جذب کربن این پتانسیل را دارد که سیاره زیبای ما را از یک آخرالزمان واقعی نجات دهد. در حال حاضر، جذب کربن بین 250 الی 600 دلار به ازای هر تن دی اکسید کربن هزینه بر است و منطقی به نظر می رسد تا زمانی که متوجه شویم که ما انسان ها سالانه بیش از 35 میلیارد تن از این مواد را منتشر می کنیم! این بدان معناست که خنثی سازی کربن از طریق جذب کربن حداقل 8.75 تریلیون دلار یا حدود 40 درصد از تولید ناخالص داخلی آمریکا هزینه خواهد داشت. نیازی به گفتن نیست که صرف این همه پول، فعلا راه حل مناسبی نیست. با این حال، دانشمندان آزمایشگاه ملی شمال غربی پاسیفیک (PNNL) به تازگی یکی از ارزان ترین روش های جذب کربن را ایجاد کرده اند و نوید یک انقلاب را می دهند.

در این روش از فرایند جذب کربن، به جای گرفتن کربن از هوای محیط، دانشمندان تصمیم گرفته اند آن را از منبع، یعنی جایی که در غلظت های بسیار بالاتری وجود دارد، جذب کنند. به این ترتیب، فرآیند جذب کربن بسیار کارآمدتر و مقرون به صرفه تر خواهد بود.

اما چیزی که این روش را بسیار خاص می کند، نحوه جذب کربن و کاری است که دانشمندان پس از آن با آن انجام می دهند.

جذب کربن به روش PNNL

روش PNNL برای دریافت گازهای دودکش (انتشار زباله) از کارخانه های زغال سنگ، کارخانه های زیست توده، کوره های سیمان و کارخانه های فولاد طراحی شده است. این انتشارات از طریق یک حلال ثبت شده که بیش از 90 درصد دی اکسید کربن را جذب می کند، منتقل می شود. اما فقط جذب کربن کافی نیست، بنابراین این حلال اشباع شده سپس به راکتور منتقل می شود و در آنجا به متانول تبدیل می شود. این روش به احتمال زیاد با مخلوط کردن دی اکسید کربن با هیدروژن تجدید پذیر با یک کاتالیزور در یک محفظه ساده و سپس گرم کردن آن اتفاق می افتد.

در حال حاضر، متانول یکی از مواد شیمیایی مورد تقاضا در جهان می باشد. این ماده در پلاستیک ها، رنگ ها، قطعات خودرو و مصالح ساختمانی استفاده می شود و حتی می تواند به عنوان سوخت برای خودروها استفاده شود یا برای ایجاد سوخت های پیچیده تری مانند بنزین یا نفت سفید واکنش بیشتری نشان دهد. اینجاست که این روش جدید جذب کربن می تواند واقعاً مفید باشد.

دانشمندان آزمایشگاه ملی شمال غربی پاسیفیک (PNNL)، می گویند:

به جای استخراج نفت از زمین برای ساختن این مواد شیمیایی، سعی می کنیم این کار را از CO2 گرفته شده از جو یا کارخانه های زغال سنگ انجام دهیم تا بتوان آن را به چیزهای مفیدتری تبدیل کرد. به اصطلاح، کربن را زنده نگه می دارید، بنابراین فقط “آن را از زمین بیرون بکشید، یک بار استفاده کنید و دور بیندازید”. ما سعی می کنیم دی اکسید کربن را بازیافت کنیم، درست مانند سایر چیزها مانند شیشه، آلومینیوم و پلاستیک.

این رویکرد بسیار عالی است، زیرا به شرکت ها اجازه می دهد تا انتشار کربن خود را به عنوان منبع سود اضافی ببینند. آنها می توانند این متانول را با پول نقد بیشتر بفروشند یا حتی از آن به عنوان منبع خود استفاده کنند و هزینه ها را کاهش دهند.

در حالی که این روش مانند فناوری های Direct Air Capture (DAC)، تغییرات آب و هوایی را معکوس نمی کند، اما اثرات منفی آن را به طور قابل توجهی متوقف خواهد کرد و می تواند برخی از بزرگترین صنایع جهان را قادر سازد تا گام بزرگی به سمت بی طرفی کربن بردارند.

بررسی اقتصادی جذب کربن

یوان جیانگ که یک مهندس شیمی است، هزینه های عملیاتی این روش را تجزیه و تحلیل کرده است. به لطف توانایی این فرایند در جذب 90 درصد از انتشار کربن و انرژی کم مورد نیاز برای تبدیل آن به متانول، هزینه آن به ازای هر تن دی اکسید کربن جذب شده تنها 39 دلار خواهد بود.

اکنون، این فقط 15.6 درصد از هزینه DAC است. اما وزارت انرژی آمریکا تخمین زده است که فناوری مشابهی که کربن را مستقیماً از منبع جذب می کند، 49 دلار به ازای هر تن دی اکسید کربن هزینه دارد که این هزینه را 25 درصد ارزان تر از فناوری مشابه می کند. با این حال، بسیاری از این فناوری ها، کربن را به یک ماده قابل استفاده تبدیل نمی کنند.

متانول به قیمت 380 دلار در هر تن به فروش می رسد. به ازای هر تن دی اکسید کربن جذب شده، 273 کیلوگرم از آن کربن (با توجه به وزن اتمی متوسط ) و به ازای هر تن متانول تولید شده، 375 کیلوگرم از آن کربن است (با توجه به میانگین وزن اتمی). این بدان معناست که جذب آن به ازای هر کیلوگرم کربن 0.14 دلار هزینه دارد، اما آن کربن را می توان به عنوان متانول با قیمت 1.01 دلار به ازای هر کیلوگرم کربن به فروش رساند.

مسلماً، بسیاری از هزینه های دیگر مانند توزیع، عرضه و تقاضا وجود دارد، بنابراین سودآوری تضمین نمی شود. اما این نشان می دهد که این فناوری به طور بالقوه سودآور است، که به نوبه خود بسیار عالی است و اجازه می دهد اقتصاد کربن دایره‌ای شکل بگیرد، وابستگی ما به سوخت های فسیلی و روغن ها را به شدت کاهش می دهد و انتشارات جوی را کاهش می دهد.

اما برخلاف فناوری های Direct Air Capture (DAC)، این فناوری فقط در سایت های صنعتی قابل استفاده است. اینها تنها حدود یک چهارم انتشار کربن را تشکیل می دهند. علاوه بر این، این فناوری تنها می تواند 90 درصد از این انتشارات را جذب کند. بنابراین حتی زمانی که به حداکثر مقیاس برسد، جذب کربن PNNL تنها می تواند حدود 8 میلیارد تن انتشار کربن در سال را جبران کند. این رقم یک تخمین تقریبی است، اما ماهیت محدود آن را نشان می دهد.

متأسفانه، این فرایند برای تغییرات آب و هوایی زمین کافی نیست. اما با این حال یک فناوری بازیافت کربن فوق العاده ارزان و سودآور مانند این می تواند نحوه عملکرد صنایع جهانی را متحول نماید، از تغییر نحوه نگاه شرکت ها به انتشار کربن (یعنی از ضایعات به منبع سود) تا تغییر زنجیره های تامین جهانی و حتی امکان سازی مقررات سخت گیرانه تر انتشار گازهای گلخانه ای در شرکت ها. بنابراین اگر این فناوری راه خود را به سمت استفاده گسترده تر باز کند، کمک قابل توجهی به تلاش های ما برای نجات این سیاره گرانبها خواهد کرد.