Ce n'est pas du brouillard :c'est du smog, preuve que l'air est de plus en plus pollué par les gaz à effet de serre. Getty Images
Nous vivons une époque périlleuse. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat a récemment déclaré que pour éviter des augmentations de température catastrophiques, les émissions mondiales de gaz à effet de serre ne doivent pas augmenter après 2015. Pourtant, l'Agence internationale de l'énergie prévoit que notre consommation d'électricité augmentera de 50 % d'ici 2030, et si les performances passées sont une indication, c'est probablement vrai [source :The Guardian].
Ayant brûlé environ 551 milliards de tonnes de carbone depuis le début de la révolution industrielle, la concentration atmosphérique mondiale du gaz est maintenant 100 parties par million plus élevée qu'elle ne l'était il y a un peu plus de 200 ans [source :The Guardian]. Avec des données comme ça obstruant l'air, il est assez clair que les humains peuvent avoir à prendre des décisions assez importantes concernant leur consommation d'énergie :Au revoir SUV; bonjour hybride.
Mais et si nous pouvions avoir notre gâteau et le manger aussi ? Ou dans le cas de séquestration du carbone et CO 2 lavage en particulier - notre du Coca . Comme vous le savez peut-être déjà dans Qu'est-ce que la technologie du charbon propre ? et comment fonctionne la capture du carbone, le coke est une forme solidifiée de carbone, et le terme séquestration du carbone fait référence à un large éventail de processus qui capturent le dioxyde de carbone et l'envoient pour un stockage permanent ou une utilisation productive. CO 2 le lavage est une forme particulière de capture du carbone qui a lieu après la combustion de combustibles fossiles, mais avant que l'échappement ne soit libéré dans l'air.
Mis à part son prix actuellement élevé, beaucoup de gens voient du CO 2 le lavage comme l'un des moyens les plus simples de réduire les émissions de dioxyde de carbone, car il ne nécessite aucun changement de mode de vie. Pas de panneaux solaires à installer ni de parcs éoliens auxquels se connecter ; aucune culpabilité ne trébuche d'avoir accidentellement laissé les lumières allumées toute la journée. Continuez simplement à brûler cette huile de minuit et laissez les épurateurs s'occuper du reste. Mais qu'est-ce que "le reste" implique au juste ? Continuez à lire pour le savoir.
Contenu
Le processus de lavage au CO2
Défis de l'épuration au CO2
Applications pour le lavage au CO2
Le processus de lavage au CO2
CO 2 l'épuration ne fonctionne pas en épurant physiquement le charbon, mais en isolant le CO 2 des autres gaz de combustion avant qu'ils ne soient rejetés dans l'air. Getty Images
Quel que soit le pays dans lequel vous vivez, sauf si vous résidez dans une yourte, l'électricité qui alimente votre maison provient très probablement d'une centrale électrique. Les États-Unis brûlent des combustibles fossiles pour plus de 85 % de leurs besoins énergétiques, et des centrales électriques poussent en Chine au rythme de deux par semaine [source :Herzog/CCS].
Pour produire de l'énergie, la plupart des centrales électriques brûlent du charbon (ou un autre combustible fossile) dans l'air pour créer de la vapeur. La vapeur fait tourner une turbine, qui produit de l'électricité. A part la vapeur, bien que, un méli-mélo de fumées sont également créés et libérés dans l'atmosphère. Bon nombre de ces émissions étrangères sont des gaz à effet de serre qui contribuent à l'effet de serre.
Mais tous les gaz à effet de serre ne sont pas créés égaux. Même si le dioxyde de carbone ne représente généralement pas plus de 15 pour cent des émissions d'une centrale électrique en volume, il est responsable de 60 % de l'effet de serre [source :U.S. Department Of Energy/Marion].
Afin d'éviter le CO 2 de s'échapper dans l'atmosphère, la capture du carbone post-combustion (comme son nom l'indique) fonctionne en isolant le CO 2 des autres fumées après combustion. Une fois les fumées évacuées, ou frotté , ils sont relâchés dans l'air. Certaines techniques d'épuration isolent également d'autres gaz à effet de serre comme le soufre et le mercure, mais depuis CO 2 est le plus gros problème, il reçoit le plus d'attention.
Actuellement, utiliser un solvant liquide pour se lier au CO 2 et le séparer des autres composants gazeux est la méthode d'isolement la plus répandue. Deux solvants couramment utilisés sont l'ammoniaque et la monoéthanolamine (MEA).
Quel que soit le solvant choisi, bien que, le processus est essentiellement le même:
Après la combustion du combustible fossile dans l'air, les gaz résultants sont collectés et refroidis. Le solvant est ensuite ajouté et absorbe le CO 2 , former un nouveau composé dans une réaction chimique réversible. Le nouveau composé se sépare des autres gaz en entrant dans un état plus solide qui est pompé vers une nouvelle chambre et réchauffé. La chaleur provoque le CO 2 de sortir de la solution pour qu'elle puisse être détournée vers le stockage. Le solvant est renvoyé en début de cycle pour être réutilisé, et le gaz de combustion épuré est libéré dans l'atmosphère.
En plus d'utiliser des solvants, autre CO 2 Les méthodes de nettoyage comprennent :
Utilisation d'adsorbants qui attirent le CO 2 à leur surface où il peut être enlevé
Utilisation de membranes sélectivement perméables qui empêchent le CO 2 de passer mais laisser s'échapper les gaz les plus bénins
Refroidir les fumées à une température qui force le CO 2 se condenser hors de la solution pour la séparation
Même si chacune des techniques énumérées s'est avérée efficace, en raison des défis inhérents à la séparation du CO 2 des fumées, les scientifiques étudient de meilleures options au moment où nous parlons. La course est lancée pour trouver le moyen le meilleur et le moins cher d'assainir l'air. En savoir plus sur les défis liés au CO 2 frotter ensuite.
Défis de l'épuration au CO2
Cette centrale électrique avec technologie de lavage n'est pas seulement beaucoup plus propre que les plantes ordinaires, mais aussi beaucoup plus cher. Stock Photo
Comme pour de nombreuses technologies relativement nouvelles, CO 2 le lavage fait face à son lot de défis. Les obstacles dépendent du processus particulier utilisé pour éliminer le dioxyde de carbone et peuvent inclure la dégradation du solvant par d'autres gaz de combustion, corrosion des membranes, adsorption réduite par les impuretés des fumées, ainsi que des coûts et des besoins énergétiques accrus.
Maintenant, les deux dernières questions ont tendance à être les plus problématiques. Certaines analyses estiment que les technologies de captage actuelles coûtent environ 150 $ par tonne de carbone capté, en ajoutant entre 2,5 cents/kWh et 4 cents/kWh à votre facture d'électricité [source :U.S. Department of Energy]. D'autres estimations rapprochent le prix de 9 cents/kWh, soit une augmentation de 84 % par rapport à l'électricité achetée à une centrale sans technologie de capture du carbone [source :U.S. Department of Energy].
Les prix varient tellement parce qu'un certain nombre de facteurs influent sur les coûts, y compris la conception du système de lavage, l'emplacement de l'usine, l'efficacité de l'usine et si la technologie de capture du carbone était originale ou ajoutée plus tard. Par exemple, tandis que l'électricité produite dans une nouvelle centrale à charbon utilisant du CO 2 l'épuration peut coûter 57 % de plus que l'électricité produite dans une usine sans captage du carbone, électricité produite dans une usine existante rénovée avec du CO 2 le nettoyage peut coûter jusqu'à 290 % de plus [source :Williams].
En plus d'être coûteux, CO 2 le lavage demande aussi beaucoup d'énergie. Non seulement cela nécessite de traiter un volume élevé de gaz (rappelez-vous que seul un petit pourcentage des gaz de combustion est en fait du CO 2 ), mais il doit compresser le CO capturé 2 sous une forme stockable - un processus très énergivore. Donc, ironiquement, capter le carbone finit en fait par utiliser sa propre part de carburant. Les nouvelles centrales au charbon équipées du captage du carbone peuvent utiliser de 24 à 40 pour cent de carburant en plus que celles qui ne sont pas équipées de la technologie, tandis que les centrales au charbon modernisées peuvent utiliser jusqu'à 77 % de plus [source :Williams].
Même en tenant compte de sa propre consommation d'énergie et de ses émissions, bien que, CO 2 l'épuration élimine encore une quantité nette de 80 à 90 pour cent du dioxyde de carbone des gaz de combustion [source :GreenFacts]. C'est une bonne chose, puisque certains scientifiques estiment nos émissions de CO 2 pourrait devoir être réduit de 60 à 80 % pour éviter des changements climatiques catastrophiques [source :Marion]. Prochain, découvrez les candidatures au CO 2 frotter.
Applications pour le lavage au CO2
La combustion de combustibles fossiles est la plus grande source de CO 2 dans l'atmosphère. Stock Photo
Peut-être qu'un jour tu pourras éliminer le CO 2 à peu près n'importe où. Cependant à l'heure actuelle, CO 2 l'épuration est possible principalement aux sources fixes de dioxyde de carbone comme les centrales électriques à combustibles fossiles. Si vous pensez que la zone cible semble limitée, bien que, détrompez-vous. La combustion de combustibles fossiles est la principale source de CO 2 dans l'atmosphère :les centrales électriques émettent à elles seules plus d'un tiers du CO total 2 émissions mondiales [source :Herzog].
Seule la personne la plus têtue contesterait le fait que les combustibles fossiles ne vont pas bientôt disparaître. Car malgré la double volonté de réduire la consommation d'énergie et de passer à des sources d'énergie alternatives, les gens ne sont pas si enclins à changer leurs habitudes. Et bien que nous ayons maintenant les connaissances nécessaires pour construire plus propre, des usines plus performantes, les nouvelles centrales ne seront pas largement disponibles avant plusieurs décennies en raison de la longue durée de vie des centrales (environ 40 ans) [source :RWE]. La recherche indique que d'ici 2030, deux tiers de CO 2 les émissions proviendront des usines existantes [source :ScienceDaily].
Évidemment, les gens ont besoin d'un moyen de nettoyer après eux-mêmes. Seule méthode de captage du carbone applicable aux installations existantes, CO 2 les épurateurs ne sont que la solution. Ils sont essentiellement un moyen de gagner du temps jusqu'à ce que nous puissions effectuer la transition complète vers des sources d'énergie plus propres. Les mandats de l'Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis et le protocole de Kyoto (qui fixe des limites pour la quantité de CO 2 émissions que chaque signataire est autorisé à émettre) constituent une incitation supplémentaire.
D'autres pays ont lancé des systèmes d'échange de droits d'émission qui fixeront un prix sur le carbone. La Commission européenne, par exemple, a indiqué que négliger d'utiliser le captage du carbone pourrait coûter 80 milliards de dollars de plus à la région que son installation [source :The Guardian]. Tout cela signifie que même si l'épuration du carbone est encore une entreprise coûteuse, il pourrait être tout aussi coûteux à long terme de ne rien faire.
Pour en savoir plus sur le CO 2 lavage et autres technologies de captage et de stockage du carbone, essayez les liens sur la page suivante.
Purificateurs d'air géants ?
Certains scientifiques vont un pas ou deux au-delà du CO actuel 2 épurateurs conçus pour les centrales électriques et suggérant des dispositifs qui tireraient littéralement du CO 2 De nulle part. Les unités arborescentes se démarqueraient à l'air libre et recueilleraient du CO 2 sur leurs surfaces. Semblable à un arbre prenant du CO 2 pour la photosynthèse, mais plusieurs fois plus fort, les unités auraient un absorbant spécial qui attirerait le CO 2 de l'air ambiant et le stocker.
Beaucoup plus d'informations
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Plus de grands liens
CARMA :Identifier les centrales électriques les plus polluantes au monde
GreenFacts :capture et stockage du CO2
The Guardian :technologies de capture du carbone
Sources
Allen, Paddy. "Technologies de capture du carbone." Le gardien. 12 Juin, 2008. (16 juillet, 2008)
Initiative d'éducation de la SCC. "Capture et séquestration du carbone :questions fréquemment posées." (16 juillet, 2008) http://www.ccs-education.net/faqs.html
Congrès de la voiture verte. « BP et Powerspan collaborent pour démontrer et commercialiser la technologie de capture du CO2 pour les centrales électriques au charbon. » 8 août 2007. (16 juillet, 2008) http://www.greencarcongress.com/2007/08/bp-and-powerspa.html
GreenFacts. "Faits scientifiques sur la capture et le stockage du CO2." 7 novembre 2008. (16 juillet, 2008) http://www.greenfacts.org/en/CO2-capture-storage/l-3/3-capture-CO2.htm#1p0
Herzog, Howard J. "Quel avenir pour le captage et la séquestration du carbone ?" Sciences et technologies de l'environnement. Vol. 35, Iss. 7. 1er avril 2001. (16 juillet 2008) http://sequestration.mit.edu/pdf/EST_web_article.pdf
Jah, Alok. "Le coût du nettoyage des combustibles fossiles - et le prix de ne rien faire." Le gardien. 13 juin 2008. (16 juillet, 2008) http://www.guardian.co.uk/environment/2008/jun/13/carboncapturestorage.fossilfuels
Marion, John, et al. "Contrôler les émissions de CO2 des centrales électriques :une vision à long terme." (16 juillet, 2008) http://www.netl.doe.gov/publications/proceedings/01/carbon_seq/1b2.pdf
Ronça, Debra. "Comment fonctionne la capture du carbone." HowStuffWorks. 2008. (18 juillet, 2008)https://science.howstuffworks.com/carbon-capture.htm
RWE. "Aperçu du processus de lavage au CO2." (16 juillet, 2008) http://www.rwe.com/generator.aspx/konzern/fue/strom/CO2-minimiertes-kraftwerk/CO2-waesche/language=en/id=272122/page-CO2-waesche.html
Quotidien des sciences. « Des émissions de dioxyde de carbone plus faibles provenant des centrales électriques au charbon possibles grâce au développement technologique. » 21 mars 2007. (16 juillet, 2008) http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070319175954.htm
Département américain de l'Énergie. "Recherche sur la capture du carbone." 6 septembre 2007. (16 juillet, 2008) http://www.fossil.energy.gov/programs/sequestration/capture/index.html
Département de l'Énergie des États-Unis :Laboratoire national de technologie de l'énergie. "Séquestration du carbone." (16 juillet, 2008) http://www.netl.doe.gov/technologies/carbon_seq/core_rd/CO2capture.html
"Innovations pour les usines existantes." (16 juillet, 2008) http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/ewr/CO2/PostCombustion.html
Williams, Robert H. "Activités liées au captage du CO2 aux États-Unis." 24 mai, 2007. (16 juillet, 2008)http://belfercenter.ksg.harvard.edu/files/15-bob%20williams.pdf
CO 
Cette centrale électrique avec technologie de lavage n'est pas seulement beaucoup plus propre que les plantes ordinaires, mais aussi beaucoup plus cher. Stock Photo 
La combustion de combustibles fossiles est la plus grande source de CO 
