Avainero hiilen t alteenoton ja varastoinnin ja hiilen sitomisen välillä on se, että hiilidioksidin t alteenottoon ja varastointiin kuuluu hiilidioksidin t alteenotto, kuljettaminen ja varastointi, kun taas hiilidioksidin sitominen vain varastoi hiilidioksidia pidemmäksi aikaa.
Hiili on kemiallinen alkuaine ja biomolekyylien perusrakennusaine. Se esiintyy maapallolla kiinteinä, nesteinä ja kaasumaisina muodoina. Hiilidioksidi on hiilen kaasumainen muoto. Kun hiili yhdistyy happimolekyylien kanssa, se muodostaa hiilidioksidikaasua. Hiilidioksidi tunnetaan kasvihuonekaasuna, koska se sitoo lämpöä ja vaikuttaa ilmaston muutoksiin. Hiilidioksidin tuotanto on seurausta sekä luonnosta että ihmisen toiminnasta. Luonnollisesti hiilidioksidia syntyy orgaanisen aineen hajoamisesta, metsäpaloista jne. Ihmisen tuottamaa hiilidioksidia syntyy polttamalla hiiltä, öljyjä ja maakaasua energian tuottamiseksi. Siksi tutkijat kehittivät erilaisia prosesseja hiilidioksidin t alteenottamiseksi ja varastoimiseksi estääkseen maapallon ilmakehän lämpenemisen.
Mitä on hiilidioksidin t alteenotto ja varastointi?
Hiilen t alteenotto ja varastointi (CCS) on prosessi, joka ottaa t alteen vapautuvan hiilidioksidin, kuljettaa sen varastointipaikalle ja sijoittaa sen siten, ettei se pääse ilmakehään. Se käsittää polttoainevoimaloiden ja teollisuudenalojen päästöjen kasvihuonekaasujen t alteenoton, kuljettamisen ja sijoittamisen. Yleensä hiilidioksidi otetaan t alteen suurista pistelähteistä, kuten voimalaitoksista, ja varastoidaan maan alle. CCS:n päätavoitteena on estää suuren ja raskaan teollisuuden hiilidioksidipäästöt kasvihuonekaasujen päästöjen vähentämiseksi ilmakehään. Hiilidioksidivaraston sanotaan olevan joko syvässä geologisessa muodostumassa tai mineraalikarbonaattimuodossa.
Kuva 01: Hiilen t alteenotto ja varastointi
CCS-tekniikka
Tehokkain tapa ottaa t alteen hiilidioksidi on pistelähteiden kautta. Näitä pistelähteitä ovat korkeat hiilidioksidipäästöt tuottavat teollisuudenalat, synteettisten polttoaineiden tuotantolaitokset, biomassaenergialaitokset ja fossiilisiin polttoaineisiin perustuvat vedyn tuotantolaitokset. Päästöjä aiheuttavan hiilidioksidin t alteenottamiseen on olemassa useita tekniikoita. Tämä jakautuu kolmeen luokkaan: polton jälkeinen hiilen t alteenotto, polttoa edeltävä hiilen t alteenotto ja happipolttoainepolttojärjestelmät. Polton jälkeinen hiilen t alteenotto tapahtuu, kun hiilidioksidi erotetaan pakokaasusta palamisprosessissa. Esipolttohiilen t alteenotto kaasuttaa polttoaineen ja erottaa hiilidioksidin. Happi-polttoaineen polttohiilen t alteenotto mahdollistaa polttoaineen palamisen puhtaassa happiympäristössä, mikä johtaa väkevämpään hiilidioksidipäästövirtaan. Kun hiilidioksidi on vangittu, se puristetaan nesteeksi. Se kuljetetaan sitten putkia, laivoja tai muita ajoneuvoja pitkin sopivaan varastointipaikkaan. Lopuksi hiilidioksidi ruiskutetaan syvään geologiseen muodostukseen tai maan alle. Se varastoidaan pitkäkestoisesti, mikä estää hiilidioksidin vapautumisen ilmakehään. Tällaisia varastointipaikkoja ovat muun muassa entiset öljy- ja kaasuvarastot, hiilipohjat ja syvät suolamuodostelmat.
Mitä on hiilidioksidin sitominen?
Hiilen sitominen on prosessi, jossa hiilidioksidia otetaan t alteen ja varastoidaan pitkällä aikavälillä sen estämiseksi, ettei se pääse ilmakehään. Tämä mahdollistaa hiilen stabiloinnin kiinteässä ja liuenneessa muodossa, jotta vältetään lämpötilan nousu ilmakehässä. Hiilen sitominen voi olla biologista ja geologista.
Kuva 02: Hiilensidontamenetelmät
Hiilen sitomismenetelmät
Biologinen hiilen sitominen on prosessi, jossa hiilidioksidia varastoidaan kasvillisuuteen, kuten niittyihin ja metsiin, maaperään ja v altameriin. Geologinen hiilen sitominen on hiilidioksidin varastointia maanalaisiin geologisiin muodostumiin. Yleensä hiilidioksidi otetaan t alteen teräs- tai sementtiteollisuuden lähteistä tai energiaan liittyvistä lähteistä, kuten voimalaitoksista. Tämä t alteen otettu hiilidioksidi ruiskutetaan sitten huokoisiin kiviin pitkäaikaista varastointia varten. Hiilen sitominen vaikuttaa myös muihin kasvihuonekaasuihin, kuten metaaniin ja dityppioksidiin. Näitä kaasuja kerätään ja varastoidaan myös maatalouden, kuten laiduntamisen ja viljelyn, aikana. Typpioksiduuli vapautuu yleensä lannoitteiden kautta ja metaania karjasta. Hiilen sitominen parantaa myös maaperän, ilman, veden ja villieläinten elinympäristön laatua.
Mitä yhtäläisyyksiä on hiilen t alteenoton ja varastoinnin sekä hiilen sitomisen välillä?
- Näihin liittyy hiilidioksidin t alteenotto ja varastointi.
- Molemmilla on sama tavoite – estää hiilidioksidin pääsy ilmakehään.
Mitä eroa on hiilen t alteenotolla ja varastoinnilla sekä hiilen sitomisella?
Hiilen t alteenottoon ja varastointiin kuuluu vapautuneen hiilidioksidin t alteenotto, kuljettaminen ja sijoittaminen, kun taas hiilidioksidin t alteenottoon ja varastointiin kuuluu hiilidioksidin t alteenotto ja varastointi. Tämä on avainero hiilen t alteenoton ja varastoinnin sekä hiilen sitomisen välillä.
Seuraava infografiikka tiivistää hiilen t alteenoton ja varastoinnin sekä hiilen sitomisen välisen eron taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Hiilen t alteenotto vs. varastointi ja hiilen sitominen
Hiili on kemiallinen alkuaine, ja hiilidioksidi on hiilen kaasumainen muoto. Hiilidioksidi nostaa ilmakehän lämpötilaa. Hiilen t alteenotto ja varastointi eli CCS on prosessi, joka ottaa t alteen vapautuneen hiilidioksidin, kuljettaa sen varastointipaikalle ja sijoittaa sen siten, ettei se pääse ilmakehään. Se estää suuren ja raskaan teollisuuden hiilidioksidin vapautumisen vähentääkseen kasvihuonekaasupäästöjä ilmakehään. Hiilen sitominen on hiilidioksidin pitkäaikaista t alteenottoa ja varastointia sen estämiseksi, ettei se pääse ilmakehään. Tämä mahdollistaa hiilen stabiloinnin kiinteässä ja liuenneessa muodossa, jotta ilmakehä ei nosta lämpötilaa. Molemmilla on sama periaate, estää hiilidioksidin pääsy ilmakehään. Näin ollen tämä tiivistää eron hiilen t alteenoton ja varastoinnin sekä hiilen sitomisen välillä.
