การอนุรักษ์และลดการปล่อยพลังงานและการพัฒนาเส้นทางการพัฒนาคาร์บอนต่ำเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดีที่สุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทั่วโลก ในขณะที่การบริโภคถ่านหินทั่วโลกเติบโตอย่างต่อเนื่องนักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าการยอมรับการจับคาร์บอนและเทคโนโลยีการจัดเก็บอย่างกว้างขวางมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเป้าหมายของการ จำกัด ภาวะโลกร้อนเป็น 2 องศา ดังนั้นในสายตาของนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกเทคโนโลยีใหม่สำหรับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มีคุณค่ามากขึ้นเรื่อย ๆ ในบรรดามาตรการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนและเทคโนโลยีการจัดเก็บที่หลากหลายถือเป็น "เทคโนโลยีเดียวที่มีส่วนร่วมมากที่สุด" เป็นที่คาดการณ์ว่าการมีส่วนร่วมในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกจะสูงถึง 20%ดังนั้นจึงได้รับความสนใจอย่างมากจากทุกประเทศ ในปัจจุบันมีโครงการการจับคาร์บอนและเทคโนโลยีการจัดเก็บมากกว่า 100 โครงการที่ดำเนินการหรือกำลังดำเนินการทั่วโลก
เทคโนโลยีการจับคาร์บอนและการจัดเก็บข้อมูล
ศาสตราจารย์ Pan Weiping ผู้อำนวยการสถาบันวิทยาศาสตร์การเผาไหม้และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อมที่ Western Kentucky University กล่าวในการสัมภาษณ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าการจับคาร์บอนและการจัดเก็บหมายถึงเทคโนโลยีที่รวบรวมคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตโดยแหล่งกำเนิดเช่นโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่โรงงานเหล็กและโรงงานเคมี เทคโนโลยีประกอบด้วยสามลิงก์: การจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์การขนส่งและการจัดเก็บ
การจับคาร์บอนเป็นกระบวนการของการจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ มีสามวิธีหลักในการจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์: การจับการเผาไหม้ก่อนการเผาไหม้การเผาไหม้ก๊าซที่อุดมไปด้วยและการจับการเผาไหม้ โดยไม่คำนึงถึงวิธีการดักจับที่ใช้ในระยะสั้นก๊าซที่เกิดจากโรงไฟฟ้าถ่านหินจะถูกรวบรวมและหลังจาก desulfurization, ไนโตรเจนออกไซด์ ฯลฯ คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกแยกและรวบรวม
ประการที่สองคือการกักเก็บคาร์บอน เมื่อมีการจับคาร์บอนไดออกไซด์และบีบอัดมันจะถูกบีบอัดกลับเข้าไปในแหล่งน้ำมันที่หมดลงหรือสถานที่ใต้ดินที่ปลอดภัยอื่น ๆ "ตัวอย่างเช่นในกระบวนการสกัดน้ำมันคาร์บอนไดออกไซด์จะต้องถูกฉีดก่อนที่น้ำมันจะเกิดขึ้น" Pan Weiping กล่าว การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้สามารถย้อนกลับไปในปี 1975 เมื่อสหรัฐอเมริกาฉีดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงสู่พื้นเพื่อเพิ่มการผลิตน้ำมัน แต่ไม่ถึงปี 1989 ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์เริ่มศึกษาเป็นโครงการป้องกันสิ่งแวดล้อมเพื่อเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก จนกระทั่งไม่กี่ปีที่ผ่านมาเทคโนโลยีนี้ได้รับความสนใจและการวิจัยมากขึ้น ถือว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์โดยตรงในอากาศ
เกี่ยวกับวิธีการเฉพาะของการดักจับคาร์บอนตอนนี้มีโรงไฟฟ้าความร้อนมากกว่า 1,100 แห่งในสหรัฐอเมริกาซึ่งมักจะใช้เทคโนโลยีการบำบัดหลังการเผาไหม้ Pan Weiping แนะนำว่ามีเทคโนโลยีการบำบัดหลังการเผาไหม้สองประเภท: หนึ่งคือเทคโนโลยีแอมโมเนียอินทรีย์ซึ่งปัจจุบันเป็นเทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้น แต่ก็มีข้อเสีย: ประสิทธิภาพการจับคาร์บอนไดออกไซด์มีเพียง 90%และใช้พลังงานจำนวนมาก
ประการที่สองคือเทคโนโลยีการดูดซับแอมโมเนีย แอมโมเนียบวกคาร์บอนไดออกไซด์กลายเป็นปุ๋ยไนโตรเจนขนาดเล็กซึ่งสามารถใช้เป็นปุ๋ยสำหรับการผลิตทางการเกษตร แต่ไม่ใช่โรงไฟฟ้าความร้อนทุกแห่งที่สามารถใช้เทคโนโลยีนี้ได้ มันถูก จำกัด ด้วยปริมาณ มิฉะนั้นจะขายปุ๋ยไนโตรเจนขนาดเล็กจำนวนมากได้ที่ไหน?
ประการที่สามคือเทคโนโลยีการบำบัดก่อนการเผาไหม้ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใหม่สามารถใช้เทคโนโลยีนี้ได้ ตัวอย่างเช่นโรงไฟฟ้าความร้อนที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างใน Dongguan, Guangdong, จีนใช้เทคโนโลยีการผลิตกระแสไฟฟ้าวงจรก๊าซถ่านหินโดยรวม ข้อได้เปรียบคือถ่านหินเป็นแก๊สก่อน หลังจากการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหินผลิตภัณฑ์หลักคือไฮโดรเจนคาร์บอนมอนอกไซด์ ฯลฯ และการเผาไหม้ไฮโดรเจนจะไม่ผลิตคาร์บอนไดออกไซด์
Pan Weiping กล่าวว่า "ตอนนี้โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่สร้างขึ้นใหม่หลายแห่งในสหรัฐอเมริกาใช้การเผาไหม้แบบผสมทำไมทำไมโรงไฟฟ้าเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติมและใช้อุปกรณ์ผลิตพลังงานที่มีอยู่การเผาไหม้ถ่านหินและชีวมวลแบบผสมกันสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
การกู้คืนน้ำมันที่เพิ่มขึ้นอาจช่วยต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
เทคโนโลยีการจับคาร์บอนถูกนำมาใช้ในสหรัฐอเมริกามาตั้งแต่ทศวรรษที่ 1930 ตัวอย่างเช่นคาร์บอนไดออกไซด์ถูกจับโดยปฏิกิริยาทางเคมีในควันของโรงไฟฟ้าและโรงงานจากนั้นปล่อยออกมาโดยการให้ความร้อนกับสารเคมี จากนั้นคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกกดดันให้กลายเป็นของเหลวและสูบผ่านท่อไปยังสถานที่จัดเก็บ สถานที่จัดเก็บรวมถึงกรวดใต้ดินชั้นหินอุ้มน้ำน้ำเกลือและแหล่งน้ำมันเก่า
เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ บริษัท น้ำมันได้ขุดเจาะคาร์บอนไดออกไซด์ใต้ดินทางตะวันตกเฉียงใต้ของโคโลราโดและพวกเขาจะขนส่งคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากผ่านท่อไปยังแหล่งน้ำมันในรัฐเทนเนสซีตะวันตก ด้วยการฉีดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้ำมันอายุสามารถใช้ในการผลิตน้ำมันมากขึ้นและคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนใหญ่จะถูกเก็บไว้อย่างถาวรในรัฐเทนเนสซี
ในรัฐมิสซูรี่โรงไฟฟ้าถ่านหินที่ใช้แก๊สเป็นเชื้อเพลิงใหม่จะเริ่มเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ในปี 2558 และส่งไปยังแหล่งน้ำมันในรัฐมิสซูรีตอนใต้ผ่านไปป์ไลน์เกือบ 100 กิโลเมตร โรงไฟฟ้าจะเป็นโรงงานแห่งแรกในสหรัฐอเมริกาที่ใช้การจับคาร์บอนและการเก็บรักษา โครงการใช้ก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อช่วยผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิลมากขึ้น แม้ว่าการเคลื่อนไหวนี้ยังห่างไกลจากวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศการกู้คืนน้ำมันที่เพิ่มขึ้นสามารถพิสูจน์ได้ว่าการจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และเทคโนโลยีการจัดเก็บเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
“ เชื้อเพลิงฟอสซิลจะไม่หายไปไหนในไม่ช้า” จอห์น ธ อมป์สันผู้อำนวยการโครงการการเปลี่ยนเชื้อเพลิงฟอสซิลกล่าวที่กองเรือรบทางอากาศที่ไม่แสวงหาผลกำไร "ถ้าเราต้องการหยุดภาวะโลกร้อนเราจำเป็นต้องหาวิธีใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลโดยไม่ต้องปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ปัจจุบันมีเพียงการจับคาร์บอนและการจัดเก็บที่สามารถทำได้" ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือขนาดและบ่อน้ำมันอายุมีความต้องการอย่างมากสำหรับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ Thompson คาดการณ์ว่าการกู้คืนน้ำมันที่เพิ่มขึ้นในที่สุดจะต้องใช้คาร์บอนไดออกไซด์ 33 พันล้านตันซึ่งเทียบเท่ากับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หลายทศวรรษจากโรงไฟฟ้าทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา
Chris Jones วิศวกรเคมีของ Georgia Institute of Technology กล่าวว่า: "ในระยะสั้นเราอาจใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลมากขึ้นเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนและเทคโนโลยีการจัดเก็บ แต่กระบวนการนี้เป็นสิ่งจำเป็นและเราต้องพัฒนาเทคโนโลยีนี้ต่อไปผ่านกระบวนการนี้และทำให้เทคโนโลยีนี้เติบโตและมีประสิทธิภาพมากขึ้น" แต่โจนส์ยังชี้ให้เห็นว่าการจับคาร์บอนและการจัดเก็บไม่ได้เป็นเพียงแค่การฝังคาร์บอนไดออกไซด์ลึกใต้ดิน กระบวนการทั้งหมดจะนำไปสู่การใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้การสูบของเหลวแรงดันสูงลงไปที่พื้นอาจนำไปสู่ความเสี่ยงของการเกิดแผ่นดินไหวที่มนุษย์สร้างขึ้นและยังมีความเสี่ยงต่อการรั่วไหลของคาร์บอนไดออกไซด์โดยไม่ตั้งใจ เพราะไม่มีวิธีที่จะพิสูจน์ว่าคาร์บอนไดออกไซด์ที่จับและเก็บไว้จะไม่รั่วไหลออกมา ตัวอย่างเช่นมีหมู่บ้านในแอฟริกาที่มีทะเลสาบอยู่ในนั้น หลังจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ด้านล่างของทะเลสาบรั่วไหลออกมาผู้คนและสัตว์ทั้งหมดในหมู่บ้านก็หายใจไม่ออกจนตายและหมู่บ้านทั้งหมดก็หายไป
ไม่สามารถละเว้นมูลค่าของเทคโนโลยีคาร์บอน
ปัจจุบันค่าใช้จ่ายเป็นอุปสรรคสำคัญในการใช้เทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนและการจัดเก็บและการกู้คืนน้ำมันที่เพิ่มขึ้นเป็นพื้นที่หลักสำหรับการใช้งานเทคโนโลยีนี้อย่างกว้างขวางและการลดต้นทุน ทั่วโลกการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกิน 35 พันล้านตันต่อปีเกือบทั้งหมดมาจากถ่านหินน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ ตามที่สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศเพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการ จำกัด ภาวะโลกร้อนเป็น 2 องศาเซลเซียสและโครงการเก็บคาร์บอนมากกว่า 100 โครงการจะต้องสร้างขึ้นในปี 2563 ซึ่งจะลดคาร์บอนไดออกไซด์ 270 ล้านตันต่อปี อย่างไรก็ตามปัจจุบันมีโครงการที่วางแผนไว้หรือเสนอเพียง 60 โครงการซึ่งมีเพียง 21 โครงการที่เริ่มก่อสร้างหรือดำเนินการ มีโครงการเก็บรวบรวมและจัดเก็บคาร์บอนที่วางแผนไว้ 34 โครงการนอกอเมริกาเหนือซึ่งส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในเอเชียและออสเตรเลีย จากข้อมูลของสถาบันการจับกุมและจัดเก็บคาร์บอนทั่วโลกการคัดค้านโครงการจับกุมคาร์บอนและโครงการจัดเก็บในประเทศยุโรปเช่นเยอรมนีได้นำไปสู่การลดลงของจำนวนโครงการในยุโรปจาก 14 โครงการที่วางแผนไว้ในปี 2554 ถึง 5 โครงการที่วางแผนไว้ในปี 2557
