碳捕获技术多久可以解决工业二氧化碳短缺问题

  • 2021-09-26 15:56:18
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二氧化碳的稀缺对英国的供应链造成了严重破坏,威胁到肉类、酒精和碳酸饮料的短缺。虽然政府支付了重新开放化肥厂的费用,但购买二氧化碳的公司将不得不支付比平时多五倍的费用。

最近天然气价格的飙升已经关闭了英国的许多化肥工厂,这对许多其他行业造成了冲击。

这是因为氨肥是由氮和氢制成的,而后者来自分解天然气——这一过程会释放出二氧化碳作为副产品。正是这种二氧化碳被吸收并用于不同的行业,从碳酸软饮料到对牲畜实施安乐死。固态形式的二氧化碳甚至可以用于运输和储存对温度敏感的药物,包括辉瑞 COVID-19 疫苗。

二氧化碳的稀缺对英国的供应链造成了严重破坏,威胁到肉类、酒精和碳酸饮料的短缺。虽然政府支付了重新开放化肥厂的费用,但购买二氧化碳的公司将不得不支付比平时多五倍的费用。

二氧化碳——使我们的世界升温的温室气体——也使某些重要行业保持运转,这似乎令人惊讶。我们拼命想减少排放的东西怎么会短缺?难道我们不能把它从大气中拉下来,然后泵到可以投入使用的工厂吗?

碳捕集技术

问题在于工业中使用的 CO₂ 来自复杂供应链中一个成熟部分的来源。这种在制造肥料过程中产生的二氧化碳相对便宜且易于分离。如果该系统出现故障,则没有现成的替代方案。同时,大气中的二氧化碳浓度约为 420 ppm – 占所有气体的 0.0042%。从空气中分离二氧化碳很困难,而且成本更高。

所谓的“点源碳捕获技术”是目前最好的替代选择,它涉及从工厂和发电厂烟囱的废气中洗涤二氧化碳。在这里,二氧化碳排放量最高,浓度比大气中的高数千倍。

可以从发电站烟囱甚至直接从空气中捕获碳的技术正在开发中,但还没有达到所需的规模。自 2005 年以来,历届政府发起并结束了两项旨在推动碳捕获和储存技术创新的英国竞赛,最后一项竞赛于 2015 年结束,但没有取得太大成功。

不过,一些举措已经启动,包括苏格兰圣弗格斯的橡子项目,该项目将二氧化碳与天然气(用于制造氢气)分离,并将其注入北海。该德拉克斯C-捕获项目,同时,提取物的排放量在北约克郡,英格兰生物质能电厂的二氧化碳。据称,该项目旨在通过管道将二氧化碳输送到海上储存地点,从而及时实现碳中和。

在任何新的碳捕获技术可以以必要的规模部署之前,通常需要十年的研究和工程。使用二氧化碳的行业必须规划未来多年可用的新碳捕获技术,而不是期望立即解决。

目前在全球选定地点运行的碳捕集装置,例如在加拿大的边界大坝燃煤电站,不太可能为二氧化碳供应行业的需求提供解决方案。这是因为他们使用液体在高温下吸收和净化温室气体,产生 99% 以上的纯二氧化碳,但需要大量能源,因此价格昂贵。液体吸附剂也会在高温下分解,留下有毒的副产品。

固体吸附剂,如由二氧化硅或纤维素粉末制成的吸附剂,要稳定得多。一些新系统使用固体吸收剂和高压而不是高温来吸附二氧化碳。这些可能是运行成本最低且对环境破坏最小的,使它们成为行业获取可持续二氧化碳的不错选择。计划在南威尔士的塔塔钢铁厂安装一个基于压力的捕集设施,将捕集废二氧化碳并将其转化为运输燃料。

防止未来短缺

在接下来的 30 年里,行业还需要考虑直接空气捕获——一种能够将温室气体从空气中提取出来的技术——作为二氧化碳的来源,但这会给消费者带来成本。在需要二氧化碳的过程中生产的产品,例如碳酸饮料以及新鲜和包装食品,将不得不转嫁这些成本增加。

捕获的二氧化碳应储存在工业储备中——与二氧化碳来自的发电厂或可能使用它的工厂位于同一地点的钢罐,而不是地下。工业储备需要作为备用供应随时可用。

鉴于所有这些技术距离广泛推广还有一段路要走,如果没有监督委员会(类似于 COVID-19 工作组,它可以在问题发生后立即提供可行的方案,而不是几天或几天),社会就会面临定期短缺的风险。数周内陷入潜在的供应危机。

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