Araştırmacılar temel iklim çözümünün maliyetini ortaya koyuyor

Belki de iklim değişikliğini yavaşlatmak için en iyi umut – yeraltında karbondioksit emisyonlarını yakalamak ve depolamak – kısmen ekonomik fizibilitesine ilişkin belirsizlik nedeniyle ulaşılamaz kaldı.İlan

Bu noktada netlik sağlamak için Stanford Üniversitesi ve Carnegie Mellon Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, sürecin kritik bir aşamasıyla ilgili enerji taleplerini tahmin ettiler.

8 Nisan’da Environmental Science & Technology’de yayınlanan bulguları, yüksek tuzluluk oranına sahip tuzlu suların yönetilmesinin ve bertaraf edilmesinin – verimli yeraltı karbon tutmanın bir yan ürünü – önemli enerji ve emisyon cezaları getireceğini öne sürüyor. Çalışmaları, farklı yönetim senaryoları için bu cezaların miktarını belirler ve yaklaşımı daha enerji verimli hale getirmek için bir çerçeve sağlar.

“Jeolojik karbon depolaması için devasa yeni altyapı sistemleri tasarlamak ve diğer mühendislik zorluklarıyla nasıl kesiştiklerini takdir etmek – bu durumda yüksek tuzluluk oranına sahip tuzlu suları yönetmenin zorluğu – karbon faydalarını en üst düzeye çıkarmak ve sistem maliyetlerini azaltmak için kritik olacaktır. Stanford Üniversitesi’nde İnşaat ve Çevre Mühendisliği doçenti olan kıdemli yazar Meagan Mauter, araştırmayı söyledi.

Temiz, yenilenebilir bir geleceğe ulaşmak bir gecede olmayacak. Bu yoldaki köprülerden biri, fosil yakıt kullanımı azalırken karbondioksit emisyonları – Dünyayı ısıtan baskın sera gazı – ile uğraşmayı içerecek. İşte burada karbon tutumu devreye giriyor. Çoğu iklim bilimcisi böyle bir yaklaşımın gerekliliği konusunda hemfikir olsa da, karbon depolama altyapısının tam yaşam döngüsü maliyetleri hakkında çok az netlik var.

Tuzlu meydan okuma

Bu analizin önemli bir yönü, karbondioksit depolama kapasitesini artırmak ve deprem riskini en aza indirmek için tuzlu suları, yer altı rezervuarlarından çıkarılan yüksek konsantrasyonlu tuzlu suyu nasıl yöneteceğimizi anlamaktır. Tuzlu su rezervuarları, yakalanan karbondioksit için en olası depolama yerleridir çünkü bunlar büyük ve her yerde bulunur, ancak çıkarılan tuzlu suların ortalama tuz konsantrasyonu deniz suyundan yaklaşık üç kat daha yüksektir.İlan

Bu tuzlu suların ya derin kuyu enjeksiyonu yoluyla bertaraf edilmesi ya da yararlı yeniden kullanım için tuzdan arındırılması gerekecektir. Petrol ve gaz endüstrisi atık suları için kullanılan bir yaklaşım olan yeraltına pompalamak, deprem sıklığının artmasıyla ilişkilendirildi ve kamuoyunda önemli tepkilere yol açtı. Ancak tuzlu suların tuzdan arındırılması, kısmen termal tuzdan arındırma teknolojilerinin verimlilik sınırlarına bağlı olarak önemli ölçüde daha maliyetli ve enerji yoğundur. Potansiyel olarak büyük bir fiyat etiketi olan önemli ve karmaşık bir adımdır.

Büyük resim

Yeni çalışma, ABD’deki çeşitli karbon nakliyesi, rezervuar yönetimi ve tuzlu su arıtma senaryolarının bir işlevi olarak tuzlu su yönetimiyle ilgili enerji cezalarını ve karbondioksit emisyonlarını kapsamlı bir şekilde değerlendiren ilk çalışmadır. yakılan elektrik santralleri, ülkenin en büyük karbondioksit kaynakları oldukları için, karbon yakalama için en uygun maliyetli hedefler ve konumları genellikle karbondioksit nokta kaynaklarının yerini temsil ediyor.

Belki de şaşırtıcı olmayan bir şekilde, çalışma, yeniden kullanım için arıtmaya öncelik veren tuzlu su yönetimi senaryoları için daha yüksek enerji cezaları buldu. Aslında, tuzlu su yönetimi, çalışmaya göre, karbon taşınmasından daha büyük bir büyüklük sırasına kadar, her ton karbondioksit esasına göre en büyük yakalama sonrası ve sıkıştırma enerji cezasını uygulayacak.

Carnegie Mellon Üniversitesi’nde eski bir inşaat ve çevre mühendisliği yüksek lisans öğrencisi olan ve şu anda Enerji Bakanlığı Ulusal Enerji Teknolojisi Laboratuvarı için bir yüklenici olan KeyLogic Systems için çalışan çalışmanın baş yazarı Timothy Bartholomew, “Bedava öğle yemeği yok” dedi. “Karbon depolamaya yönelik tasarlanmış çözümler bile enerji cezaları uygulayacak ve bazı karbon emisyonlarına neden olacak. Sonuç olarak, karbon azaltma faydalarını en üst düzeye çıkarmak için bu sistemleri olabildiğince verimli bir şekilde tasarlamamız gerekiyor.”

İleriye giden yolİlan

Çözümler elinizin altında olabilir.

Araştırmacılara göre, tuzlu su yönetiminin enerji cezası, düşük tuzluluk rezervuarlarında depolamaya öncelik verilerek, tuzlu su ekstraksiyon oranını en aza indirerek ve tuzlu su geri kazanım kapsamını sınırlayarak azaltılabilir. Bununla birlikte, bu yaklaşımların nakliye maliyetleri, enerji cezaları, rezervuar depolama kapasitesi ve yer altı rezervuarlarına güvenli karbondioksit enjeksiyon oranları için kendi ödünlerini getirdiği konusunda uyarıyorlar. Ödünleşimlerin değerlendirilmesi, karbondioksit emisyonunun azaltılmasını en üst düzeye çıkarmak, mali maliyetleri en aza indirmek ve çevresel dışsallıkları sınırlamak için kritik olacaktır.

Stanford Woods Çevre Enstitüsü’nde de araştırmacı olan Mauter, “Çoğu derin karbondan arındırma yolu için suyla ilgili çıkarımlar var” dedi. “Kilit nokta, bu kısıtlamaları, etraflarında tasarım yapmak veya etkilerini azaltan mühendislik çözümleri geliştirmek için yeterli ayrıntıda anlamaktır.”

Ulusal Bilim Vakfı, ARCS Vakfı ve ABD Enerji Bakanlığı tarafından sağlanan bu araştırma için finansman.