https://bodybydarwin.com
Slider Image

Tutkijat haluavat rajoittaa ilmastonmuutosta vapauttamalla enemmän hiilidioksidia

2020

"osoite": Venezia-Giulian kaasun pääventtiilien yksityiskohdat "

Hiilidioksidi saa paljon huomiota näinä päivinä. Tarkastelu on ymmärrettävää: 11. toukokuuta kaasun pitoisuudet olivat 415 miljoonasosaa, yli 100 ppm yli tyypillisen ilmakehän tasomme viimeisen 800 000 vuoden aikana. Vaikka lopettaisimme päästöt tänään, tämä pitkäikäinen kasvihuonekaasu lämmittää maata tuhansien vuosien ajan.

Mutta on olemassa myös toinen kasvihuonekaasu, metaani, jonka mukaan jotkut tutkijat väittävät, että hedelmällinen hedelmä on monien strategioiden joukossa, joilla ilmasto vakautetaan. Stanfordin yliopiston tiedemiehet julkaisivat maanantaina lehdessä Nature Sustainability julkaistussa yllättävässä ja vastaintuitiivisessa ehdotuksessa, että tutkimuksen avulla voimme rajoittaa lämpenemistä muuttamalla metaani kemiallisesti hiilidioksidiksi. "Paperi on pyyntö tarkastella metaanin poistoa mahdollisuutena, kertoo tutkimuksen pääkirjailija Rob Jackson.

Metaani tai CH4 on tällä hetkellä keskittynyt ilmaan 1 860 osaa kohti miljardia, noin kaksi ja puoli kertaa enemmän kuin ennen teollisuusvallankumousta. 60 prosenttia metaanipäästöistä on ihmisen aiheuttamia, johtuen maataloudesta peräisin olevista lähteistä, kuten riisinjyvä ja röyhtävä karja, sekä fossiilisten polttoaineiden tuotannosta. Kaasu on lyhytaikainen ja kestää ilmakehässä keskimäärin vuosikymmenen. Mutta se on vaikeaa kuumentaa asioita niin lyhyessä ajassa. Metaani lämmittää ilmakehää 84 kertaa enemmän kuin hiilidioksidi 20 vuoden aikana ja 28 kertaa niin paljon vuosisadan ajan.

Vaikka molekyylin kemia tekee siitä koskien kasvihuonekaasua, se soveltuu myös potentiaaliseen ratkaisuun, Stanfordin joukkue väittää. Metaani ja happi reagoivat muodostaen hiilidioksidia ja vettä. Reaktio on termodynaamisesti suotuisa, koska se vapauttaa energiaa. Itse asiassa se tapahtuu luonnollisesti ilmakehässä. Jos pystymme luomaan teollisen prosessin, joka nopeuttaa tätä luonnollista taipumusta, paperin mukaan se voisi toimia tärkeänä strategiana lämpenemisen hidastamisessa.

Maan päällä tämä saattaa näyttää jonkinlaiselta kuin ehdotetut suoran hiilidioksidin talteenoton mallit - massiiviset puhaltimet, jotka imevät ilmaa ja käyttävät sitä väliaineen läpi, joka auttaa metaania muuntamaan hiilidioksidiksi. Toisin kuin hiilen talteenotto, pakokaasua ei tarvitse pumpata ja varastoida. Sen sijaan hiilidioksidi vain hiipisi. Koska se on vähemmän voimakas kasvihuonekaasu kuin metaani, nettovaikutus vähentäisi silti ilmaston lämpenemistä. Kaikkien ilmakehän ihmisen aiheuttamien metaanien muuttaminen vapauttaisi ylimääräisen 8, 2 miljardia tonnia hiilidioksidia, kuinka paljon päästöjämme on maailman sisällä muutaman kuukauden aikana. Jopa niin, prosessi poistaisi täyden kuudennen lämpenemisestä, jota olemme kokeneet fossiilisten polttoaineiden polttamisen alkamisen jälkeen, arvioidaan paperissa. "Se ostaisi meille aikaa puuttua vaikeampaan joukkoon hiilidioksidilähteitä, sanoo Jackson.

Tietysti tämä ehdotus on vain ideavaiheessa, ja sen toteuttamiseen on vielä monia haasteita. Yksi ilmeisimmistä asioista, jotka paperi huomauttaa, on, että metaani on hyvin diffuusioilmassa. Pitoisuudella 1860 ppb se muodostaa pienen osan kaikista ilmassa olevista molekyyleistä ja on noin 200 kertaa laimeampi kuin CO2.

Metaanin kemiallinen rakenne muodostaa myös esteen sen muuntamiselle, aivan kirjaimellisesti. Tetraedraalisen muodonsa vuoksi, koska neljä vetyatomia haaroittuu hiilen keskipisteestä, puuttuu selkeä katalyyttisen sisääntulon piste, kirjoittajat kirjoittavat. Silti on olemassa lupaavia todisteita siitä, että zeoliitit - mineraalityyppi, jolla on monia pieniä huokosia - voitaisiin käyttää metaanin muuntamiseen. Nuo pienet huokoset voivat auttaa metaanin imeytymisessä ja reagoimaan metallikatalysaattorin kanssa helpottaen sen muuttumista CO2: ksi.

Ja samoin kuin hiilidioksidin talteenotto, tämä prosessi voisi käyttää paljon energiaa. Laitteiden rakentaminen, zeoliitin louhinta ja puhaltimien käyttäminen vaatisivat virtaa. Näyttää siltä, ​​että toiminnan vaatiminen vaatii huomattavasti energiaa, jopa passiivisessa järjestelmässä, joka käyttää tuulta kuljettamaan ilmaa katalyytin yli ", sanoo Ed Dlugokencky, ilmakeemikko Kansallisessa valtameren ja ilmakehän hallinnossa. Jacksonin mukaan metaanikonversiojärjestelmä toimisi mieluiten nollahiililähteillä, kuten tuulen ja aurinkoenergian lähteillä. Ja koska reaktio vapauttaa energiaa, hän uskoo, että sen voisi olla mahdollista ottaa uudelleen talteen ja käyttää sitä toiminnan ylläpitämiseen.

Mutta on myös raha-asioita. Tällä hetkellä, koska hiilen päästö ilmakehään on periaatteessa ilmaista, ei ole mitään tapaa ansaita rahaa prosessista. Joko lain mukainen valtuutus tai hiilen hinta olisi tarpeen, jotta kiinnostuisi metaanin talteenoton teollisesta mittakaavasta. Kuten asiakirjassa korostetaan, hintaan 500 dollaria tonnilta hiilidioksidia, metaanin muuttamisesta hiilidioksidiksi tuotetun ilmaston lämpenemispotentiaalin korvaaminen tuottaisi 12 500 dollaria muunnetulta metaanitonnilta, mikä tekisi prosessista kannattavaa.

Jotkut ajattelevat, että luottaminen hiilen hinnoitteluun on liian optimistista ja että rahamme käytetään paremmin uusiutuviin energialähteisiin. "Idea on erittäin materiaalisesti ja energeettisesti intensiivinen eikä voi kilpailla edes hiilen hinnoilla, jotka ovat yli 500 dollaria tonnilta, mikä tekee tarpeettomasta (ja poliittisesti mahdottomasta tehdä) uusiutuvan energian (joka nykyään ei useimmiten tarvitse hiilihintaa) todeksi putoukseksi, sanoo Sgouris Sgouridis, teollisuuden ja systeemitekniikan tutkija Khalifan yliopistossa ja kirjoittanut äskettäisen tutkimuksen, jossa verrattiin energian tuotantopanoksia uusiutuvien energialähteiden ja hiilidioksidin talteenottojärjestelmien tuotoksiin. "Miksi harjoittaisit erittäin kallista strategiaa sen sijaan, että laajentaisit halvempaa?"

Koska metaani on lyhytaikainen, saattaa olla parempi antaa luonnon vain käsitellä sitä. "CH4: n vaikutukseen ilmaston lämpenemiseen on paljon yksinkertaisempi ratkaisu", sanoo NOAA: n hiilipyörän kasvihuonekaasujen ryhmän päällikkö Pieter Tans. Ehdotan, että vähennämme CH4-päästöjä tunnetuilla tavoilla ja annamme ilmakehän huolehtia hapettumisestaan ​​hiilidioksidiksi noin 10 vuodessa. ”

Jacksonin mielestä tekniikalla, jopa haasteineen, voisi olla paikka tulevaisuuden ilmastotoimissa. Hän toivoo ehdotuksensa käynnistävän tutkimuksen ihanteellisista materiaaleista metaanikonversion katalysoimiseksi ja ideoita teollisuuslaitoksille, jotka keskittävät metaanin tulevan sisään ja helpottavat reagointia. Jacksonin kannalta kyse ei ole vain yrityksestä vakauttaa tällä hetkellä lämpenävä planeettamme. Teknologialla voisi olla jopa rooli päästöjen vähentämisen jatkamisessa ns. Ilmakehän palauttamisessa. "Uskon, että ilmamme korjaaminen on parempi visio kuin ilman vakauttaminen", hän sanoo. "Haluan nollata kellon ilmakehän metaanilla."

Vuodenajat ovat loppumassa, mikä on todella huono muuttolintuille

Vuodenajat ovat loppumassa, mikä on todella huono muuttolintuille

Kiina tuo markkinoille Aasian suurimman toisen maailmansodan jälkeisen sotalaivan

Kiina tuo markkinoille Aasian suurimman toisen maailmansodan jälkeisen sotalaivan

Nämä massiiviset, salaperäiset myrskyt Jupiterilla näyttävät täysin epätodellisilta

Nämä massiiviset, salaperäiset myrskyt Jupiterilla näyttävät täysin epätodellisilta