วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้ในการลดการปล่อย CO2

การใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น อนุพันธ์ปิโตรเลียม ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ ในการผลิตพลังงานได้ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัน (คาร์บอนไดออกไซด์ - CO₂) ที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ด้วยเหตุนี้ CO₂ เขากลายเป็นวายร้ายผู้ยิ่งใหญ่ในการทำให้ปรากฏการณ์เรือนกระจกรุนแรงขึ้น ซึ่งนำไปสู่ภาวะโลกร้อนของโลกด้วยผลที่ตามมาที่อาจทำลายล้างได้

ดังนั้นจึงมีความจำเป็นเร่งด่วนในการลดการปล่อย CO₂ สำหรับบรรยากาศ ทางเลือกหนึ่งคือ จับ CO₂ ปล่อยออกมาจากอุตสาหกรรมและโรงไฟฟ้าและฝังไว้ใต้ดิน กระบวนการที่เรียกว่า ลักพาตัว. อย่างไรก็ตาม นอกจากจะเป็นกระบวนการที่มีราคาแพงมากแล้ว ยังมีปัญหาที่เมื่อเวลาผ่านไป คาร์บอนไดออกไซด์นี้มักจะเพิ่มขึ้นผ่านรูพรุนและรอยแยกของดินและหลบหนีกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ

นักวิจัยได้เสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับสถานการณ์นี้ เช่น ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมปิโตรเลียมและระบบธรณีที่มหาวิทยาลัยเท็กซัส ในออสติน, สตีเวน แอล. ไบรอันท์ซึ่งเป็นผู้กำกับดูแลศูนย์ป้องกันชายแดนน้ำบาดาลและรับผิดชอบโครงการวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจากอุตสาหกรรมซึ่งมุ่งเน้นที่การจัดเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์₂ ธรณีวิทยา ในบทความของคุณชื่อ “โซลูชั่นแบบบูรณาการสำหรับคาร์บอน”

และเผยแพร่ใน rมองเห็นแล้ว นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน บราซิล, ฉบับที่ 139, ธันวาคม 2013, หน้า 64-69, เขาอธิบายหนึ่งในข้อเสนอเหล่านี้ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วย จับCO₂ ปล่อยออกมาก่อนที่มันจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและละลายในน้ำเกลือที่จับจากดินใต้ผิวดิน ซึ่งภายหลังจะกลับสู่พื้นมหาสมุทร

เป็นไปได้เพราะเมื่อ CO₂ ละลายในน้ำทำให้ของเหลว หนาแน่นขึ้นตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับก๊าซหลายชนิด ดังนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายในน้ำเกลือจึงมีแนวโน้มที่จะจมลงและจะไม่หนีสู่ชั้นบรรยากาศ แต่จะเก็บไว้ใต้ดินอย่างปลอดภัยยิ่งขึ้น

อย่างไรก็ตาม การละลายของคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำเกลือที่อุณหภูมิแวดล้อมและสภาวะความดันจะใช้เวลานาน จึงต้องเจาะบ่อเพื่อลงน้ำเกลือใต้ดินที่มีอุณหภูมิสูงและอยู่ภายใต้แรงกดดันสูง ลำเลียงขึ้นสู่ผิวน้ำ บีบอัด ฉีด CO₂ แล้วคืนสู่ใต้ดินอีกครั้ง

การสร้างกระบวนการนี้มีราคาแพงมากและถือว่าไม่สามารถทำได้ อย่างไรก็ตาม ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมปิโตรเลียมแห่งมหาวิทยาลัยเทกซัสแห่ง Austim ได้เสนอแนวคิดในการแก้ไขปัญหานี้ Gary Gopeซึ่งก็คือการสำรวจอ่าวเม็กซิโกซึ่งมีชั้นหินอุ้มน้ำลึกที่อุดมไปด้วยก๊าซมีเทนที่ละลายน้ำ การแก้ปัญหาคือการดึงก๊าซมีเทนนี้ออกจากน้ำเกลือ ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติ และนำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า เพื่อให้ได้แนวคิด การคำนวณบางอย่างได้ระบุแล้วว่า น้ำเกลือใต้ดินบนชายฝั่งอเมริกาของอ่าวเม็กซิโกสามารถกักเก็บก๊าซได้หนึ่งในหก ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตโดยประเทศสหรัฐอเมริกาและในขณะเดียวกันก็สามารถตอบสนองความต้องการก๊าซธรรมชาติได้ถึงหนึ่งในหก พ่อแม่.

ท่อที่มีก๊าซธรรมชาติ (มีเทน) น้ำมัน และน้ำ

นอกจากนี้ อีกแง่มุมหนึ่งที่สามารถชดเชยค่าใช้จ่ายได้: น้อยกว่า 64 กม. จากพื้นผิวโลกมีชั้นที่เรียกว่าแมกมาซึ่งมีอุณหภูมิสูงมากถึง 6000 องศาเซลเซียส ดังนั้น ชั้นหินอุ้มน้ำเหล่านี้ร้อนพอที่จะทำให้น้ำเกลือที่จับมาจากใต้ดินเป็นแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ดี พลังงานความร้อนใต้พิภพที่ใช้อยู่ในปัจจุบันขึ้นอยู่กับการจับไอน้ำที่เกิดขึ้นในอ่างเก็บน้ำ ของน้ำและไอน้ำที่เดือดแม้สัมผัสกับหินหนืด ผ่านท่อและท่อ เหมาะสม ไอน้ำนี้ทำให้ใบพัดกังหันหมุน และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า

สถานีพลังงานความร้อนใต้พิภพ

ดังนั้นการรวมกันในระบบเดียวของกระบวนการทั้งสามนี้ (เก็บCO₂ ใต้ดิน การแยกก๊าซมีเทนออกจากน้ำเกลือ และรับความร้อนใต้พิภพจากน้ำเกลือนั้น) กลายเป็นกระบวนการที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ เนื่องจากเป็นกระบวนการที่ยั่งยืนในตัวเอง

เพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของกระบวนการนี้ ซึ่งเป็นวงจรปิด ให้ดูตารางด้านล่าง:

โครงการกระบวนการละลาย CO CO₂ ในน้ำเกลือใต้ดิน

1. จับน้ำเกลือใต้ผิวดินลึก ด้วยความลึกของมัน มันอยู่ภายใต้ความกดดันสูง ดังนั้นพลังงานที่จะนำมันขึ้นสู่พื้นผิวจึงมีขนาดเล็กมาก

2. น้ำเกลือนี้ประกอบด้วยมีเทนที่ละลายน้ำ และเมื่อไปถึงพื้นผิว ความดันจะลดลงและส่วนหนึ่งของก๊าซนี้จะออกมา ของน้ำเกลือที่จับและขนส่งทางท่อเพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงาน (gas ธรรมชาติ);

3. น้ำเกลือไปที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งจะให้ความร้อนกับวงจรน้ำซึ่งถูกส่งไปยังอาคารใกล้เคียง พลังงานความร้อนใต้พิภพนี้สามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนกับสิ่งแวดล้อม น้ำในบ้านเรือน และในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่เปลี่ยนอากาศร้อนให้เป็นอากาศเย็นในเครื่องปรับอากาศ

4. CO₂ มันถูกฉีดเข้าไปในน้ำเกลือเย็นซึ่งทำให้เกิดมีเทนออกมาจากมันมากขึ้นและถูกลำเลียงโดยท่อทำให้ได้รับก๊าซธรรมชาติในปริมาณที่มากขึ้น

5. น้ำเกลือที่มีCO₂ ละลายและภายใต้แรงดันสูง มันถูกสูบอีกครั้งไปยังดินใต้ผิวดินที่มันถูกถ่ายออกมา และคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกเก็บไว้ที่นั่นอย่างถาวร

เมื่อของเหลวจำนวนมากถูกฉีดลงไปใต้ดิน จะเกิดอันตรายจากแผ่นดินไหว อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการนี้ ในเวลาเดียวกันกับที่ฉีดน้ำเกลือ น้ำเกลือก็จะถูกลบออกด้วย ดังนั้นจึงไม่มีความเสี่ยงดังกล่าว นอกจากนี้ยังต้องมีการก่อสร้างและการดำเนินการอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันการรั่วไหลของก๊าซมีเทน

แนวคิดเหล่านี้ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา แต่ก็เป็นที่ทราบกันดีว่าการสร้างเครื่องมือที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับa ระบบแบบนี้ต้องใช้เวลาและต้นทุนที่จะส่งต่อให้ผู้บริโภคได้ ไฟฟ้า. แต่มาตรการอื่นใดเพื่อลดการปล่อย CO อย่างมีนัยสำคัญ₂ ต่อบรรยากาศก็จะมีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานาน คงต้องรอดูกันต่อไปว่าเทคนิคการกักเก็บน้ำเกลือนี้ได้ผลจริงหรือไม่ตามที่ดูเหมือนว่าจะใช้ได้ผลในทางทฤษฎี

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/possivel-solucao-para-reduzir-as-emissoes-co2.htm