yderligere produktionsomkostninger og emissionsreduktioner.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.