Δοκιμές Συλλογής Άνθρακα – Χρήση Ποταμών για τη Μείωση των Εκπομπών CO2

Η κλιματική αλλαγή και η περιβαλλοντική υποβάθμιση επηρεάζουν τα οικοσυστήματα και την ανθρώπινη υγεία. Αέρια του θερμοκηπίου όπως το CO₂ συσσωρεύονται στην ατμόσφαιρα λόγω ανθρώπινων δραστηριοτήτων, κυρίως της καύσης ορυκτών καυσίμων. Εκτός από τη μείωση των εκπομπών, ερευνητές αναπτύσσουν τρόπους απομάκρυνσης διοξειδίου του άνθρακα που βρίσκεται ήδη στον αέρα. Μία τέτοια προσέγγιση αξιοποιεί τη χημεία των ποταμών.

Η CarbonRun εξετάζει την ενίσχυση της αλκαλικότητας ποταμών για απομάκρυνση άνθρακα. Χρησιμοποιεί ασβέστωση, μια πρακτική προσθήκης ασβεστολιθικού υλικού που εφαρμόζεται και για την αποκατάσταση υδάτων που έχουν υποστεί οξίνιση.

Ο θρυμματισμένος ασβεστόλιθος μπορεί να αυξήσει την αλκαλικότητα του νερού και την ικανότητά του να συγκρατεί ανόργανο άνθρακα. Η αποτελεσματικότητα εξαρτάται από τη διάλυση του υλικού και τις συνθήκες κάθε ποταμού.

Η προσέγγιση επιταχύνει φυσικές γεωχημικές διεργασίες. Ο άνθρακας μετατρέπεται σε διαλυμένα διττανθρακικά ιόντα που μεταφέρονται προς τον ωκεανό. Ο στόχος είναι η μακροχρόνια αποθήκευση στο νερό, όχι η μεταγενέστερη συλλογή ενός στερεού προϊόντος.

Δοκιμή

CarbonRun χρησιμοποιεί εξοπλισμό δοσομέτρησης που αποθηκεύει ασβεστολιθική σκόνη σε σιλό και την προσθέτει ελεγχόμενα στο νερό. Το πιλοτικό παράδειγμα του άρθρου αφορά τον West River Pictou στη Νέα Σκωτία του Καναδά.

Στη δοκιμή παρακολουθούνται η διάλυση του ασβεστολίθου και οι μεταβολές στη χημεία του ποταμού. Η εξαφάνιση ενός ορατού νέφους σκόνης δεν αποδεικνύει από μόνη της πόσο διοξείδιο του άνθρακα απομακρύνθηκε· απαιτούνται μετρήσεις και υπολογισμός του καθαρού αποτελέσματος.

Οφέλη

Η ασβέστωση έχει ιστορικό χρήσης για την αντιμετώπιση της οξίνισης ποταμών. Η αξιοποίηση αυτής της εμπειρίας για απομάκρυνση άνθρακα είναι υποσχόμενη, αλλά η αποκατάσταση της οξύτητας και η επαληθευμένη απομάκρυνση άνθρακα αποτελούν διαφορετικά αποτελέσματα που πρέπει να τεκμηριώνονται.

Μακροχρόνια αποθήκευση CO₂

Η μεταφορά άνθρακα στον ωκεανό ως διττανθρακικών ιόντων μπορεί να προσφέρει μακροχρόνια αποθήκευση. Δεν αρκεί απλώς η επαφή με ασβέστιο για να αποδειχθεί μόνιμη απομάκρυνση. Αν ο δεσμευμένος άνθρακας χρησιμοποιηθεί για καύσιμο και καεί, επιστρέφει στην ατμόσφαιρα.

Κόστος

Η άμεση δέσμευση από τον αέρα μπορεί να είναι δαπανηρή· το εύρος 600–1.000 δολαρίων ανά τόνο αφορά ορισμένες εκτιμήσεις αυτής της τεχνολογίας, όχι κάθε μορφή δέσμευσης πριν από την εκπομπή. Η ασβέστωση επιδιώκει χαμηλότερο κόστος, το οποίο πρέπει να επιβεβαιωθεί σε εμπορική κλίμακα.

Εφαρμογή σε κατάλληλες τοποθεσίες

Η μέθοδος αξιοποιεί υπάρχοντες ποταμούς και σχετικά απλό εξοπλισμό. Ωστόσο, κάθε εφαρμογή απαιτεί μελέτη υδρολογίας και οικολογικών επιπτώσεων, κατάλληλη δοσολογία, άδειες και συνεχή παρακολούθηση. Δεν είναι κατάλληλος κάθε ποταμός.

Ανάπτυξη της απομάκρυνσης άνθρακα

CarbonRun είναι καναδική εταιρεία που συνδυάζει έρευνα αποκατάστασης ποταμών και απομάκρυνσης άνθρακα. Οι δοκιμές της εξετάζουν πώς μπορεί η ασβέστωση να αποδώσει ασφαλή, μετρήσιμα αποτελέσματα σε μεγαλύτερη κλίμακα.

Συμφωνία αγοράς απομάκρυνσης άνθρακα 25,4 εκατ. δολαρίων

Τον Σεπτέμβριο του 2024, αγοραστές μέσω της Frontier συμφώνησαν να καταβάλουν στην CarbonRun 25,4 εκατ. δολάρια για απομάκρυνση 55.442 τόνων CO₂ το 2025–2029. Η Frontier διευκολύνει τέτοιες αγορές για εταιρείες όπως η Stripe, η Alphabet (GOOG ) και η Shopify (SHOP ). Η συμφωνία είναι αγορά μελλοντικής απομάκρυνσης, όχι επένδυση σε μετοχές ή επιχορήγηση. Χωριστά, η Stripe ανακοίνωσε ερευνητική επιχορήγηση 1 εκατ. δολαρίων για την CarbonRun.

Το μέλλον της CarbonRun

Η επέκταση των δοκιμών σε διαφορετικούς ποταμούς θα βοηθήσει να αξιολογηθούν η ασφάλεια, το κόστος και το δυναμικό της μεθόδου. Τα σχέδια ανάπτυξης αποτελούν στόχους και δεν εγγυώνται συγκεκριμένα αποτελέσματα.

Άλλες προσεγγίσεις μείωσης και απομάκρυνσης εκπομπών

Οι ακόλουθες τεχνολογίες υπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς: η άμεση δέσμευση απομακρύνει CO₂ από τον αέρα, η δέσμευση στην πηγή περιορίζει τις εκπομπές εγκαταστάσεων και τα φωτοβολταϊκά μπορούν να υποκαταστήσουν παραγωγή από ορυκτά καύσιμα.

Πλωτά φωτοβολταϊκά

Μελέτη του 2024 από τα Πανεπιστήμια Bangor και Lancaster και το UK Centre for Ecology & Hydrology αξιολόγησε το δυναμικό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από πλωτά φωτοβολταϊκά σε λίμνες και ταμιευτήρες. Η παραγωγή χαμηλών εκπομπών μπορεί να περιορίζει τη χρήση ορυκτών καυσίμων. Η μειωμένη εξάτμιση εξοικονομεί νερό· δεν αποτελεί από μόνη της απομάκρυνση CO₂.

Τα πάνελ σκιάζουν το νερό και μεταβάλλουν την έκθεσή του στον ήλιο και τον άνεμο. Πιθανά οφέλη περιλαμβάνουν λιγότερη εξάτμιση, αλλά οι επιπτώσεις στη θερμοκρασία, την ανάμειξη του νερού και τα οικοσυστήματα χρειάζονται αξιολόγηση ανά τοποθεσία.

Crescent Midstream

Η Crescent Midstream επιλέχθηκε το 2024 για ανάπτυξη σχεδιαζόμενου έργου δέσμευσης και γεωλογικής αποθήκευσης CO₂ από σταθμό φυσικού αερίου της Entergy Louisiana στο Lake Charles της Λουιζιάνας. Πρόκειται για δέσμευση εκπομπών στην πηγή, όχι για απομάκρυνση από τον ατμοσφαιρικό αέρα.

Η ανακοίνωση περιέγραφε δυνητική δυναμικότητα έως 3 εκατομμυρίων μετρικών τόνων CO₂ ετησίως, όχι τριών τόνων. Το έργο ήταν υπό ανάπτυξη και διαπραγμάτευση· η αναφερόμενη έναρξη το 2028 αποτελούσε στόχο του σχεδιασμού και όχι ήδη επιτευχθέν ορόσημο.

Hydrolyzer

Η τεχνολογία Hydrolyzer της Phlair βασίζεται σε ηλεκτροχημική αναγέννηση οξέος και βάσης. Ένα βασικό απορροφητικό δεσμεύει CO₂ από τον αέρα· η προσθήκη οξέος αλλάζει το pH και απελευθερώνει το αέριο. Ο Hydrolyzer αναγεννά τα αντιδραστήρια με ηλεκτρική ενέργεια, αντί για θερμική αναγέννηση. Δεν πρόκειται για όξινο νέφος που παγιδεύει άνθρακα πάνω σε μεμβράνη.

Η εταιρεία επιδιώκει να μειώσει το κόστος με αυτή την προσέγγιση. Ο αναφερόμενος στόχος των 100 δολαρίων ανά τόνο δεν αποτελεί αποδεδειγμένο κόστος κάθε εγκατάστασης. Ο Malte Feucht είναι συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Phlair· ο Hydrolyzer είναι η τεχνολογία της εταιρείας.

Εταιρείες που αναπτύσσουν λύσεις δέσμευσης άνθρακα

Ο κλάδος αναπτύσσεται καθώς επιχειρήσεις και κράτη επιδιώκουν να περιορίσουν τις καθαρές εκπομπές. Οι τεχνολογίες έχουν διαφορετικό κόστος, ωριμότητα και τρόπο αποθήκευσης, επομένως δεν είναι όλες ισοδύναμες λύσεις.

Carbon Engineering

Η Carbon Engineering ιδρύθηκε το 2009 και αναπτύσσει τεχνολογία άμεσης δέσμευσης CO₂ από τον αέρα. Ο δεσμευμένος άνθρακας μπορεί να αποθηκευτεί ή να χρησιμοποιηθεί ως πρώτη ύλη, μεταξύ άλλων για συνθετικά καύσιμα. Η καύση τέτοιων καυσίμων επανεκπέμπει το CO₂, ενώ η μόνιμη αποθήκευση απαιτεί ξεχωριστό, κατάλληλο σύστημα.

Quanta Services Inc.

Η Quanta Services Inc. (PWR ) παρέχει υπηρεσίες μηχανικής, κατασκευής και υποδομών ενέργειας, με δραστηριότητες που μπορούν να υποστηρίζουν έργα δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα. Αυτό δεν σημαίνει ότι προσφέρει επενδυτικά «ομόλογα άνθρακα».

Η Quanta Services ανακοίνωσε έσοδα 20,88 δισ. δολαρίων για το 2023. Τα ιστορικά οικονομικά στοιχεία δεν αρκούν για σύσταση αγοράς της μετοχής PWR. Η πορεία της εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από την εκτέλεση έργων, τα περιθώρια κέρδους, τη χρηματοδότηση και την αποτίμηση.

Δέσμευση άνθρακα ως μέρος ευρύτερης στρατηγικής

Η μείωση των εκπομπών και η απομάκρυνση άνθρακα μπορούν να συμπληρώνουν η μία την άλλη. Η έρευνα στους ποταμούς διερευνά έναν πρόσθετο τρόπο περιορισμού του καθαρού CO₂, με εφαρμογή σε κατάλληλες υδάτινες συνθήκες και επαλήθευση του αποτελέσματος.

Προοπτικές για την απομάκρυνση άνθρακα μέσω ποταμών

Η επέκταση των δοκιμών θα δείξει αν η μέθοδος μπορεί να απομακρύνει CO₂ με ασφαλή και οικονομικά βιώσιμο τρόπο σε μεγαλύτερη κλίμακα. Η CarbonRun αποτελεί ένα ενδιαφέρον παράδειγμα προς παρακολούθηση, χωρίς να είναι δεδομένη η μελλοντική εμπορική επιτυχία της.

Μάθετε για άλλα ενδιαφέροντα περιβαλλοντικά έργα εδώ