Τεχνολογία CCS ( Carbon Capture and Storage) μια ταχέως αναπτυσσόμενη μέθοδος διαχείρισης του «Αποβλήτου» CO2 προς επίτευξη της Κλιματικής Ουδετερότητας

της Έφης Κουρουνιώτη

Οι Τεχνολογίες Δέσμευσης και Αποθήκευσης Διοξειδίου του Άνθρακα φαίνεται να αποτελούν μία νέα οδό για το βιομηχανικό κόσμο που διαθέτει  μεγάλες ποσότητες εκπομπών και μεγαλεπίβολους στόχους μείωσης για το άμεσο μέλλον. Οι τεχνολογίες CCS αναφέρονται σε μία γκάμα μεθόδων, σχεδιασμένες να εμποδίζουν την διαρροή του Διοξειδίου του Άνθρακα στην ατμόσφαιρα ή να απομακρύνουν το ήδη υπάρχον στην ατμόσφαιρα Διοξείδιο του Άνθρακα συμβάλλοντας με αυτόν τον τρόπο στην επίτευξη της Κλιματικής Ουδετερότητας.

Οι τεχνολογίες αυτές περιλαμβάνουν συνοπτικά τις παρακάτω λειτουργίες-στάδια.

ΔΕΣΜΕΥΣΗ

Οι εγκαταστάσεις δέσμευσης του Διοξειδίου του Άνθρακα συχνά είναι τοποθετημένες εντός ή κοντά σε εγκαταστάσης μεγάλης παραγωγής του αερίου ώστε να μπορεί να γίνει η δέσμευση άμεσα την ώρα παραγωγής του αερίου όπου και σημειώνεται η μεγαλύτερη συγκέντρωση. Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι με τους οποίους μπορεί να γίνει η δέσμευση του Διοξειδίου του Άνθρακα.

Η πρώτη απαιτεί την τροποποίηση της παραγωγικής διαδικασίας έτσι ώστε τα δημιουργούντα αέρια να αποτελούνται από όσο το δυνατόν καθαρότερο Διοξείδιο του Άνθρακα. Μετά την απομάκρυνση των περιττών ουσιών, το αέριο Διοξείδιο του Άνθρακα άμεσα συμπιέζεται ή υγροποιείται προς μεταφορά.

Η δεύτερη αφορά στην απομάκρυνση του Διοξειδίου του Άνθρακα από τα παραγόμενα αέρια χρησιμοποιώντας φίλτρα διήθησης όπως το Οξείδιο του Ασβεστίου, το οποίο αντιδρά με το Διοξείδιο του Άνθρακα σχηματίζοντας ασβεστόλιθο (ανθρακικό ασβέστιο) ή διαλύματα αμίνης. Ακολουθεί θέρμανση κατά την οποία το Διοξείδιο του ‘Ανθρακα απελευθερώνεται σε μεγάλο βαθμό καθαρότητας και στη συνέχεια συλλέγεται μέσω υγροποίησης ή συμπίεσης.

ΜΕΤΑΦΟΡΑ

Μετά τη δέσμευση του Διοξειδίου του Άνθρακα ακολουθεί η μετταφορά του στο σημείο αποθήκευσης. Αυτό το τμήμα της διαδικασίας είναι ήδη ανεπτυγμένο καθώς η τεχνολογία και η υλικοτεχνική υποστήριξη των μεραφορών αερίων  χρησιμοποιούνται ήδη, επομένως μπορούν να προσαρμοστούν εύκολα  στην περίπτωση του αερίου  του Διοξειδίου του Άνθρακα. Το Διοξείδιο του Άνθρακα μπορεί να μεταφερθεί μέσω αγωγών, σε αέρια μορφή ή σε σφραγισμένα δοχεία σε υγρή ή αέρια μορφή οδικώς ή δια μέσου θαλάσσης.    

ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ

Προκειμένου να επιτευχθεί η αποτελεσματική απομάκρυνση του Διοξειδίου του Άνθρακα απαιτείται η αποθήκευσή του σε τοποθεσία η οποία να αποτρέπει την επαναφορά του στην ατμόσφαιρα. Τυπικά έως τώρα η προτεινόμενη τοποθεσία αποθήκευσης αποτελεί το υπέδαφος

Εικόνα 1: Δέσμευση και αποθήκευση του διοξειδίου του άνθρακα [1]

Μελλοντικά Σενάρια

Πολλοί επιστήμονες του κλίματος θεωρούν ότι η άμεση δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας θα είναι απαραίτητη αυτόν τον αιώνα για τον έλεγχο των παγκόσμιων θερμοκρασιών, ειδικά εξαιτίας των  πρόσφατων εφαρμοζόμενων πολιτικών οι οποίες καθιστούν πιθανό να υπάρξει κάποια υπέρβαση των στόχων αύξησης της θερμοκρασίας στο εγγύς μέλλον.

Η υιοθέτηση του CCS έχει άμεση επίδραση στο κόστος παραγωγής ενέργειας καθώς και στην ταχύτητα με την οποία μπορεί να υιοθετηθεί η τεχνολογία. Δεδομένης της συνεχιζόμενης εξάρτησης του κόσμου από τα ορυκτά καύσιμα, είναι επιτακτική ανάγκη να αναπτυχθεί μια πρακτική στρατηγική για τη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα από τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής [2] μια από τις κύριες πηγές εκπομπών CO2.

Επί του παρόντος φαίνεται ότι η πλειονότητα της υπάρχουσας τεχνολογίας CCS μπορεί να απορροφήσει το 85–95% των εκπομπών CΟ2 ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής. Ωστόσο, σε σύγκριση με σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής χωρίς εγκαταστάσεις CCS, η πλειονότητα των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με συστήματα CCS θα χρειαζόταν περισσότερη ενέργεια. Ο πρωταρχικός λόγος για αυτήν την επιπλέον ενεργειακή απαίτηση είναι η δέσμευση και η συμπίεση CO2, η οποία αυξάνει τη χρήση ενέργειας στους σημερινούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής κατά 10%-40%. Η μέθοδος CCS μπορεί να προσφέρει περίπου 80-90% μείωση των συνολικών εκπομπών στην ατμόσφαιρα εάν το CO2 έχει δεσμευτεί και αποθηκευτεί επαρκώς [3].

Οι περιβαλλοντικοί και κοινωνικοί προβληματισμοί αντιπροσωπεύουν επίσης σημαντικά εμπόδια στη χρήση συστημάτων δέσμευσης άνθρακα. H γνώμη του κοινού αλλά και της ευρείας περιβαλλοντικής κοινότητας για τις μεθόδους δέσμευσης άνθρακα διχάζεται λόγω των ανησυχιών για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις και την ασφάλεια της αποθήκευσης CO2 [4]. Ο Witte [5] διαπίστωσε ότι η δημόσια αποδοχή του CCS εξαρτάται από την εμπιστοσύνη στα ιδρύματα που είναι υπεύθυνα για την αποθήκευση και τους αντιληπτούς κινδύνους διαρροής. Η ανάπτυξη των CCT μπορεί να παρεμποδιστεί από την πιθανότητα αντίθεσης της κοινότητας σε τοποθεσίες αποθήκευσης, ειδικά σε περιοχές όπου το ευρύ κοινό δεν είναι καλά ενημερωμένο για την τεχνολογία.

Βιβλιογραφία

1. Ευρωπαϊκό Ελεγκτικό Συνέδριο ‘Επίδειξη της δέσμευσης και αποθήκευσης διοξειδίου του άνθρακα και καινοτόμων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε εμπορική κλίμακα στην ΕΕ’

2. Elsevier, ‘Carbon Dioxide Emissions, Capture, Storage and Utilization: Review of Materials, Processes and Technologies ’, 2022, Turgut M. Gür

3. Greenhouse Gases: ‘Science and Technology, ‘Activated carbon-based composites for capturing CO2’ Wang et al., 2021

4. Elsevier, ‘A 2050 perspective on the role for carbon capture and storage in the European power system and industry sector’, 2021, Franziska Holz

5. Sustainability (Switzerland), Social acceptance of carbon capture and storage (Ccs) from industrial applications(Review), 2021, Witte, K