यदि यह केवल इतना आसान था। ओलिवियर ले मूएल / शटरस्टॉक
हाल के एक प्रमुख यूएन के अनुसार रिपोर्ट, अगर हम 1.5 ° C तक तापमान वृद्धि को सीमित करते हैं और जलवायु परिवर्तन के सबसे भयावह प्रभावों को रोकते हैं, तो हमें 2050 द्वारा वैश्विक CO to उत्सर्जन को शून्य तक कम करने की आवश्यकता है। इसका मतलब यह है कि जीवाश्म ईंधन का उपयोग तेजी से खत्म हो रहा है - लेकिन उस संक्रमण को दूर करने के लिए और उन क्षेत्रों को ऑफसेट करने के लिए जिनमें वर्तमान में कंबस्टिबल्स के लिए कोई प्रतिस्थापन नहीं है, हमें CO₂ को वातावरण से सक्रिय रूप से हटाने की आवश्यकता है। पेड़ लगाना और फिर से लगाना बड़ा भाग इस समाधान के लिए, लेकिन अगर हमें जलवायु के टूटने से बचाना है तो हमें और अधिक तकनीकी सहायता की आवश्यकता है।
इसलिए जब हाल ही में खबरें सामने आईं कि कनाडाई कंपनी कार्बन इंजीनियरिंग ने कुछ प्रसिद्ध रसायन विज्ञान को $ 100 प्रति टन से कम कीमत पर CO news को वायुमंडल से पकड़ने के लिए तैयार किया है, तो कई मीडिया स्रोतों ने मील का पत्थर माना जादुई गोली। दुर्भाग्य से, बड़ी तस्वीर उतनी सरल नहीं है। वास्तव में कार्बन सिंक से कार्बन सिंक तक संतुलन को बनाए रखना एक नाजुक व्यवसाय है, और हमारा विचार है कि कैप्चर किए गए CO uses के उपयोग में आने वाली ऊर्जा की संभावित लागत शामिल है और इसका मतलब है कि कार्बन इंजीनियरिंग की "बुलेट" कुछ भी है लेकिन जादू है।
यह देखते हुए कि CO of केवल हमारी हवा में अणुओं के 0.04% के लिए खाता है, इसे कैप्चर करना तकनीकी चमत्कार की तरह लग सकता है। लेकिन रसायनज्ञ 18th सदी से छोटे पैमाने पर कर रहे हैं, और यह भी किया जा सकता है - यद्यपि अक्षम रूप से - स्थानीय हार्डवेयर स्टोर से आपूर्ति के साथ।
जैसा कि माध्यमिक स्कूल के रसायन विज्ञान के छात्रों को पता होगा, सीओ₂ दूधिया-सफेद अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट देने के लिए लाइमवाटर (कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड समाधान) के साथ प्रतिक्रिया करता है। अन्य हाइड्रॉक्साइड उसी तरह CO₂ को पकड़ते हैं। लिथियम हाइड्रॉक्साइड का आधार था CO अवशोषक कि अपोलो 13 पर अंतरिक्ष यात्रियों को जीवित रखा, और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड CO₂ को इतनी कुशलता से पकड़ता है कि इसका उपयोग एक दहनशील पदार्थ की कार्बन सामग्री को मापने के लिए किया जा सकता है। इस बाद की प्रक्रिया में इस्तेमाल किया गया 19th- सदी तंत्र अभी भी अमेरिकन केमिकल सोसायटी के लोगो पर आधारित है।
दुर्भाग्य से, यह अब एक छोटी-सी समस्या नहीं है - अब हमें अरबों टन, और तेजी से कब्जा करने की आवश्यकता है।
कार्बन इंजीनियरिंग की तकनीक हाइड्रॉक्साइड रसायन है। ब्रिटिश कोलंबिया में अपने पायलट प्लांट में, हवा बड़े प्रशंसकों द्वारा खींची जाती है और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के संपर्क में आती है, जिसके साथ CO form घुलनशील पोटेशियम कार्बोनेट बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है। इसके बाद इस घोल को कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के साथ मिलाया जाता है, जिससे पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड घोल के साथ ठोस और आसानी से अलग होने योग्य कैल्शियम कार्बोनेट का उत्पादन किया जाता है, जिसका पुन: उपयोग किया जा सकता है।
इस प्रक्रिया के हिस्से में अपेक्षाकृत कम ऊर्जा खर्च होती है और इसका उत्पाद अनिवार्य रूप से चूना पत्थर है - लेकिन कैल्शियम कार्बोनेट के पहाड़ बनाने से हमारी समस्या हल नहीं होती है। हालांकि कैल्शियम कार्बोनेट का कृषि और निर्माण में उपयोग होता है, लेकिन यह प्रक्रिया एक वाणिज्यिक स्रोत के रूप में बहुत महंगी होगी। यह कैल्शियम-हाइड्रॉक्साइड की भारी मात्रा की आवश्यकता के कारण सरकार द्वारा वित्त पोषित कार्बन भंडारण के लिए एक व्यावहारिक विकल्प नहीं है। संभव होने के लिए, प्रत्यक्ष हवा पर कब्जा अपने उत्पाद के रूप में केंद्रित CO product का उत्पादन करने की जरूरत है, जिसे या तो सुरक्षित रूप से संग्रहीत किया जा सकता है या उपयोग करने के लिए रखा जा सकता है।
इस प्रकार, शुद्ध CO₂ को ठीक करने के लिए ठोस कैल्शियम कार्बोनेट को 900 ° C तक गर्म किया जाता है। इस अंतिम चरण में बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। कार्बन इंजीनियरिंग के प्राकृतिक गैस से चलने वाले संयंत्र में, हवा से कैप्चर किए गए प्रत्येक टन के लिए पूरा चक्र CO's का आधा टन उत्पन्न करता है। संयंत्र इस अतिरिक्त CO₂ को कैप्चर करता है, और निश्चित रूप से एक स्वस्थ कार्बन संतुलन के लिए अक्षय ऊर्जा द्वारा संचालित किया जा सकता है - लेकिन सभी कैप्चर किए गए गैस के साथ क्या करना है की समस्या बनी हुई है।
स्विस स्टार्ट-अप कंपनी Climeworks इसी तरह कैप्चर किए गए CO। का उपयोग कर रही है प्रकाश संश्लेषण सहायता और पास के ग्रीनहाउस में फसल की पैदावार में सुधार, लेकिन अभी तक कीमत प्रतिस्पर्धी के पास नहीं है। कार्बन इंजीनियरिंग के $ 100 के निचले हिस्से के दसवें हिस्से की तुलना में CO को कहीं और खट्टा किया जा सकता है। उत्सर्जन को ऑफसेट करने के लिए सरकारों के पास बहुत सस्ते तरीके हैं: उत्सर्जन स्रोत पर CO the को पकड़ना कहीं अधिक आसान है, जहां एकाग्रता बहुत अधिक है। इसलिए इस तकनीक में मुख्य रूप से उच्च-उत्सर्जक उद्योगों की रुचि होने की संभावना है, जो ग्रीन क्रेडेंशियल्स के साथ CO green से लाभ के लिए खड़े हो सकते हैं।
उदाहरण के लिए, कार्बन इंजीनियरिंग की कैप्चर तकनीक के प्रमुख निवेशकों में से एक ऑक्सिडेंटल पेट्रोलियम है, जिसका एक प्रमुख उपयोगकर्ता है बढ़ी हुई तेल की पुनर्प्राप्ति तरीकों। इस तरह की एक विधि में, कच्चे तेल की मात्रा को बढ़ाने के लिए CO such को तेल के कुओं में डाला जाता है, जिसे अच्छी तरह से दबाव बढ़ाने और / या तेल के प्रवाह की विशेषताओं में सुधार करने के लिए धन्यवाद दिया जा सकता है। हालांकि, इस अतिरिक्त तेल को परिवहन और परिष्कृत करने की ऊर्जा लागत सहित, इस तरह से तकनीक का उपयोग करने से शुद्ध उत्सर्जन में वृद्धि होगी, न कि उनमें कमी।
कार्बन इंजीनियरिंग के संचालन की एक अन्य महत्वपूर्ण बात है वायु को ईंधन प्रौद्योगिकी, जिसमें CO, को दहनशील तरल ईंधन में परिवर्तित किया जाता है, फिर से जलाने के लिए तैयार होता है। सैद्धांतिक रूप से यह कार्बन-तटस्थ ईंधन चक्र प्रदान करता है, बशर्ते कि प्रक्रिया का प्रत्येक चरण अक्षय ऊर्जा से संचालित हो। हालांकि, यहां तक कि यह उपयोग अभी भी एक नकारात्मक उत्सर्जन प्रौद्योगिकी से बहुत दूर है।
धातु-कार्बनिक ढांचे छिद्रयुक्त ठोस हैं जो CO₂ को पकड़ने में सक्षम हैं।
क्षितिज पर आशाजनक विकल्प हैं। धातु-कार्बनिक ढांचे स्पंज-जैसे ठोस हैं जो एक फुटबॉल पिच के बराबर CO₂ सतह क्षेत्र को निचोड़ते हैं एक चीनी घन का आकार। CO these कैप्चर के लिए इन सतहों का उपयोग करने के लिए बहुत कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है - और कंपनियों ने अपनी व्यावसायिक क्षमता की खोज शुरू कर दी है। हालांकि, बड़े पैमाने पर उत्पादन को पूर्ण नहीं किया गया है, और निरंतर CO₂ कैप्चर परियोजनाओं के लिए उनकी दीर्घकालिक स्थिरता पर सवाल का मतलब है कि उनकी उच्च लागत अभी भी विलय नहीं हुई है।
इस संभावना के साथ कि प्रयोगशाला में अभी भी प्रौद्योगिकियां अगले एक दशक के भीतर गीगाटन-स्केल कैप्चर के लिए तैयार होंगी, कार्बन इंजीनियरिंग और क्लिमवर्क द्वारा नियोजित तरीके हमारे पास वर्तमान में सबसे अच्छे हैं। लेकिन यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि वे बिल्कुल सही नहीं हैं। जैसे ही हम सक्षम होंगे हमें CO need कैप्चर के अधिक कुशल तरीकों पर स्विच करना होगा। कार्बन इंजीनियरिंग के संस्थापक डेविड कीथ के रूप में बताते हैं, कार्बन हटाने की तकनीकों को नीति निर्माताओं द्वारा ओवरहीप किया जाता है, और अब तक "असाधारण रूप से बहुत कम" अनुसंधान धन प्राप्त किया है।
अधिक आम तौर पर, हमें प्रत्यक्ष बुलेट को एक जादू की गोली के रूप में देखने के लिए प्रलोभन का विरोध करना चाहिए जो हमें अपने कार्बन की लत को दूर करने से बचाता है। हाइड्रोकार्बन ईंधन के जीवन चक्र में कार्बन के बोझ को कम या बेअसर करना नकारात्मक उत्सर्जन प्रौद्योगिकियों की ओर एक कदम हो सकता है। लेकिन यह सिर्फ एक कदम है। इतने लंबे समय के लिए कार्बन लेज़र के गलत पक्ष पर होने के बाद, यह पिछली बार भी टूटने से परे देखने का समय है।
के बारे में लेखक
क्रिस हेस, अकार्बनिक रसायन विज्ञान में व्याख्याता, कील विश्वविद्यालय
इस लेख से पुन: प्रकाशित किया गया है वार्तालाप क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत। को पढ़िए मूल लेख.
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