science >> Wetenschap >  >> Natuur

Afvang en gebruik van kooldioxide kan big business worden

Krediet:CC0 Publiek Domein

Kooldioxide opvangen en omzetten in commerciële producten, zoals brandstoffen of bouwmaterialen, een nieuwe mondiale industrie zou kunnen worden, volgens een studie van onderzoekers van UCLA, de Universiteit van Oxford en vijf andere instellingen.

Mocht dat gebeuren, het fenomeen zou het milieu helpen door de uitstoot van broeikasgassen te verminderen.

Het onderzoek, gepubliceerd in Natuur , is de meest uitgebreide studie tot nu toe die de potentiële toekomstige schaal en kosten van 10 verschillende manieren om koolstofdioxide te gebruiken, onderzoekt, ook in brandstoffen en chemicaliën, kunststoffen, bouwstoffen, bodembeheer en bosbouw. De studie onderzocht processen waarbij gebruik wordt gemaakt van koolstofdioxide dat wordt opgevangen uit afvalgassen die worden geproduceerd door fossiele brandstoffen te verbranden of door een industrieel proces uit de atmosfeer.

En in een stap verder dan het meeste eerdere onderzoek over dit onderwerp, de auteurs hebben ook rekening gehouden met processen die gebruikmaken van koolstofdioxide dat biologisch is vastgelegd door fotosynthese.

Uit het onderzoek bleek dat elke gebruiksroute gemiddeld ongeveer 0,5 gigaton koolstofdioxide per jaar zou kunnen gebruiken die anders in de atmosfeer zou ontsnappen. (Een ton, of metrische ton, is gelijk aan 1, 000 kilogram, en een gigaton is 1 miljard ton, of ongeveer 1,1 miljard Amerikaanse ton.)

In een topscenario zou meer dan 10 gigaton koolstofdioxide per jaar kunnen worden gebruikt, tegen een theoretische kostprijs van minder dan $ 100 per ton koolstofdioxide. De onderzoekers merkten op, echter, dat de potentiële omvang en kosten van het gebruik van kooldioxide aanzienlijk verschilden tussen sectoren.

"De analyse die we hebben gepresenteerd, maakt duidelijk dat het gebruik van koolstofdioxide een deel van de oplossing kan zijn om klimaatverandering tegen te gaan, maar alleen als degenen met de macht om beslissingen te nemen op elk niveau van overheid en financiën zich ertoe verbinden het beleid te veranderen en marktprikkels te bieden in meerdere sectoren, " zei Emily Carter, een vooraanstaande professor in chemische en biomoleculaire engineering aan de UCLA Samueli School of Engineering en een co-auteur van het artikel. "De urgentie is enorm en we hebben weinig tijd meer om veranderingen door te voeren."

Volgens het Intergouvernementeel Panel voor Klimaatverandering, om de opwarming van de aarde in de rest van de 21e eeuw op 1,5 graad Celsius te houden, zal de verwijdering van koolstofdioxide uit de atmosfeer in de orde van 100 tot 1 nodig zijn. 000 gigaton koolstofdioxide. Momenteel, de uitstoot van fossiele kooldioxide neemt jaarlijks met meer dan 1% toe, bereikte een recordhoogte van 37 gigaton koolstofdioxide in 2018.

"Het verwijderen van broeikasgassen is essentieel om netto nul koolstofemissies te bereiken en het klimaat te stabiliseren, " zei Cameron Hepburn, een van de hoofdauteurs van het onderzoek, directeur van de Smith School of Enterprise and Environment in Oxford. "We hebben onze uitstoot niet snel genoeg verminderd, dus nu moeten we ook koolstofdioxide uit de atmosfeer halen. Overheden en bedrijven gaan hiermee aan de slag, maar niet snel genoeg.

"De belofte van het gebruik van kooldioxide is dat het een stimulans zou kunnen zijn voor het verwijderen van kooldioxide en de uitstoot zou kunnen verminderen door fossiele brandstoffen te verdringen."

Van cruciaal belang voor het succes van deze nieuwe technologieën als mitigatiestrategieën zal een zorgvuldige analyse zijn van hun algehele impact op het klimaat. Sommige zullen waarschijnlijk snel worden geadopteerd, simpelweg vanwege hun aantrekkelijke bedrijfsmodellen. Bijvoorbeeld, bij bepaalde soorten kunststofproductie, het gebruik van kooldioxide als grondstof is een winstgevender en milieuvriendelijker productieproces dan het gebruik van conventionele koolwaterstoffen, en het kan tot drie keer zoveel koolstofdioxide verdringen als het verbruikt.

Biologische toepassingen kunnen ook kansen bieden om nevenvoordelen te behalen. Op andere gebieden, gebruik zou een "betere keuze" alternatief kunnen bieden tijdens het wereldwijde decarbonisatieproces. Een voorbeeld is het gebruik van brandstoffen op basis van koolstofdioxide, die een rol kunnen spelen in sectoren die moeilijker te decarboniseren zijn, zoals de luchtvaart.

De auteurs benadrukten dat er geen "magic bullet"-benadering is.

"Ik zou beginnen met het stimuleren van de meest voor de hand liggende oplossingen - waarvan de meeste al bestaan ​​- die in de landbouw op gigatonschaal kunnen werken, bosbouw en bouw, " zei Carter, die ook de uitvoerende vice-kanselier en provoost van de UCLA is, en de Gerhard R. Andlinger Professor in Energie en Milieu Emeritus aan de Princeton University. "Tegelijkertijd, Ik zou agressief investeren in R&D in de academische wereld, industrie en overheidslaboratoria - veel meer dan in de VS wordt gedaan, vooral vergeleken met China - in hightech oplossingen om kooldioxide af te vangen en om te zetten in bruikbare producten die kunnen worden ontwikkeld naast oplossingen die al bestaan ​​in de landbouw, bosbouw en bouw."

Naast de onderzoekers van UCLA en Oxford, de andere auteurs van de studie zijn van het Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change in Berlijn, Humboldt-universiteit in Berlijn, Imperial College London's Centrum voor Milieubeleid, University of Leeds' School of Earth and Environment, en het Instituut voor Biologische en Milieuwetenschappen aan de Universiteit van Aberdeen in Schotland.