Mesin ini membersihkan fuel rumah kaca dari udara

Dua abad pembakaran bahan bakar fosil telah menempatkan lebih banyak karbon dioksida, fuel rumah kaca yang kuat, ke atmosfer daripada yang dapat dihilangkan oleh alam. Saat CO2 itu menumpuk, ia menjebak kelebihan panas di dekat permukaan bumi, menyebabkan pemanasan world. Ada begitu banyak CO2 di atmosfer sekarang sehingga sebagian besar skenario menunjukkan bahwa mengakhiri emisi saja tidak akan cukup untuk menstabilkan iklim – umat manusia juga harus menghilangkan CO2 dari udara.

Departemen Energi AS memiliki tujuan baru untuk meningkatkan penangkapan udara langsung, sebuah teknologi yang menggunakan reaksi kimia untuk menangkap CO2 dari udara. Sementara pendanaan federal untuk penangkapan karbon sering menuai kritik karena beberapa orang melihatnya sebagai alasan untuk melanjutkan penggunaan bahan bakar fosil, penghilangan karbon dalam beberapa bentuk kemungkinan masih diperlukan, menurut laporan IPCC. Teknologi untuk menghilangkan karbon secara mekanis sedang dikembangkan dan dioperasikan dalam skala yang sangat kecil, sebagian karena metode saat ini sangat mahal dan intensif energi. Tetapi teknik baru sedang diuji tahun ini yang dapat membantu menurunkan permintaan dan biaya energi.

Kami bertanya kepada Profesor Universitas Negeri Arizona Klaus Lackner, pelopor dalam penangkapan udara langsung dan penyimpanan karbon, tentang keadaan teknologi dan ke mana arahnya.

Apa itu penghilangan karbon langsung dan mengapa dianggap perlu?

Ketika saya tertarik dengan manajemen karbon di awal 1990-an, yang mendorong saya adalah pengamatan bahwa karbon menumpuk di lingkungan. Alam membutuhkan ribuan tahun untuk menghilangkan CO2 itu, dan kita berada di lintasan menuju konsentrasi CO2 yang jauh lebih tinggi, jauh melampaui apa pun yang pernah dialami manusia.

Umat ​​manusia tidak mampu memiliki kelebihan karbon yang mengambang di lingkungan dalam jumlah yang semakin banyak, jadi kita harus mengeluarkannya kembali.

Tidak semua emisi berasal dari sumber yang besar, seperti pembangkit listrik atau pabrik, di mana kita dapat menangkap CO2 saat keluar. Jadi kita perlu menangani separuh emisi lainnya – dari mobil, pesawat, mandi air panas saat tungku fuel Anda mengeluarkan CO2. Itu berarti menarik CO2 dari udara.

Karena CO2 bercampur dengan cepat di udara, tidak masalah di mana pun di dunia CO2 dihilangkan – pelepasannya memiliki dampak yang sama. Jadi kami dapat menempatkan teknologi penangkapan udara langsung tepat di tempat kami berencana menggunakan atau menyimpan CO2.

See also  Dari 'Vladdy daddy' hingga TikToks palsu: membimbing anak-anak melalui berita on-line Ukraina

Cara penyimpanan juga penting. Menyimpan CO2 hanya untuk 60 tahun atau 100 tahun tidaklah cukup. Jika 100 tahun dari sekarang semua karbon itu kembali ke lingkungan, yang kami lakukan hanyalah menjaga diri kami sendiri, dan cucu-cucu kami harus mencari tahu lagi. Sementara itu, konsumsi energi dunia tumbuh sekitar 2% per tahun.

Salah satu keluhan tentang penangkapan udara langsung, selain biayanya, adalah energinya yang intensif. Bisakah penggunaan energi itu dikurangi?

Dua penggunaan energi besar dalam penangkapan udara langsung adalah menjalankan kipas untuk menarik udara dan kemudian memanaskan untuk mengekstrak CO2. Ada cara untuk mengurangi permintaan energi untuk keduanya.

Misalnya, kita tersandung pada bahan yang menarik CO2 saat kering dan melepaskannya saat basah. Kami menyadari bahwa kami dapat mengekspos materials tersebut ke angin dan akan memuat CO2. Kemudian kita bisa membuatnya basah dan itu akan melepaskan CO2 dengan cara yang membutuhkan energi jauh lebih sedikit daripada sistem lain. Menambahkan panas yang dihasilkan dari energi terbarukan meningkatkan tekanan CO2 lebih tinggi, jadi kami memiliki fuel CO2 yang dicampur dengan uap air dari mana kami dapat mengumpulkan CO2 murni.

Kita dapat menghemat lebih banyak energi jika penangkapannya pasif – tidak perlu ada kipas angin yang bertiup; udara bergerak dengan sendirinya.

Lab saya sedang membuat metode untuk melakukan ini, yang disebut pohon mekanis. Mereka adalah kolom vertikal tinggi dari cakram yang dilapisi dengan resin kimia, berdiameter sekitar 5 kaki, dengan jarak sekitar 2 inci, seperti tumpukan piringan hitam. Saat udara berhembus, permukaan cakram menyerap CO2. Setelah 20 menit atau lebih, cakramnya penuh, dan mereka tenggelam ke dalam tong di bawahnya. Kami mengirimkan air dan uap untuk melepaskan CO2 ke lingkungan tertutup, dan sekarang kami memiliki campuran uap air dan CO2 bertekanan rendah. Kami dapat memulihkan sebagian besar panas yang digunakan untuk memanaskan kotak, sehingga jumlah energi yang dibutuhkan untuk pemanasan cukup kecil.

Dengan menggunakan kelembaban, kita dapat menghindari sekitar setengah konsumsi energi dan menggunakan energi terbarukan untuk sisanya. Ini memang membutuhkan air dan udara kering, jadi tidak akan supreme di mana-mana, tetapi ada juga metode lain.

See also  Apakah elit Rusia benar-benar menggunakan cryptocurrency untuk menghindari sanksi?
Bisakah CO2 disimpan dengan aman dalam jangka panjang, dan apakah penyimpanan semacam itu cukup?

Saya mulai mengerjakan konsep penyerapan mineral pada 1990-an, memimpin sebuah grup di Los Alamos. Dunia sebenarnya dapat membuang CO2 secara permanen dengan memanfaatkan fakta bahwa itu adalah asam dan batuan tertentu bersifat basa. Ketika CO2 bereaksi dengan mineral yang kaya kalsium, membentuk karbonat padat. Dengan mineralisasi CO2 seperti ini, kita dapat menyimpan jumlah karbon yang hampir tidak terbatas secara permanen.

Misalnya, ada banyak basal – batuan vulkanik – di Islandia yang bereaksi dengan CO2 dan mengubahnya menjadi karbonat padat dalam beberapa bulan. Islandia dapat menjual sertifikat penyerapan karbon ke seluruh dunia karena hal itu menjauhkan CO2 ke seluruh dunia.

Ada juga reservoir bawah tanah yang besar dari produksi minyak di Permian Basin di Texas. Ada akuifer salin yang besar. Di Laut Utara, satu kilometer di bawah dasar laut, perusahaan energi Equinor telah menangkap CO2 dari pabrik pemrosesan fuel dan menyimpan satu juta ton CO2 setahun sejak 1996, menghindari pajak Norwegia atas pelepasan CO2. Jumlah penyimpanan bawah tanah di mana kita dapat melakukan penyerapan mineral jauh lebih besar daripada yang kita butuhkan untuk CO2. Pertanyaannya adalah berapa banyak yang bisa dikonversi menjadi cadangan terbukti.

Kami juga dapat menggunakan penangkapan udara langsung untuk menutup lingkaran karbon – artinya CO2 digunakan kembali, ditangkap, dan digunakan kembali untuk menghindari produksi lebih banyak. Saat ini, orang menggunakan karbon dari bahan bakar fosil untuk mengekstrak energi. Anda dapat mengubah CO2 menjadi bahan bakar sintetis – bensin, photo voltaic, atau minyak tanah – yang tidak mengandung karbon baru dengan mencampurkan CO2 yang ditangkap dengan hidrogen hijau yang dibuat dengan energi terbarukan. Bahan bakar itu dapat dengan mudah dikirim melalui jaringan pipa yang ada dan disimpan selama bertahun-tahun, sehingga Anda dapat menghasilkan panas dan listrik di Boston pada malam musim dingin menggunakan energi yang dikumpulkan sebagai sinar matahari di Texas Barat musim panas lalu. Tangki penuh “synfuel” tidak membutuhkan banyak biaya, dan lebih hemat biaya daripada baterai.

Departemen Energi menetapkan tujuan baru untuk memangkas biaya penghilangan karbon dioksida menjadi US$100 per ton dan dengan cepat meningkatkannya dalam satu dekade. Apa yang harus terjadi untuk mewujudkannya?

DOE membuatku takut karena mereka membuatnya terdengar seperti teknologi sudah siap. Setelah mengabaikan teknologi selama 30 tahun, kita tidak bisa hanya mengatakan ada perusahaan yang tahu bagaimana melakukannya dan yang harus kita lakukan adalah mendorongnya. Kita harus menganggap ini adalah teknologi yang baru lahir.

See also  [ANALYSIS] Penegasan kebenaran dan demokratisasi web

Climeworks adalah perusahaan terbesar yang melakukan penangkapan langsung secara komersial, dan menjual CO2 sekitar $500 hingga $1.000 per ton. Itu terlalu mahal. Di sisi lain, dengan $50 per ton, dunia bisa melakukannya. Saya pikir kita bisa sampai di sana.

AS mengkonsumsi sekitar 7 juta ton CO2 per tahun di pedagang CO2 – pikirkan minuman bersoda, alat pemadam kebakaran, silo biji-bijian menggunakannya untuk mengontrol bubuk biji-bijian, yang merupakan bahaya ledakan. Harga rata-rata adalah $60-$150. Jadi di bawah $100 Anda memiliki pasar.

Apa yang benar-benar Anda butuhkan adalah kerangka peraturan yang mengatakan bahwa kita menuntut CO2 disingkirkan, dan kemudian pasar akan beralih dari menangkap kiloton CO2 hari ini menjadi menangkap gigaton CO2.

Di mana Anda melihat teknologi ini berjalan dalam 10 tahun?

Saya melihat dunia yang meninggalkan bahan bakar fosil, mungkin secara bertahap, tetapi memiliki mandat untuk menangkap dan menyimpan semua CO2 dalam jangka panjang.

Rekomendasi kami adalah ketika karbon keluar dari tanah, itu harus dicocokkan dengan penghilangan yang sama. Jika Anda menghasilkan 1 ton karbon yang terkait dengan batu bara, minyak atau fuel, Anda harus menyisihkan 1 ton. Tidak harus satu ton, tetapi harus ada sertifikat sekuestrasi yang menjamin barang tersebut telah disingkirkan, dan harus bertahan lebih dari 100 tahun. Jika semua karbon disertifikasi sejak pertama kali keluar dari tanah, akan lebih sulit untuk menipu sistem.

Yang tidak diketahui adalah seberapa keras industri dan masyarakat akan mendorong untuk menjadi netral karbon. Sangat menggembirakan melihat perusahaan seperti Microsoft dan Stripe membeli kredit karbon dan sertifikat untuk menghilangkan CO2 dan bersedia membayar harga yang cukup tinggi.

Teknologi baru membutuhkan waktu satu atau dua dekade untuk menembusnya, tetapi jika ada tarikan ekonomi, segalanya bisa berjalan cepat. Jet komersial pertama tersedia pada tahun 1951. Pada tahun 1965 mereka ada di mana-mana. – Percakapan/Ilmupendidik.com

Percakapan

Klaus Lackner, Profesor Teknik dan Direktur Pusat Emisi Karbon Negatif, Universitas Negeri Arizona

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Dialog di bawah lisensi Inventive Commons. Baca artikel aslinya.