Что такое связывание углерода?

Что такое связывание углерода?

Отметка времени: 2 февраля 2023 г., 9:48 AM
Исходный узел: 1935380

Ключевой концепцией в борьбе с изменением климата является секвестрация углерода. В этой статье объясняется, что именно означает это выражение и каковы различные типы секвестрации углерода.

Связь между выбросами углерода и глобальным потеплением давно установленный, и мы знаем, что для достижения целей Парижского соглашения и удержания роста глобальной температуры ниже 1.5ºC мы должны сократить наши выбросы. Это означает, в первую очередь, изменение наших процессов, переход на экологически чистое электричество и снижение энергопотребления. Но нам повезло также получить помощь от явления, которое уже происходит на этой планете на протяжении тысячелетий: секвестрация углерода.

Определение связывания углерода

Ассоциация Энциклопедия Britannica определяет связывание углерода как «долгосрочное хранение углерода в растениях, почвах, геологических образованиях и океане». Связывание углерода — это естественное явление: растениям, например, для жизни необходим углекислый газ. Они поглощают его из воздуха, чтобы расти.

Люди могут влиять на это явление как в хорошем, так и в плохом смысле. Глобальное обезлесение и интенсивное земледелие уменьшили поглощение углерода растениями и почвой. Но люди также способны изобретать новые стратегии и технологии для связывания большего количества углерода, помогая довести наш мир до нулевого уровня выбросов.

Типы связывания углерода

Как упоминалось выше, секвестрация углерода происходит как естественным образом, так и в результате деятельности человека. Но его также можно разделить на несколько категорий в зависимости от того, где и как поглощается CO2.

биосеквестрация 

Когда углекислый газ поглощается природными экосистемами, этот процесс называется биосеквестрацией. Это может происходить как естественным образом, так и с небольшой помощью человека.

Естественная секвестрация

Углерод постоянно поглощается природой. Торфяники, леса и водно-болотные угодья хорошо известны своей поглощающей способностью. Во всем мире насчитывается более 3 миллионов квадратных километров природные торфяники, и они улавливают 0.37 гигатонн CO2 год. Их почвы содержат более 600 гигатонн углерода (до 44% всего почвенного углерода): это больше запасов углерода, чем в любом другом типе растительности.

С другой стороны, самые продуктивные леса могут поглощать до 11 тонн CO2 на гектар в год. Во всем мире леса хранят около 400 гигатонн углерода, при этом тропические леса изолируют больше, чем в холодном климате. 

Углеродное сельское хозяйство

Углеродное земледелие, регенеративное сельское хозяйство или даже агролесоводство — все это термины, которые относятся к внедрению сельскохозяйственных методов, увеличивающих вероятность секвестрации углерода при производстве продуктов питания. 

Эти методы включают посев без обработки и севооборота, покровные культуры и животноводство для улучшения здоровья почвы. Они требуют кардинального перехода от традиционного земледелия, которое истощает почву и приводит к ее опустыниванию.

Регенеративное сельское хозяйство все чаще рассматривается как важная часть решения проблемы климата, и правительства во всем мире в настоящее время разрабатывают регулирование углеродного земледелия.

Улавливание и хранение углерода

Помимо естественных процессов, которые хранят углерод, также возможно улавливать выбросы CO2 из источника (как правило, промышленного производства) и хранить его «вручную» в различных местах. Обычно это включает в себя так называемое устройство для улавливания и хранения углерода (CCS).

Геологическая секвестрация

Земля полна подземных дыр, образовавшихся в результате естественных геологических процессов, добычи полезных ископаемых или добычи нефти и газа. Теперь ученые используют эти отверстия для хранения углерода после его захвата. Это звучит просто, но включает в себя сложный процесс: CO2 необходимо сжать примерно до 100 бар, чтобы превратить его в сверхкритическую жидкость. В этой форме его можно транспортировать по трубопроводу к месту хранения и закачивать глубоко под землю, обычно на глубину около 1 км, где он остается стабильным в течение тысячелетий. Подсчитано, что до 90% выбросов углерода от промышленного использования ископаемого топлива может быть уловлено CCS, часть его сохранена таким образом.

Секвестрация водорослей

Другой метод секвестрации включает морские водоросли, водные растения, обладающие высокой способностью поглощать углерод. Подсчитано, что водоросли, растущие естественным образом в океанах Земли, в настоящее время изолируются. 173 миллиона тонн CO2 в год, при норме 50 тонн и более на гектар. В результате несколько компаний начинают выращивать морские водоросли, но также возможно использовать водоросли в устройствах CCS, таких как BioUrban, «дерево будущего» коммерциализирован компанией «КлиматТрейд». 

Химическая секвестрация (строительные материалы)

Наконец, ученые также разработали другой тип связывания углерода с помощью химического процесса, называемого минеральная карбонизация. Основанный на реакции CO2 с материалами, содержащими оксиды металлов (обычно кальцием и магнием), с образованием нерастворимых карбонатов, он позволяет улавливать углерод в промышленных материалах, включая цемент. Несколько стартапов в настоящее время производят цемент и бетон для строительства, вводя в них захваченный CO2. Эта техника подает большие надежды обезуглерожить строительный сектор.

Улавливание углерода по сравнению с удалением углерода

Удаление углерода — еще одно модное слово в области устойчивого развития, и, хотя эти две концепции похожи, они не совсем одинаковы. Удаление углерода, также называемая вытяжкой углерода, представляет собой процесс улавливания CO2 из атмосферы и хранить его в растениях, почве, океанах, камнях, подземных ямах или долговечных продуктах, таких как цемент. Согласно этому определению, удаление углерода включает в себя биосеквестрацию из лесов, выращивание углерода или даже выращивание морских водорослей. Однако он не включает улавливание и хранение углерода (CCS), при котором углерод улавливается в источнике и никогда не входит в атмосферу.

Отметка времени:

Больше от КлиматТрейд