5 Wege, um CO₂ von der Verschmutzung zu einem wertvollen Produkt zu machen

5 Wege, um CO₂ von der Verschmutzung zu einem wertvollen Produkt zu machen 1599686sv / Shutterstock

Es ist viel einfacher, die Verbrennung fossiler Brennstoffe zu vermeiden, als die CO₂-Emissionen in der Erdatmosphäre zu beseitigen. Aber die Welt hat nicht mehr den Luxus der Wahl - drastische Emissionsreduzierungen und schnelle Entfernung und Speicherung von CO₂ wird beides notwendig sein um die schlimmsten Auswirkungen der globalen Erwärmung zu vermeiden.

Was wäre, wenn das ganze CO₂ nicht verschwendet, sondern in etwas Nützliches verwandelt werden könnte? Derzeit gibt es für Industrien, die CO₂ ausstoßen, nur einen geringen wirtschaftlichen Anreiz, es einzufangen, geschweige denn, es direkt aus der Atmosphäre abzusaugen. Durch die Identifizierung wertvoller Produkte und deren Herstellung kann die CO₂-Entfernung in industriellem Maßstab beschleunigt und die Emissionen in diesem Prozess gesenkt werden. Im unsere jüngsten PapierWir wollten klären, wie diese Prozesse und Produkte aussehen könnten.

Wir haben sowohl Verfahren in Betracht gezogen, bei denen CO₂ aus Industrieemissionen gewonnen wird, als auch biologische Verfahren, bei denen CO₂ direkt aus der Luft gewonnen wird. Wir haben prognostiziert, dass bis 2050 zwischen einem und zehn Gigatonnen CO₂ pro Jahr zu Kosten von unter 100 USD (77 GBP) pro Tonne CO₂ verbraucht werden können. Menschen emittieren derzeit 37 Gigatonnen CO₂ pro Jahr, und wir müssen unsere Auswirkungen bis etwa 2050 auf Null reduzieren Schätzungen Dies könnte bedeuten, ab 2050 etwa zehn Gigatonnen CO₂ pro Jahr zu entfernen. Einige dieser Ideen zur Verwendung von CO₂ könnten, wenn sie richtig umgesetzt werden, dazu beitragen, dass dies wirtschaftlicher wird.

Einige Ideen für die Verwendung von CO₂ kommen möglicherweise nicht vom Reißbrett. Mit den richtigen Investitionen und Anreizen können andere jedoch von Nischenforschungsprojekten zu glaubwürdigen Plänen übergehen und von der Arbeit kleiner Unternehmen zum Ziel ganzer Branchen. Hier finden Sie eine Auswahl der Möglichkeiten, wie die Verschmutzung einer Person zum Produkt einer anderen Person werden kann.

5 Wege, um CO₂ von der Verschmutzung zu einem wertvollen Produkt zu machen Die Schaffung eines Rohstoffs aus Kohlenstoff könnte dazu beitragen, dass er aus der Atmosphäre entfernt wird. Heben Sie den Auslöser an

1. Gebäude bauen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Gebäude mit Materialien aus CO₂ zu bauen. Das erste ist offensichtlich: Verwenden Sie Holz. Das Wachsen und nachhaltige Ernten von Bäumen zum Bauen bedeutet, dass der Atmosphäre CO₂ entzogen, in ein wertvolles Handelsprodukt umgewandelt und in langlebigen Gebäuden als Kohlenstoff gespeichert wird.

Es reduziert auch die Nachfrage nach Zement, der dafür verantwortlich ist 10-15% der globalen Treibhausgasemissionen durch seine Produktion. Neue Technologien wie Brettsperrholz oder acetyliertes Holz machen diesen Austausch immer einfacher.


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Der zweite Weg ist die Verwendung und Speicherung von CO₂ in Betonherstellungsprozessen durch Aushärten von Zement oder in der fertigen von anderen Zutaten wie Aggregat.

2. Erstellen Sie Kunststoffprodukte

CO₂ kann in Polymeren verwendet werden langlebige Kunststoffe für Autos und Gebäude zu machen. Um 60% der Kunststoffe finden Anwendung in anderen Bereichen als der Verpackung. Kunststoffe aus CO₂ könnten sich verdrängen Kunststoffprodukte aus fossilen Brennstoffen Für diese Sektoren, zumal sie keine giftigen oder schmutzigen Inhaltsstoffe wie Phosgene oder Epoxide benötigen und billiger herzustellen sind als Materialien auf der Basis fossiler Brennstoffe. Da das CO₂-Molekül ein stabiler Teil des Rückgrats des Polymers ist, kann es in diesen Materialien so lange gespeichert werden, wie sie halten.

3. Kraftstoff oder Dünger herstellen

CO₂ kann als Ausgangsstoff für viele chemische Prozesse mit Hunderten potenzieller Endprodukte verwendet werden, darunter Kohlenwasserstoffbrennstoffe und Harnstoffdünger.

Aus CO₂ hergestellte Brennstoffe können sowohl in Form von Methanol als auch komplexeren Produkten wie sogenannten vorliegen Synfuels. Diese Kraftstoffe können häufig mit vorhandenen Infrastrukturen wie Rohren und Tankschiffen gemischt oder bewegt werden. Und obwohl die Herstellung von CO₂-Kraftstoffen derzeit sehr kostspielig ist, könnten sie in Zukunft in Nischen wie der Luftfahrt oder der Langstreckenschifffahrt von Nutzen sein schwieriger zu dekarbonisieren als Züge und Autos, weil sie Kraftstoffe mit höherer Energiedichte benötigen.

5 Wege, um CO₂ von der Verschmutzung zu einem wertvollen Produkt zu machen Während die Elektrifizierung von Autos und Zügen vergleichsweise einfach sein wird, benötigen Flugzeuge noch eine Weile flüssige Kraftstoffe mit hoher Energiedichte. Milosz Maslanka / Shutterstock

Wenn das CO₂-Produkt ein Brennstoff oder ein Düngemittel ist, gelangt das CO₂ nach seiner Verwendung wieder in die Atmosphäre. Obwohl zwei Verwendungen des Kohlenstoffs besser sind als eine, ist es keine langfristige Lösung, wenn das Kohlenstoffatom ursprünglich aus einem fossilen Brennstoff stammt. Um klimaneutral zu sein, muss das CO₂-Ausgangsmaterial aus der Luft gewonnen werden - das CO₂ wird also aus der Atmosphäre entnommen, in Kraftstoff umgewandelt und dann wieder in die Atmosphäre abgegeben. Dies ist derzeit teuer und technisch herausfordernd. Entscheidend ist auch, dass die für diesen Prozess benötigte Energie erneuerbar ist.

4. Ernteerträge erhöhen

Es gibt neue Beweise Das Erhöhen der Kohlenstoffmenge in Böden kann auch die Ernteerträge erhöhen. Dies ist eine natürliche Form der CO₂-Nutzung, die bereits stattfindet - Wissenschaftler und Landwirte können ihr nur helfen. Ein besonders vielversprechender Weg ist die Verwendung von Pflanzenkohle, die durch einen als Pyrolyse bekannten Prozess in eine stabile Form von organischem Kohlenstoff umgewandelt wurde. In Böden vergrabene Pflanzenkohle könnte langfristig Kohlenstoff speichern und die Ernteerträge erhöhen.

Die allgemeinen Vorteile von Auffüllen und Aufrechterhalten des Kohlenstoffgehalts im Boden sind gut etabliert, aber die Verwendung des Bodens als Kohlenstoffspeicher ist eine Herausforderung, da er leicht gestört werden kann.

5. Mehr Öl entnehmen

Gegenintuitiv ist es möglich, sowohl Öl zu produzieren als auch CO₂ zu speichern. Das liegt daran, dass das Einspritzen von CO₂ in eine Ölquelle die Menge an Öl erhöht, die zurückgewonnen werden kann - die sogenannte „CO₂-verstärkte Ölrückgewinnung“.

Es ist tatsächlich möglich das Bohrloch so zu betreiben, dass mehr CO₂ in das Bohrloch gelangt, als bei der Gewinnung und Verbrennung des Öls freigesetzt wird. Es wären jedoch politische Änderungen erforderlich, um Anreize dafür zu schaffen. Andernfalls würden die Ölunternehmen dies nicht tun. Und es ist eine vorübergehende Lösung. In einer Welt, die vollständig dekarbonisiert ist, sollte die Nachfrage nach fossilem Öl nahe Null sein.

Dies könnte jedoch ein kurzfristiger Weg sein die dringend benötigte Nachfrage nach CO₂-Abscheidung anregenals Emittenten könnten ihre Abfälle CO₂ an Ölproduzenten verkaufen.

Alle diese Optionen für die Verwendung von CO₂ haben Potenzial, aber um sie zu verwirklichen, muss man die möglichen unbeabsichtigten Folgen genau kennen. Viele könnten Misserfolge sein, daher wäre es unklug, sich nur auf einen von ihnen zu verlassen, sondern die Wetten weit zu verbreiten.Das Gespräch

Über den Autor

Ella Adlen, Forschungs- und Programmmanagerin, Oxford Martin School, University of Oxford und Cameron Hepburn, Professor für Umweltökonomie, University of Oxford

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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