مع تقدم حياد الكربون ، تستمر تقنيات إزالة الكربون ، واحتجاز الكربون ، وعزل الكربون في التطور والتكرار. عمليات جديدة لتوفير الطاقة ، وإزالة الكربون من المواد الخام ، والتقنيات المختلفة مثل محطات الطاقة التي تعمل بالفحم ، وإنتاج الأسمنت ، ومحطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة للغاز الطبيعي ، ومحطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة المتكاملة لتغويز ، ويتم الترويج باستمرار لالتقاط الكربون في طاقة الكتلة الحيوية في الصين. ومع ذلك ، هناك قطعة مفقودة في المشهد التكنولوجي لدينا-التقاط الهواء المباشر (DAC).تقنية التقاط الهواء المباشرهو حاليا الوسيلة الوحيدة التي يمكن أن تعالج القضايا الثلاث التالية:
الفعالية من حيث التكلفة
قابلية التوسع (يمكن توسيع المقياس بلا حدود)
القدرة على القضاء على التعاون2الانبعاثات في أي وقت معين ؛ إزالة المشترك بشكل دائم2من الجو.
يمكن تقسيم عملية التقاط الهواء المباشر إلى ثلاث خطوات:
يتم سحب الهواء من خلال المراوح الموجودة داخل المجمع. بمجرد سحبها ، تمر عبر مرشحات داخل المجمع ، تلتقط جزيئات ثاني أكسيد الكربون.
عندما تكون المرشحات مشبعة بالكامل مع CO2، المجمع وترتفع درجة الحرارة إلى حوالي ، فنجان درجة مئوية ، أي ما يعادل تقريبا درجة الحرارة اللازمة لتحضير الشاي! المشترك الذي تم التقاطه2، مختلطة مع بعض المياه ، يتم إدخالها تحت الأرض ، حيث يتم عزلها بشكل دائم من خلال عمليات التمعدن.
بالإضافة إلى ذلك ، شارك القبض2يمكن تحويلها إلى وقود ديزل اصطناعي أو وقود منخفض الكربون ، واستخدامها مباشرة لتوليد الطاقة ، أو نقلها مباشرة إلى الدفيئات الزراعية القريبة أو صناعة المشروبات.
بناءً على نوع الماص المستخدم في عملية التقاط الهواء المباشر (DAC) ، يمكن تصنيف DAC إلى فئتين: سائل وصلب.
محلول هيدروكسيد قلوي
يتضمن محلول هيدروكسيد القلوية تقنية DAC تفاعلين دوريين. التفاعل الأول هو التفاعل بين ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ومحلول هيدروكسيد قلوي (هيدروكسيد الصوديوم NaOH أو هيدروكسيد البوتاسيوم KOH) لإنتاج كربونات قابلة للذوبان في الماء. التفاعل الثاني هو تجديد محلول هيدروكسيد القلوي من خلال causticization ، حيث يتم تسخين كربونات الكالسيوم المولدة (CaCO3) من تفاعل causticiation إلى أعلى من ، درجة مئوية لإطلاق ثاني أكسيد الكربون.
محلول أمين
يستخدم على نطاق واسع امتصاص محلول أمين في التقاطCO2الانبعاثات بعد الاحتراق. ينطوي ذلك على استخدام محلول أمين لامتصاص ثاني أكسيد الكربون من غاز المداخن في درجة الحرارة المحيطة ومن ثم تجديد محلول أمين من خلال التجريد عند حوالي 47 درجة مئوية. وقد وجدت الدراسات أن أمين الألكيل لديه تقارب كبير لثاني أكسيد الكربون ، وتلبية شروط التقاط مباشرةCO2من الجو.
محلول ملح حمض أميني
يستخدم محلول ملح الأحماض الأمينية كمحلول ماص ، تحويلCO2من الغلاف الجوي إلى كربونات بلورية (PyBIGH2(CO3)(H2O)4) من خلال الترابط الهيدروجيني. الذوبان المنخفض لهذا الكريستال يسمح للترشيح والانفصال عن المحلول. يتكون محلول ملح الأحماض الأمينية/عملية DAC BIGs بشكل رئيسي من ثلاث خطوات ، كما هو موضح في الشكل 2: أولاً ،CO2في الهواء يتفاعل مع محلول ملح الأحماض الأمينية لتشكيل البيكربونات المقابلة ؛ ثانياً ، يتفاعل البيكربونات مع BIGs (Bis-iminoguanidines) لإعادة تجديد ملح الأحماض الأمينية والحصول في وقت واحد على بلورات الكربونات ؛ ثالثاً ، تتحلل بلورات الكربونات عند درجة حرارة أقل (80 ~ ~ درجة مئوية) لإعادة تجديد الكبار والحصول على درجة نقاء عاليةCO2.
تركيز القلوية VariationAs هو مبين في الشكل 3 ، يستخدم هذا الأسلوب محلول قلوي مخفف لامتصاصCO2من الجو. عندما يصل المحلول إلى التوازن مع الهواء ، تزداد القلوية من القيمة الأولية إلى قيمة التوازن. ثم يتركز المحلول لزيادة الكربون غير العضوي المذاب ورفع القلوية إلى الحد الأقصى. نتيجة لذلك ، الضغط الجزئيCO2في الحل يزيد. عن طريق تقليل ضغط النظام إلى أقل منCO2الضغط الجزئي ، الممتصCO2تمت إزالته وإبعاثه. ثم يتم تخفيف المحلول المركز لاستعادة القلوية الأولية ، وتتكرر العملية عن طريق الامتصاص المستمرCO2من الجو.
المعادن القلوية الصلبة (الأرضية)
هناك ثلاثة أنواع: معادن قلوية نقية (أرضية) ، معادن قلوية مدعومة (أرضية) ، ومازات أمين صلبة. أخذ تساو كمثال:
الـCO2تتضمن عملية الالتقاط خطوتين رئيسيتين: أولاً ، يخضع CaO لرد فعل الكربنة عند الاتصال بهCO2، يتحول إلى CaCO3 ؛ ثانيًا ، يتم تحميص CaCO3 للإفراج عنهCO2تستمر هاتان الخطوتان في دورة مستمرة. يمكن أيضًا استخدام أكاسيد أو هيدروكسيدات المعادن القلوية (الأرضية) لالتقاطCO2من الجو. ومع ذلك ، بسبب تركيز أقل بكثير منCO2في الهواء مقارنة بغاز المداخن ، الطاقة اللازمة لالتقاط الهواء المباشرCO2من الهواء هو أعلى بكثير.
المواد MOFs
في السنوات الأخيرة ، أصبحت MOFs نقطة ساخنة للبحث في مجال DAC. قويCO2يمكن تحقيق قدرة الامتصاص عن طريق تحميل مجموعات أمين على MOFs (القسم) أو تعديل حجم المسام وتوزيع المواقع النشطة. درس شيخه وآخرون أداء من من من خلال التقاط الهواء المباشر في Ni/ZnCO2. من خلال ضبط النوع المعدني لتغيير وحدة الخلية وتوزيع المسام ، وجدوا أن حجم المسام هو الأكبر عندما يكون الجسيم المركزي هو الزنك (Zn) ، وهو ما يتوافق مع aCO2سعة امتزاز = mmol/g. عندما يكون الجسيم المركزي من النحاس (Cu) ، يكون حجم المسام هو الأصغر ، مما يسمح بامتزاز = mmol/gCO2.
امتصاص يستجيب للرطوبة
يشتمل جهاز امتصاص الهواء المستجيب للرطوبة بشكل رئيسي على ثلاث خطوات: أولاً ، في بيئة جافة ، مجموعات قلوية (OH-أو CO32-) على السطح الممتز كثف ثاني أكسيد الكبريت من الهواء ؛ ثانيًا ، في ظل ظروف الرطوبة العالية أو الترطيب العالي ، كثفCODesorbs تدريجيا. ثالثا ، desorbedCO2يتم ضغطها وتخزينها أو استخدامها.
الشركات التي تحقق التصنيع داك
حاليا ، العديد من الشركات ، بما في ذلك Climeworks في سويسرا ، هندسة الكربون في كندا ، والحرارة العالمية في الولايات المتحدة ، تم تخصيصها لأبحاث تكنولوجيا DAC لسنوات عديدة ونجحت في تشغيل العديد من مشاريع DAC.
نظرة عامة على Climeworks: تأسست في سويسرا في من ، بدأت Climeworks كفرع من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في Zurich. في تونج ، تعاونت Climeworks مع Sunfire وأودي لإطلاق أول مصنع تجريبي ، قادر على التقاط وتحويلCO2من البيئة إلى الديزل الاصطناعي. في ، نجحت Climeworks في تشغيل أول مصنع لالتقاط الهواء المباشر (DAC) على النطاق الصناعي في العالم ، واستولت على من من من من من من منCO2سنويا ، مع القبض عليهCO2يتم توصيلها مباشرة إلى الدفيئات القريبة أو صناعة المشروبات. كان مشروع تكييف الهواء في climeworks المسمى Orca في الأرض أول مشروع DAC تشغيلي في العالم ، بدأ البناء في August ويعمل رسميًا في SeptemberCO2سنويًا. في June ، أعلنت Climeworks عن بدء مشروع DAC الثاني المسمى ماموث ، حيث التقطت من من من من منCO2من المتوقع أن تبدأ العمليات سنويًا في من ومن المتوقع أن
نظرة عامة على هندسة الكربون: تأسست CE في كندا في كندا من قبل البروفيسور ديفيد كيث من جامعة هارفرد. تعاونت CE مع باحثين من جامعة هارفرد لتطوير طريقة إنتاج صناعي لالتقاط ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء واستخدامه لإنتاج الوقود السائل. في ، أنشأت CE مركز أبحاث هندسة الكربون وأنشأت أكبر معدات أبحاث DAC في العالم. بعد ذلك ، بدأت CE ، بالشراكة مع مشاريع أوكسي منخفضة الكربون ، مشروع احتجاز وتخزين الكربون الهوائي 1 مليون طن بالقرب من حقل أوكسي النفطي. كما تعاونت CE مع طاقة النقاط الزرقاء الشاحبة لنشر مشروع DAC تجاري في المملكة المتحدة. في قل ، تشاركت CE مع نقطة واحدة لإكمال عملية تصميم أول مشروع تجاري واسع النطاق في العالم بحجم مليون طن. بعد أن يصبح المشروع قيد التشغيل ، من المتوقع التقاطه!CO2سنويًا ، مع القدرة على التوسع إلى مليون طن في السنة. أعلنت شركة 1 pot5 و CE عن خطط لإكمال 70 منشأة داك واسعة النطاق من هذا القبيل من قبل من.
نظرة عامة على ترموستات عالمي تم تأسيسه في الولايات المتحدة: تم تأسيس ترموستات عالمي من قبل مؤلفي بروتوكول كيوتو وباحثين من جامعات برينستون وهارفارد وكولومبيا وستانفورد. قامت الشركة ببناء أول مصنع تجريبي لها في نفس العام وفي أول مصنع عرض تجاري في. في الوقت الحالي ، يتعاون منظم الحرارة العالمي مع ExxonMobil لتطوير تقنية التقاط الكربون وتوسيع نطاقها. في April ، وقع ترموستات عالمي اتفاقية مع HIF لتوريد معدات DAC إلى المصنع التجريبي في شيلي ، ووقود Haru Onie ، واستخدامهاCO2مختلطة مع الهيدروجين الكهربائي لإنتاج البنزين الصناعي. هدف تصميم مصنع داك هو: tCO2/السنة.
حاليا ، هناك ما يقرب من مائة مشروع تجريبي مخطط وتشغيلي لالتقاط الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS) في مختلف الصناعات مثل الطاقة والنفط والغاز والمواد الكيميائية والأسمنت ، الفولاذ في الصين. تم الانتهاء من أكثر من نصف هذه المشاريع وبدأ تشغيلها ، مع قدرة إجمالية على احتجاز الكربون تتجاوز 4 ملايين طن سنويًا. بدأ تطوير تكنولوجيا التقاط الهواء المباشر (DAC) في الصين في وقت متأخر نسبيًا ،ولا يوجد حاليًا أي منشأة تجريبية صناعية داك تشغيلية. اقترحت شركة استثمار الطاقة الحكومية (SPIC) إكمال بناء أول منشأة عرض صناعي DAC في الصين ، بهدف معالجة الفجوة في حقل DAC الهندسي في البلاد. قامت جامعة Zhejiang بتطوير نموذج DAC على نطاق صغير بسعة 30 في تشجيانغ/يوم باستخدام عملية تجديد التبول ، والاستيلاء عليهCO2يمكن استخدامها لتزويد الدفيئات الزراعية.
ما هي إمكانات تطوير تقنية داك ؟ يصور الرسم البياني أدناه منحنيات التكلفة الحدية لطرق التقاط الكربون المختلفة:
مصدر البيانات: جولدمان ساكس بحث الاستثمار العالمي
يمكن ملاحظة أن تقنية DAC لديها إمكانات غير محدودة لزيادة السعة. عند الوصول إلى 29GtCO2انخفاض التكاليف الهامشية ، تسليط الضوء على الإمكانات التجارية.
استجابة للاحترار العالمي ، أعلنت إدارة الطاقة الأمريكية عن دعم بقيمة مليار دولار لمشروعي التقاط الهواء المباشر (DAC) على August 11. تقع هذه المشاريع في تكساس ولويزيانا ، على التوالي. تقدر وزارة الطاقة أنه بمجرد اكتمال هذه المشاريع ، ستزيل أكثر من 2 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي سنويًا ، أي ما يعادل تقليل الانبعاثات السنوية للسيارات ذات الكفاءة في الوقود تقريبًا ، مع خلق فرص عمل في المنطقتين.
وفقًا لقانون البنية التحتية من الحزبين ، تخطط الولايات المتحدة لإنشاء أربعة مراكز داك على مدار العقد المقبل ، مع تقديم الحكومة الفيدرالية مليار دولار كدعم للدعم ، المبلغ المذكور ، والذي يمثل مبلغ $ ، جزء منه. تنص وزارة الطاقة على أنه ، مع الانتشار الواسع ، يمكن أن تساعد شركة DAC الولايات المتحدة على تحقيق هدفها المتمثل في حياد غازات الدفيئة من خلال من من من.
يشير تقرير التقييم الوطني الرابع لتغير المناخ في الصين ، الذي صدر في ، صراحة إلى تقنيات احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS) ، بما في ذلك الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه (BECCS) والتقاط الهواء المباشر (داك) ، كتقنيات الانبعاثات السلبية. في نفس العام ، اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح وإدارة الطاقة الوطنية ، في آرائهما بشأن تحسين آلية النظام وتدابير السياسة العامة لتحويل الطاقة الخضراء ومنخفضة الكربون ، "أعربت الصين بوضوح عن تشجيعها لتطوير تقنيات منخفضة الكربون. يعتبر احتجاز الكربون ركيزة أساسية للصين لتحقيق أهدافها المناخية. يمكن القول أن تكنولوجيا DAC تحمل أهمية استراتيجية كبيرة للصين في تحقيق أهداف حياد الكربون.
علاوة على ذلك ، يستثمر اللاعبون الرئيسيون في الصناعة بشكل متزايد في DAC. والتزمت شركات مثل الأبجدية ، وShopify ، وMeta ، وMicrosoft ، وh & M groups بشراء ما يقرب من 1 مليار دولار أمريكي في تقنيات "الإزالة الدائمة للكربون" من إلى. في مايو من هذا العام ، وصلت JPMorgan Chase إلى 20 مليون دولار ، اتفاقية إزالة الكربون لمدة تسع سنوات مع Climeworks ، رائد DAC مقرها في سويسرا.
تعد تقنية DAC مكونًا لا غنى عنه في استراتيجيات حيادية الكربون ، لكن تكلفتها لا تزال تشكل تحديًا للبقاء التجاري. تطبيقات DAC المحتملة في صناعة البترول ، وتصنيع الوقود الاصطناعي ، والبلاستيك ، والميثانول ، والخرسانة ، والعديد من المنتجات الأخرى توفر مساحة للخيال. داك في مراحلها المبكرة في الصين ، وتشارك دودجن بنشاط في البحث والتطوير التكنولوجي. نرحب بالمزيد من الشركاء للانضمام إلينا في تعزيز التطور السريع لهذا المجال.
![من أجل](uploads/image/وتقييم/"title)
