Chmiel: Jak uwięzić emisje CO2 w skałach? Bazalt zamiast CCS?

31 sierpnia 2020, 07:30 Energetyka
Zanieczyszczenia, emisje, dym

Naukowcy już od dziesięcioleci wiedzą, że wietrzenie skał – chemiczny rozkład minerałów w górach i glebach – usuwa dwutlenek węgla z atmosfery i przekształca go w stabilne minerały na powierzchni planety oraz w osadach oceanicznych. Ponieważ jednak proces ten trwa miliony lat, jest zbyt wolny, aby zrównoważyć współczesne zmiany klimatu wskutek działalności człowieka – pisze Piotr Chmiel, współpracownik BiznesAlert.pl.

Rośliny i bezpieczeństwo

Teraz jednak pojawiło się rozwiązanie i kalifornijski Collaborative for ClimateChange Solutions – pokazuje, że możliwe jest przyspieszenie tempa starzenia się skał. Udoskonalone wietrzenie skał może zarówno spowolnić globalne ocieplenie, jak i poprawić stan gleby, umożliwiając bardziej wydajną uprawę roślin i zwiększając bezpieczeństwo żywnościowe.

– Enhancedweathering to proces wychwytywania dwutlenku węgla, który może usunąć ponad 2 miliardy ton CO2 rocznie (dla porównania Stany Zjednoczone wyemitowały 5,3 miliarda w 2018 roku a UE 3,5 mld) – wyjaśnia Benjamin Houlton z University of California. Opisuje on wyniki eksperymentów przeprowadzonych na terenie o powierzchni 50 akrów w Kalifornii, największy na świecie projekt demonstracyjny. Minerały krzemianowe wystawione na działanie warunków atmosferycznych od zarania dziejów pochłaniają węgiel atmosferyczny i zamieniają go w skały ale jest to proces, który zwykle trwa tysiące lat. Okres ten można jednak skrócić do kilku lat poprzez zmielenie skał krzemianowych na drobny proszek, zwiększając w ten sposób jego powierzchnię i kontakt z CO2. Kolejnym krokiem jest rozprowadzenie pyłu skalnego na polach uprawnych, co zapewnia natychmiastowy kontakt z CO2 wytwarzanym przez korzenie roślin i drobnoustroje glebowe. Minerały zwiększą również plony rolne, dając rolnikom zachętę (może nawet finansową przez tzw. ujemne emisje), aby stać się ogniwem w tym łańcuchu wychwytywania dwutlenku węgla.

Około 95 procent skorupy i płaszcza Ziemi, grubej warstwy otaczające jej jądro, składa się z minerałów krzemianowych, które są związkami krzemu i tlenu. Krzemiany są głównym składnikiem większości skał magmowych, które powstają, gdy materiał wulkaniczny stygnie i twardnieje. Takie skały stanowią około 15 procent powierzchni lądu Ziemi.

Kiedy kwas węglowy wchodzi w kontakt z niektórymi minerałami krzemianowymi, uruchamia proces chemiczny znany jako reakcja Ureya. Ta reakcja powoduje wyciągnięcie z atmosfery gazowego dwutlenku węgla i połączenie go z wodą i krzemianami wapnia lub magnezu, tworząc dwa jony wodorowęglanowe. Gdy dwutlenek węgla zostanie uwięziony w węglanach gleby lub ostatecznie wypłukany do oceanu, nie ogrzewa już klimatu.

Pochłanianie dwutlenku węgla z powietrza – zwanego także emisjami ujemnymi – jest również konieczne, aby uniknąć najgorszych skutków zmiany klimatu, ponieważ atmosferyczny dwutlenek węgla ma średnią długość życia ponad 100 lat. Każda cząsteczka dwutlenku węgla, która jest uwalniana do atmosfery podczas spalania paliw kopalnych, pozostanie tam przez wiele dziesięcioleci, zatrzymując ciepło i ogrzewając powierzchnię Ziemi.

Jak widać sposobów na redukcję emisji CO2 jest dużo. Jeśli pomysł okaże się skuteczny to posiadanie łatwo dostępnych pokładów bazaltu, rejony aktywne wulkanicznie, może okazać się równie cenne jak posiadanie złóż ropy naftowej. Obecnie nie chodzi już tylko o ograniczanie emisji gazów cieplarnianych ale również o usunięcie już wprowadzonych emisji do atmosfery. Pozostaje jeszcze kwestia kosztów całego procesu od wydobycia, przemielenia i rozsypania magmowego proszku. Jeśli koszty okażą się konkurencyjne w stosunku do CCS (przemysłowy wychwyt CO2) – który ma jeszcze problem jego przechowywania, to może się okazać skutecznym sposobem na problemy XXI wieku.

Chmiel: Czy moc dalej będzie z nami?