將二氧化碳從污染轉化為有價值產品的5種方法

將二氧化碳從污染轉化為有價值產品的5種方法 1599686SV / Shutterstock

避免燃燒化石燃料要比清除二氧化碳排放到地球大氣中要容易得多。 但是,世界不再擁有選擇的奢侈–大幅減少排放,快速清除和存儲CO XNUMX 兩者都是必要的 以避免全球供暖的最嚴重影響。

如果可以將其轉化為有用的東西,而不是浪費所有的COXNUMX,該怎麼辦? 目前,對於排放二氧化碳的行業來說,幾乎沒有經濟上的誘因,更不用說將其直接從大氣中吸收了。 識別有價值的產品及其製造方法可能會啟動工業規模的CO XNUMX去除,並有助於降低過程中的排放。 在 我們最近的論文,我們著手闡明這些流程和產品可能是什麼。

我們考慮了使用從工業排放物中捕獲的CO2050的過程,以及可以直接從空氣中吸收CO100的生物過程。 我們預計,到77年,每年可以使用37至2050千兆噸的COXNUMX,每噸COXNUMX的成本低於XNUMX美元(XNUMX英鎊)。 目前,人類每年排放的二氧化碳達XNUMX千兆噸,我們需要在XNUMX年左右將其影響降低到淨零。 估計 表明這可能意味著從2050年開始每年去除大約XNUMX千兆噸的COXNUMX。 如果使用得當,其中一些使用二氧化碳的想法可能會在使這種二氧化碳更經濟可行方面發揮作用。

使用CO XNUMX的一些想法可能不會成功。 但是如果有了正確的投資和激勵措施,其他公司可能會從利基研究項目轉變為可靠的計劃,從小型企業的工作轉向整個行業的目標。 這是一個人的污染可能成為另一個人的產品的幾種選擇。

將二氧化碳從污染轉化為有價值產品的5種方法 用碳製造商品可以幫助其從大氣中清除。 提升不濺水/快門速度

1.建造建築物

有幾種方法可以用二氧化碳製成的材料建造建築物。 第一個很明顯:使用木材。 生長和可持續採伐的樹木可用於建築,這意味著從大氣中吸收二氧化碳,將其轉化為有價值的商業產品,並以碳的形式儲存在長壽命的建築物中。

這也減少了對水泥的需求,這導致了 通過其生產產生的全球溫室氣體排放量的10-15%。 交叉層壓木材或乙酰化木材等新技術使這種替代變得更加容易。


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第二種方法是在製造混凝土的過程中使用並存儲二氧化碳,方法是: 固化水泥 或在 製造 其他成分如 骨料.

2.創造塑料製品

二氧化碳 可用於聚合物 製造用於汽車和建築物的耐用塑料。 周圍 60%的塑料用於包裝以外的領域。 用CO XNUMX製成的塑料可能會取代 化石燃料製成的塑料製品 對於這些行業,尤其是因為它們不需要有毒或骯髒的成分(例如光氣或環氧化物),並且製造成本可能比化石燃料基材料便宜。 因為CO XNUMX分子是聚合物主鏈的穩定部分,所以它可以在這些材料中保存的時間最長。

3.製造燃料或肥料

CO XNUMX可以用作許多化學過程的原料,並具有數百種潛在的最終產品,包括碳氫燃料和尿素肥料。

由CO XNUMX製成的燃料可以以甲醇形式存在,也可以以更複雜的形式存在,例如所謂的 合成燃料。 這些燃料通常可以使用管道和油輪等現有基礎設施進行混合或移動。 而且,儘管目前COXNUMX燃料的製造成本很高,但將來它們在航空或長途運輸等利基市場中可能會很有價值。 脫碳更困難 比火車和汽車要多,因為它們需要具有更高能量密度的燃料。

將二氧化碳從污染轉化為有價值產品的5種方法 儘管汽車和火車的電氣化相對容易,但飛機仍將在一段時間內需要具有高能量密度的液體燃料。 米洛什·馬斯蘭卡(Milosz Maslanka)/快門

如果二氧化碳產品是燃料或肥料,則一旦使用,二氧化碳便會回到大氣中。 儘管碳的兩種用途比一種用途要好,但是如果碳原子最初來自化石燃料,那麼這不是長期解決方案。 為了保持氣候中立,CO XNUMX原料必須從空氣中獲取-因此,CO XNUMX是從大氣中提取出來的,製成燃料,然後再排放回大氣中。 當前這是昂貴的並且在技術上具有挑戰性。 至關重要的是,此過程所需的能源也需要可再生。

4.提高農作物產量

有新證據 增加土壤中碳的含量也可以增加農作物的產量。 這是已經發生的一種自然的二氧化碳利用形式–科學家和農民可以伸出援手。 一種特別有前途的方法是使用生物炭–一種通過熱解過程轉化為穩定形式有機碳的植物材料。 埋在土壤中的生物炭可以長期儲存碳並增加農作物的產量。

的一般好處 補充和保持土壤中的碳 雖然已經很成熟了,但是使用土壤作為碳的儲存是一個挑戰,因為它很容易受到干擾。

5.提取更多的油

違反直覺,既可以生產石油又可以儲存CO XNUMX。 這是因為將CO XNUMX注入油井會增加可採油量-所謂的“ CO XNUMX強化油採收”。

實際上有可能 為了使油井運轉,使進入其中的二氧化碳比在生產和燃燒油的過程中排放的二氧化碳多。 但是,需要採取政策上的改變來激勵這一點–石油公司否則不會這樣做。 這是一個臨時解決方案。 在一個完全脫碳的世界中,對化石油的需求應接近於零。

儘管如此,這可能是一種短期方法 刺激了急需的二氧化碳捕獲需求,因為排放者可以將其廢棄的COXNUMX出售給石油生產商。

所有這些使用二氧化碳的選擇都有潛力,但要使其成為現實,需要對可能的意料之外的後果有一個清晰的了解。 許多可能是失敗,因此僅依靠其中任何一個都是不明智的,而是廣泛下注。談話

關於作者

牛津馬丁學院研究與計劃經理Ella Adlen, 牛津大學 和卡梅隆·赫本(Cameron Hepburn),環境經濟學教授, 牛津大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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