Home Makalelerimiz Karbon Yakalama ve Depolama

Karbon Yakalama ve Depolama

by Bunkerist
0 yorum Yap

Karbon tutma ve depolama (CCS) veya karbon yakalama ve ayırma, veya karbon kontrolü ve ayırma, atık karbondioksiti (CO2) yakalama, bir depolama alanına taşıyarak bir daha atmosfere karışmasını engelleme prosesidir. CO2 genellikle çimento fabrikası veya biyokütle enerji santrali gibi büyük noktasal kaynaklardan yakalanır ve doğal olarak yer altı jeolojik oluşumlarda da depolanır. Amaç, büyük miktarlardaki CO2 salınımının ağır sanayiden atmosfere karışması engellemektir. Endüstriden ve ısınmadan kaynaklanan karbondioksit emisyonlarının küresel ısınmaya ve okyanus asitlenmesine olan katkısını azaltmanın potansiyel bir yoludur. CO2, gelişmiş petrol geri kazanımı dahil olmak üzere çeşitli amaçlar için birkaç on yıldır jeolojik oluşumlara enjekte edilmiş olsa da, CO2’nin uzun dönem için depolanması nispeten yeni bir kavramdır.

Karbondioksit, absorpsiyon, adsorpsiyon, kimyasal döngü, membran gazı ayırma veya gaz hidrat teknolojileri dahil olmak üzere çeşitli teknolojiler kullanılarak doğrudan havadan veya endüstriyel bir kaynaktan (enerji santrali baca gazı gibi) yakalanabilir. Modern bir geleneksel elektrik santraline uygulanan CCS, atmosfere CO2 emisyonlarını, CCS’siz bir tesise kıyasla yaklaşık% 80-90 oranında azaltabilir.

2019 itibariyle dünyada 3,7’si jeolojik olarak depolanan yılda 31,5 milyon ton CO2 yakalayan 17 faal CCS projesi bulunmaktadır. Çoğu elektrik santrali değil endüstriyeldir: Çimento, çelik üretimi ve gübre üretimi gibi endüstrilerin karbondan arındırılması zordur.

CCS,CO2’yi yakalayan ve sıkıştıran bir enerji santralinde kullanılırsa, diğer sistem maliyetlerinin fosil yakıtlı enerji santralleri için üretilen watt-saat enerji başına maliyeti% 21-91 oranında artıracağı tahmin edilmektedir, ve özellikle de bir tecrit bölgesinden uzaksa teknolojinin mevcut tesislere uygulanması daha da pahalıdır.

Biyokütle ile birleştirildiğinde CCS’nin net negatif emisyonlara yol açması mümkündür. Birleşik Krallık’taki Drax elektrik santralindeki odun ateşlemeli bir ünitede karbon yakalama ve depolama (BECCS) ile biyoenerji denemesi 2019’da başladı: başarılı olursa bu, atmosferden günde bir ton CO2 çıkarabilir.

CO2’nin depolanması ya derin jeolojik oluşumlarda ya da mineral karbonatlar şeklinde düşünülmektedir. Pirojenik karbon yakalama ve depolama (PyCCS) da araştırılmaktadır. Derin okyanus depolaması, okyanusu asitlendirebileceği ihtimaliyle kullanılmaz. Jeolojik oluşumlar şu anda en umut verici tecrit bölgeleri olarak kabul edilmektedir. ABD Ulusal Enerji Teknolojisi Laboratuvarı (NETL), Kuzey Amerika’nın mevcut üretim oranlarında 900 yıldan fazla karbondioksit için yeterli depolama kapasitesine sahip olduğunu bildirdi. Genel bir sorun, denizaltı veya yer altı depolama güvenliği ile ilgili uzun vadeli tahminlerin çok zor ve belirsiz olması ve yine de bir miktar CO2’nin atmosfere sızma riskinin olmasıdır.

En etkili olanı CO2’nin, büyük fosil yakıt veya biyokütle enerji tesisleri, doğal gaz elektrik enerjisi üretim tesisleri, büyük CO2 emisyonlu endüstriler, doğal gaz işleme, sentetik yakıt tesisleri ve fosil yakıt bazlı hidrojen üretim tesisleri gibi kaynaklarda yakalanmasıdır. Havadaki CO2 konsantrasyonunun yanma kaynaklarına kıyasla çok daha düşük olması sebebiyle, önemli mühendislik zorluklarına rağmen havadan CO2 çıkarmak da mümkündür.

Fermantasyon yoluyla etanol üreten organizmalar, yeraltına pompalanabilen soğuk, esasen saf CO2 üretir. Fermantasyon ağırlıkça etanolden biraz daha az CO2 üretir.

Sülfür ve su gibi CO2 akışlarındaki kirlilik, faz davranışları üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir ve boru hattı ve kuyu, sondaj malzemelerinin artan korozyonu için önemli bir tehdit oluşturabilir. Kirliliğin mevcut olduğu durumlarda, özellikle havayla yakalamada, baca gazını temizlemek için başlangıçta bir yıkama ayırma işlemine ihtiyaç duyulur.

Genel olarak, yakalama için üç farklı teknoloji konfigürasyonu mevcuttur: yanma sonrası, ön yanma ve oksigaz yakma:

Yakma sonrası yakalamada, CO2 fosil yakıtın yanmasıyla ayrıştırılır. Bu, fosil yakıt yakan enerji santrallerine uygulanacak bir şemadır. Burada karbondioksit, elektrik santrallerindeki veya diğer büyük nokta kaynaklarındaki baca gazlarından tutulur. Bu teknoloji iyi anlaşılmıştır ve şu anda diğer endüstriyel uygulamalarda da kullanılmaktadır, ancak ticari ölçekte bir elektrik santralinde gerekli olabilecek ölçekte değildir. Yakma sonrası yakalama, araştırmada en popüler olanıdır çünkü mevcut fosil yakıtlı enerji santralleri, bu konfigürasyona CCS teknolojisini dahil edecek şekilde yeniden donatılabilir.

Ön yanma teknolojisi gübre, kimyasal, gazlı yakıt (H2, CH4) ve enerji üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu durumlarda, fosil yakıt, örneğin bir gazlaştırıcıda kısmen oksitlenir. Ortaya çıkan sentez gazından (CO ve H2) gelen CO, eklenen buharla (H2O) reaksiyona girer ve CO2 ve H2’ye kaydırılır. Ortaya çıkan CO2, nispeten saf bir egzoz akışından yakalanabilir. H2 artık yakıt olarak kullanılabilir; yanma gerçekleşmeden önce karbondioksit uzaklaştırılır. Konvansiyonel yanma sonrası karbondioksit yakalama ile karşılaştırıldığında birçok avantaj ve dezavantaj vardır. CO2, fosil yakıtların yanmasından sonra, ancak baca gazı atmosferik basınca genişletilmeden önce uzaklaştırılır. Bu şema, yeni fosil yakıt yakan enerji santrallerine veya yeniden enerjilendirmenin bir seçenek olduğu mevcut tesislere uygulanır. Genişlemeden önce yakalama, yani basınçlı gazdan, neredeyse tüm endüstriyel CO2 yakalama süreçlerinde standarttır.

Oksi-yakıt yanmasında yakıt, hava yerine oksijende yakılır. Ortaya çıkan alev sıcaklıklarını geleneksel yanma sırasında yaygın olan seviyelerle sınırlamak için, soğutulmuş baca gazı yeniden dolaştırılır ve yanma odasına enjekte edilir. Baca gazı esas olarak karbondioksit ve su buharından oluşur ve bunların ikincisi soğutma yoluyla yoğunlaştırılır. Sonuç, sekestrasyon alanına taşınabilen ve depolanabilen neredeyse saf bir karbondioksit akışıdır.

Oksigaz yakmaya dayalı enerji santrali süreçleri bazen “sıfır emisyon” döngüleri olarak adlandırılır, çünkü depolanan CO2, baca gazı akımından uzaklaştırılan bir kısım değil (yanma öncesi ve sonrası yakalama durumlarında olduğu gibi), ancak baca gazı akımının kendisidir. Yanma sırasında oluşan CO2’nin bir kısmı kaçınılmaz olarak yoğunlaşan suya karışacaktır. “Sıfır emisyon” etiketini garanti altına almak için suyun uygun şekilde arıtılması veya bertaraf edilmesi gerekir.

Yorum Yap