November 27, 2021

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Klimawandel: Die Welt hat riesige Kohlefans, um unseren Schlamassel aufzuräumen. Aber können sie die Erde retten?

Der Mensch emittiert so viel Kohlendioxid (CO2) in die Atmosphäre, dass solche Maschinen zur Wiederaufnahme von Gasen wie beispielsweise große Staubsauger eingesetzt werden, um die Klimakrise zu mildern und einige ihrer katastrophalen Auswirkungen zu verhindern.

Die Orca-Anlage – abgeleitet vom isländischen Wort für Energie – ist als „Live-Air-Carbon-Capture-Anlage“ bekannt und ihre Schöpfer und Betreiber, das Schweizer Unternehmen ClimWorks und das isländische Unternehmen Corpix, behaupten, die größte der Welt zu sein.

Orca ist ein deprimierendes Symbol dafür, wie schlimm die Dinge geworden sind, aber es kann auch eine Technologie sein, die der Menschheit hilft, aus der Krise zu kommen.

„Als Menschen haben wir das Gleichgewicht des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs gestört, daher ist es unsere Aufgabe, dieses Gleichgewicht wiederherzustellen“, sagte Etta Aradator, Chemieingenieurin und CEO von Carbofix. „Wir helfen dem natürlichen Kohlenstoffkreislauf, sein vorheriges Gleichgewicht zu finden, also ist es zumindest absolut sinnvoll – aber wir müssen es mit Bedacht nutzen“, sagte er.

Es wurde letzten Monat eröffnet und entfernt derzeit etwa 10 Tonnen CO2 pro Tag, etwa die gleiche Menge an emittiertem Kohlenstoff 800 Autos pro Tag in den USA. Es ist die gleiche Menge an Kohlenstoff 500 Bäume Kann in einem Jahr einweichen.

Dies ist ein großartiger Anfang, aber für die großen Dinge ist seine Auswirkung minimal. Der Mensch emittiert jedes Jahr etwa 35 Milliarden Tonnen Treibhausgase durch die Autos, die wir fahren und die Flugzeuge, die wir transportieren, die Energie, die wir zum Heizen unserer Häuser und Lebensmittel verwenden – insbesondere Fleisch.

All dieses CO2 sammelt sich in der Luft an, wo es wie das Glas eines Gewächshauses wirkt und so viel Wärme einfängt, wie die Erde vertragen kann.

Hier kommt die für Orca verwendete Technologie namens Carbon Capture and Storage (CCS) ins Spiel.

„Es wird keine CO2-Abscheidung und -Speicherung geben Die Die Lösung für den Klimawandel “, sagte die Corfix-Geologin Sandra Ask Snapjornstotter gegenüber CNN.

„Aber es ist EIN Lösung. Dies ist eine der vielen Lösungen, die wir umsetzen müssen, um dieses große Ziel zu erreichen, das wir erreichen müssen. „

Er fügte hinzu: Wir müssen zuerst aufhören, CO2 zu emittieren und fossile Brennstoffe, die Hauptquelle der CO2-Emissionen, in unsere Atmosphäre zu verbrennen.

Wie „Magie“ passiert

Orca-Maschinen verwenden chemische Filter, um wärmeabsorbierendes Gas einzufangen. „Lüfter“ oder Metallkollektoren, die Umgebungsluft aufnehmen, filtern CO2, damit es gespeichert werden kann.

Laut NASA-Wissenschaftlern war die Kohlendioxidkonzentration in der Erdatmosphäre noch nie so hoch wie in den letzten 3 Millionen Jahren. Bei Volumina über 410 ppm muss jedoch eine große Menge Luft durch diese Maschinen strömen, um tatsächlich sinnvolles CO2 abzuscheiden.

„Was passiert ist, dass das CO2 in der Luft ein Säuremolekül ist und wir in den Kollektoren eine Alkalinität haben. Säuren und Laugen neutralisieren sich gegenseitig“, sagte Christoph Cobalt, Co-CEO von Climeworks, gegenüber CNN. „Das ist die Magie, die passiert.“

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In zwei bis vier Stunden ist die Oberfläche des Filters vollständig mit CO2-Molekülen gesättigt – wie Gebald sagt „keine Parkplätze“.

„Dann stoppen wir den Luftstrom und erhitzen die innere Struktur auf etwa 100 Grad Celsius. Bei dieser Temperatur werden CO2-Moleküle wieder von der Oberfläche freigesetzt, die dann wieder in die Gasphase springen und wir diese aufnehmen.“

Aufgrund der für den Prozess erforderlichen hohen Temperatur benötigt die Orca-Pflanze viel Energie. Ein Problem, das in Island, das reich an grüner Geothermie ist, leicht gelöst werden kann. Aber es wird weltweit zu einer Herausforderung.

Bildnachweis: Patrick Gallagher

Die Maschinen bei Orca sind eine Möglichkeit, CO2 aus der Luft zu entfernen. Andere Methoden zum Auffangen von Gas – wie zum Beispiel dem Schornstein einer Zementfabrik – oder es vor dem Verbrennen aus dem Brennstoff zu entfernen. Wenn ein Brennstoff wie Kohle oder Erdgas Sauerstoff oder Dampf unter hoher Temperatur und hohem Druck ausgesetzt wird, wird er in ein Gemisch aus Wasserstoff und CO2 umgewandelt. Wasserstoff kann dann mit sehr geringen CO2-Emissionen zersetzt und verbrannt werden. Jedoch, Methanemissionen Der Prozess kann bei Erdgas zum Problem werden.

Kohlenstoff aus CCS kann für andere Zwecke verwendet werden, zum Beispiel bei der Herstellung von Produkten aus Kunststoff anstelle von Öl oder in der Lebensmittelindustrie, wo CO2 zur Herstellung von kohlensäurehaltigen Getränken verwendet wird. Aber die abzuscheidende Menge ist höher als der weltweite CO2-Bedarf an anderer Stelle, was bedeutet, dass der Großteil „gespeichert“ werden muss.

Diese igluähnlichen Strukturen sind die Mineralisierungsstellen von Corpix, wo CO2 mit Wasser vermischt und 800 Meter unter die Erde injiziert wird.

In Orca vermischt es sich in mehreren igluähnlichen Strukturen einige hundert Meter von seinem Vakuum entfernt mit gasförmigem Wasser und wird 800 Meter unter die Erde injiziert. Dort reagiert CO2 mit vulkanischen Gesteinen wie Schwämmen, um zu mineralisieren, während Wasser fließt.

Emissionskrise

Die Neuer wissenschaftlicher Bericht Der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC) hat gezeigt, dass die Welt die Treibhausgasemissionen in den nächsten zehn Jahren halbieren und bis 2050 netto null erreichen muss.

Die hohen Temperaturen steigen über 1,5 Grad, und die Welt wird sowohl starke als auch häufige extreme Wetterereignisse wie Dürren, Wirbelstürme, Überschwemmungen und Hitzewellen erleben.

Die CCS-Technologie scheint die richtige Lösung zu sein, ist aber sehr umstritten, nicht nur die dafür benötigte Energiemenge. Seine Kritiker sagen, die Welt sollte Null-Emissionen anstreben, nicht Netto-Null.

Aber der wissenschaftliche Konsens ist ganz klar: Schon bald wird ein gewisses Maß an CO2-Abscheidung notwendig sein. Obwohl die IPCC-Emissionen drastisch reduziert werden, müssen bis 2100 jedes Jahr 10 bis 20 Milliarden Tonnen CO2 entfernt werden, damit die Temperaturen über 2 Grad steigen.

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Nordin Mustafa, ein auf Kohlenstoffsequestrierung spezialisierter Forscher am Institut für Chemieingenieurwesen des Imperial College London, sagte: „Ich glaube nicht, dass die Kohlenstoffabscheidung ein Allheilmittel ist.

„Wir werden nicht alles mit erneuerbaren Energien reparieren oder wir werden CO2-Abscheidung und -Speicherung nutzen und alles damit reparieren. Wir brauchen alles, vor allem, weil wir bei unseren Zielen bereits hinterherhinken.“

Öl- und Gasanschluss

Gegner von CCS argumentieren, dass Technologie eine weitere Möglichkeit ist, die unvermeidliche Zerstörung der fossilen Brennstoffindustrie zu verzögern.

Obwohl sie nicht an der Orca-Anlage beteiligt sind, dominieren Unternehmen fossiler Brennstoffe die Branche. Nach Angaben des Global CCS Institute, einer kompatiblen Datenbank von Pro-CCS-Thinktanks, ist die Mehrheit der weltweiten 89 CCS-Projekte Derzeit betrieben, gebaut oder weiterentwickelt von Öl-, Gas- und Kohleunternehmen.

Ölkonzerne setzen seit Jahrzehnten Technologien zur Kohlenstoffabscheidung ein, aber sie haben nicht genau das getan, um Emissionen zu reduzieren – paradoxerweise besteht ihr Antrieb immer noch darin, Öl zu fördern. Dies liegt daran, dass das CO2, das sie entfernen, auf fast erschöpfte Ölfelder wieder angewendet werden kann, wodurch 30-60% mehr Öl als mit normalen Methoden herausgepresst werden kann. Dieser Prozess wird als „Advanced Oil Recovery“ bezeichnet und ist einer der Hauptgründe, warum CCS umstritten ist.

Unternehmen für fossile Brennstoffe investieren in eine neue CO2-Abscheidungstechnologie, die CO2 aus der Luft entfernt – genau wie die Motoren von Orca -, damit sie Emissionen „kompensieren“ können, die sie mit herkömmlichen Verfahren nicht auffangen können. Dies ist eine Möglichkeit, die unvermeidliche Zerstörung fossiler Brennstoffe zu verzögern, während die Welt auf erneuerbare Energiequellen umsteigt.

Die Motoren in Orca werden mit geothermischer Energie aus einem Schneckenkraftwerk angetrieben. Island hat viele Vulkane und zahlreiche geothermische Ressourcen.

Es gibt eine andere Möglichkeit, es zu betrachten.

Unternehmen für fossile Brennstoffe haben viel Geld, um in diese teure Technologie zu investieren, und da fossile Brennstoffe ein wesentlicher Treiber des Klimawandels sind, kann argumentiert werden, dass sie die Verantwortung haben, die Rechnung für die möglicherweise größte Umweltkatastrophe zu kontrollieren. -In der Menschheitsgeschichte.

Die globale Industrie für fossile Brennstoffe ist Billionen Dollar wert. Im Jahr 2019, dem Jahr vor dem Ausbruch, machten die allgemein börsennotierten Unternehmen für fossile Brennstoffe laut Refinitive von CNN 250 Milliarden Dollar Gewinn. In dieser Zahl nicht enthalten ist der größte Ölkonzern der Welt, Saudi Aramco, der bis Dezember 2019 nicht börsennotiert war. Alleine verdiente das Unternehmen in diesem Jahr 88 Milliarden US-Dollar.

„Dies ist eine Gruppe, die sich ändern kann, um der Gemeinschaft diesen Service zu bieten“, sagte Graeme Sweeney, Präsident der Zero Emissions Platform (ZEP), einer der mächtigsten Befürworter von CCS in Europa. Die Gruppe berät die Europäische Kommission, von der sie einen Teil ihrer Finanzierung erhält, sowie Forschungsgruppen, den Europäischen Gewerkschaftsbund sowie die weltweit größten Ölkonzerne wie Shell, Total, Equinor, ExxonMobil und PP.

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Nach Ansicht von Sweeney könnte die Bereitstellung dieser Technologie eine Gelegenheit sein, die Klimakrise in der fossilen Brennstoffindustrie zu bewältigen.

„Es wäre in gewisser Weise anders, wenn sie nicht ihren Beitrag geleistet hätten“, sagte Sweeney, der drei Jahrzehnte für Shelley arbeitete.

Auf die Frage, ob CCS verwendet werden sollte, um in Zukunft mehr fossile Brennstoffe zu produzieren – Klimaaktivisten sind besorgt – sagte Sweeney: „Wenn wir das richtig regulieren, wird es 2050 einen kompatiblen Effekt mit Netto-Null haben … das Problem?“

Eine Gefahr, die bei dieser Technologie verbleibt, besteht darin, dass die Kohlenstoffspeicherung die Erde oder zumindest ihre unmittelbare Umgebung verursacht. In seinem Sonderbericht zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung stellt der IPCC fest, dass das größte Risiko von möglichen Lecks ausgeht. Plötzliche und große Freisetzung von CO2 ist sehr gefährlich. In der Luft beträgt die CO2-Konzentration etwa 10 %, aber sehr niedrige Werte können gesundheitliche Probleme verursachen.

Dies birgt ein großes Risiko.

Aber die Idee, Tiefseespeicher zu nutzen, ist nicht neu und wird schon länger genutzt. Im norwegischen Gasfeld Sleeper wird seit 1996 CO2 unterirdisch injiziert. Die Site wurde genau überwacht und hatte in den 25 Jahren keine Probleme, abgesehen von einigen Problemen im ersten Jahr.

Snapjornstator, der die CO2-Minerallagerung bei Corpix für Orca leitet, sagte, dass der Mineralisierungsprozess, den sie in Island verwenden, das Risiko von Leckagen eliminiert. Und Basalt – das ist vulkanisches Gestein – ist ein ausgezeichneter geologischer Speicher um die Anlage herum.

Vergleich von schwammartigem Basaltgestein vor und nach dem Kontakt mit CO2 an einer der Mineralisierungsstandorte von Corfix. Das letzte Objekt C02 wurde zu Stein; Es wird nichts als Kalzium hinzugefügt.

„Diese Gesteine ​​sind sehr durchlässig, also wie ein Schwamm, und es gibt viele Brüche, um die CO2-beladene Flüssigkeit fließen zu lassen, sodass sie sehr schnell mineralisiert“, sagte Snapjornstotter.

In der Nähe der Injektionsstelle stehend, nahm Snapjornstadir einen Teil des kristallisierten Kalziumkarbonats, hier isländischer Spaten genannt, und hielt es in der Sonne. „Es ist die Art der Natur, CO2 auf ihre schönste Weise in Stein umzuwandeln“, sagte sie, während kleine Lichtreflexe von den Felsen an den Wänden um sie herum tanzen.

„Wenn Sie CO2 einmal mineralisiert haben, wird es immer da sein.“