Walka z dwutlenkiem węgla nabiera tempa. Fizyka zamiast chemii
Dr Mark Holtzapple wraz z Jonathanem Feinsteinem z ExcelThermic Enterprises opracowali technologię, która wykorzystuje wodę i ciśnienie do wychwytywania CO2. Metoda PICC (Pressure-Induced Carbon Capture) opiera się na prostym zjawisku fizycznym znanym z napojów gazowanych, a sam system działa w kilku etapach.
Każdy wie, że dwutlenek węgla pod wysokim ciśnieniem rozpuszcza się w wodzie, i że kiedy otwierasz butelkę Coca-Coli lub piwa, widzisz, jak dwutlenek węgla wydostaje się z powrotem w postaci bąbelków.- tłumaczy Dr Mark Holtzapple, Texas A&M University.
Najpierw gazy spalinowe są chłodzone i sprężane, a następnie przepuszczane przez kolumnę wypełnioną zimną wodą. Pod wysokim ciśnieniem dwutlenek węgla rozpuszcza się w wodzie, a gdy ciśnienie jest stopniowo zmniejszane w serii zbiorników, to uwalnia się go w czystej formie gotowej do składowania pod ziemią. Jest to fundamentalnie różne podejście od tradycyjnych metod opartych na aminach, które według samych badaczy mają poważne ograniczenia.
Aminy mają trudności z usunięciem więcej niż 90% dwutlenku węgla z gazów spalinowych. Ponadto aminy są drogie i ulegają degradacji pod wpływem gazów spalinowych. Co więcej, dopuszczenie do ucieczki 10% dwutlenku węgla do środowiska nie jest już do utrzymania- Dr Mark Holtzapple, Texas A&M University.
Liczby przemawiają za nową technologią wychwytywania dwutlenku węgla
Analizy ekonomiczne pokazują wyraźną przewagę nowej metody. PICC może wychwycić i sprężyć 99% emisji dwutlenku węgla za około 116 złotych za tonę metryczną. Obecne technologie osiągają z kolei około 90% skuteczności przy kosztach wahających się od 223 do 447 złotych za tonę. Oznacza to nie tylko dwukrotnie niższe koszty, ale też wyższą efektywność, którą można i tak poprawić za cenę wyższego kosztu. Naukowcy odkryli bowiem, że dodanie niewielkiej ilości wapna do wody pozwala osiągnąć nawet 100% skuteczności przy średnim koszcie około 125 złotych za tonę. Przy takim poziomie wychwytu usuwany jest nawet dwutlenek węgla zawarty w powietrzu używanym do spalania.
Elektrownie węglowe i gazowe, zakłady cementowe czy huty stali – wszystkie te sektory stojące przed wyzwaniem redukcji emisji mogłyby wdrożyć technologię PICC bez drastycznego obciążania budżetów. Nic więc dziwnego, że Holtzapple widzi w swojej technologii coś więcej, niż tylko sposób na ograniczenie szkód środowiskowych. Jego wizja obejmuje całkowitą dekarbonizację przemysłu, bo technologia otwiera drogę do jeszcze bardziej ambitnych scenariuszy. Przykład? Połączenie PICC ze spalaniem biomasy mogłoby skutecznie usuwać dwutlenek węgla bezpośrednio z atmosfery, bo przecież biomasa podczas wzrostu pochłania dwutlenek węgla z powietrza, a gdy jest spalana z równoczesnym wychwytem emisji i ich składowaniem pod ziemią, następuje netto redukcja CO2 w atmosferze.
Patenty na technologię już zostały złożone, a naukowcy poszukują partnerów przemysłowych do licencjonowania rozwiązania. Najbliższe miesiące pokażą, czy PICC może szybko przejść z laboratoriów do praktycznych zastosowań. Jeśli obietnice się sprawdzą, może to być jeden z najbardziej praktycznych kroków w walce ze zmianami klimatycznymi, bo obejmuje prosty, tani i skuteczny sposób na zatrzymanie CO2 przed uwolnieniem do atmosfery.