Sekwestracja dwutlenku węgla – co to oznacza?

Sekwestracja dwutlenku węgla to proces wychwytywania i przechowywania gazu CO2 z atmosfery lub emisji przemysłowych, zanim trafi on do atmosfery. Sekwestracja dwutlenku węgla jest jednym z kluczowych sposobów wspomagających ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, które przyczyniają się do globalnego ocieplenia. W tym artykule omówimy czym jest sekwestracja dwutlenku węgla, jak działa ten proces, jakie są jego korzyści dla środowiska, metody sekwestracji oraz potencjalne zastosowania tej technologii.

Czym jest sekwestracja CO2?

Sekwestracja dwutlenku węgla to proces, podczas którego dwutlenek węgla jest wychwytywany i przechowywany w celu zwiększenia poziomu wiązania węgla w powierzchni Ziemi – glebie lub oceanach. Wraz ze wzrostem emisji gazów cieplarnianych, w tym dwutlenku węgla, rośnie globalne ocieplenie, który ma negatywny wpływ na środowisko naturalne, zwierzęta czy ludzi. Sekwestracja dwutlenku węgla  więc jest pomocna w zmniejszaniu ilości tego gazu w atmosferze, co pozwoli na zminimalizowanie jego wpływu na klimat.

Jakie są korzyści ze stosowania sekwestracji dwutlenku węgla?

Sekwestracja CO2 przyczynia się do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych oraz zmniejszenia wpływu tych gazów na klimat oraz środowisko naturalne. Korzyści ze stosowania tej technologii są liczne i obejmują m.in.:

  • zmniejszenie wpływu emisji dwutlenku węgla na klimat,
  • zwiększenie ilości wiązania węgla przez glebę,
  • poprawę jakości gleby oraz rozwój rolnictwa,
  • możliwość wykorzystania dwutlenku węgla jako surowca do wytwarzania produktów chemicznych i paliw,
  • zmniejszenie kosztów emisji dwutlenku węgla w przemyśle,
  • poprawę zdrowia i jakości życia ludzi i zwierząt poprzez zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych.

Jakie istnieją metody sekwestracji i składowania dwutlenku węgla?

sekwestracja - EXERGY

Obecnie możemy wyróżnić kilka metod. Sekwestracja dwutlenku węgla przejawia się zarówno w procesach naturalnych, jak i działalności człowieka, prezentując w ten sposób kilka odrębnych kategorii zależnych od lokalizacji i sposobu wiązania dwutlenku węgla. Najważniejsze ze sposobów sekwestracji węgla to:

  • metoda geologiczna sekwestracji dwutlenku węgla (geosekwestracja)
  • metoda biologiczna (biosekwestracja)
  • rolnictwo węglowe
  • sekwestracja wodorostów
  • wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla z emisji przemysłowych
  • Sekwestracja chemiczna

Poniżej przedstawiamy opis każdej z nich.

Geologiczna metoda sekwestracji CO2 (geosekwestracja)

Geologiczna metoda polega na składowaniu dwutlenku węgla w przyrodniczych zbiornikach, takich jak złoża węgla, pustynia solna czy zbiorniki w podziemiu. Dwutlenek węgla wtryskiwany jest do wybranej formacji geologicznej, gdzie ulega związaniu w postaci stałej. Ten sposób sekwestracji dwutlenku węgla wymaga zastosowania odpowiednich technologii i urządzeń, np. instalacji sekwestracyjnej oraz kontroli nad składowaniem i przechowywaniem gazów.

Biologiczna metoda sekwestracji dwutlenku węgla (biosekwestracja)

Biologiczna metoda polega na stosowaniu praktyk rolniczych, które w naturalny sposób zwiększają poziom wychwytywania dwutlenku węgla przez rośliny. Gleba może wychwytywać więcej dwutlenku węgla niż pozostawiona sam sobie, zwłaszcza w kontekście rolnictwa węglowego. Stosowanie rolnictwa przyjaznego środowisku, takiego jak uprawy okrywowe, uprawa bez orki oraz zwiększenie zawartości materii organicznej w glebie może pomóc w zwiększeniu poziomu wychwytu CO2. Jedną z rozwijanych metod sekwestracji biologicznej jest wykorzystanie wodorostów. Ta grupa roślin wodnych posiada wyjątkową zdolność pochłaniania dwutlenku węgla. Obecnie naturalnie występujące wodorosty w oceanach Ziemi pochłaniają ogromne ilości na poziomie ok 170 milionów ton CO2 rocznie, w tempie przekraczającym 50 ton na hektar. Takie właściwości wodorostów zmotywowały kilka przedsiębiorstw do podjęcia działań związanych z badaniami i  hodowlą wodorostów. ocean wodorosty - EXERGY

Rolnictwo węglowe

Kolejny rodzaj to kategoria, znana jako rolnictwo węglowe, obejmuje szereg praktyk rolniczych mających na celu zwiększenie sekwestracji węgla w produkcji żywności. Terminy takie jak rolnictwo regeneracyjne, agroleśnictwo i rolnictwo węglowe są często używane zamiennie do opisania tych praktyk, które obejmują techniki takie jak uprawa zerowa, płodozmian, uprawy okrywowe i integracja zwierząt gospodarskich, z których wszystkie promują optymalne wykorzystanie gleby. Wdrożenie takich praktyk wymaga odejścia od konwencjonalnych metod rolniczych, które powodują zubożenie gleby i pustynnienie. Rolnictwo regeneracyjne jest coraz częściej uznawane za niezbędny element rozwiązania klimatycznego, co skłania rządy na całym świecie do opracowania ram regulacyjnych dla rolnictwa węglowego.

Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla z emisji przemysłowych

Przemysłowy rodzaj sekwestracji węgla obejmuje wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla, w którym emisje dwutlenku węgla ze źródeł przemysłowych są wychwytywane i ręcznie przechowywane w różnych repozytoriach. Proces ten jest powszechnie ułatwiony dzięki wykorzystaniu urządzeń do wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS).

Sekwestracja chemiczna dwutlenku węgla

 Ostatnia kategoria obejmuje sekwestrację chemiczną, która wykorzystuje proces chemiczny znany jako mineralne nasycanie dwutlenkiem węgla. Proces ten polega na reakcji CO2 z materiałami zawierającymi tlenki metali, zwykle wapniem i magnezem, w wyniku czego powstają nierozpuszczalne węglany. Sekwestracja chemiczna umożliwia magazynowanie węgla w materiałach przemysłowych, w tym w cemencie. Pojawiły się liczne startupy produkujące cement i z wtryskiem węgla dla budownictwa, wykazując ogromny potencjał w dekarbonizacji sektora budowlanego.

Usuwanie węgla

Należy odróżnić sekwestrację węgla od usuwania węgla, ponieważ te dwa pojęcia, choć powiązane, nie są całkowicie synonimami. Usuwanie węgla, określane również jako pobieranie węgla, wiąże się z procesem wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery i przechowywania go w różnych składowiskach, takich jak rośliny, gleby, oceany, skały, podziemne wnęki lub długotrwałe produkty, takie jak cement. Biosekwestracja z lasów, rolnictwo węglowe i uprawa wodorostów wchodzą w zakres usuwania dwutlenku węgla. Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCS), w ramach którego węgiel jest wychwytywany u źródła i nigdy nie trafia do atmosfery, nie wchodzi jednak w zakres usuwania dwutlenku węgla. CCS - EXERGY

Nowe technologie w wiązaniu węgla z atmosfery

Innowacyjne technologie są rozwijane w celu dalszego udoskonalenia procesu sekwestracji węgla. Naukowcy i inżynierowie pracują nad rozwinięciem metod, które umożliwią bardziej efektywne wychwytywanie i przechowywanie dwutlenku węgla. Na przykład, badania nad nowymi materiałami adsorbentów, które mają zdolność do selektywnego wiązania CO2, otwierają nowe perspektywy dla skuteczniejszej sekwestracji.

Ponadto, rozwój technologii w zakresie wykorzystania wodorostów, sztucznej fotosyntezy oraz innych zaawansowanych rozwiązań biologicznych, chemicznych i technologicznych może przyczynić się do zwiększenia potencjału sekwestracji węgla. Te innowacje mają potencjał nie tylko do redukcji emisji CO2, ale także do wykorzystania wychwyconego węgla w różnych sektorach gospodarki, takich jak produkcja materiałów budowlanych, paliwa czy nawozy.

W miarę rozwoju tych technologii i wprowadzania innowacyjnych rozwiązań, sekwestracja węgla może stać się nie tylko narzędziem w walce z wyzwaniami klimatycznymi, ale także sposobem na przekształcenie węgla w zasób, który może przyczynić się do zrównoważonego rozwoju i przemysłowej transformacji.

Sekwestracja (dwutlenku) węgla jest niezwykle ważnym aspektem walki z zmianami klimatycznymi. Wykorzystanie różnych rodzajów sekwestracji, w połączeniu z redukcją emisji i zrównoważonymi praktykami gospodarczymi, może przynieść pozytywne efekty dla naszej planety. Kontynuowanie badań i inwestycji w rozwój tych technologii jest kluczowe, aby osiągnąć nasze cele w dziedzinie ochrony klimatu i zrównoważonego rozwoju.