توصیف دودکش نیروگاهی دی اکسیدکربن (CO2)
نیروگاه هایی که با سوزندان سوخت های فسیلی، برق تولید میکنند، عاملی هستند که بیشترین کمک را به افزایش دی اکسیدکربن موجود در جو میکنند.
طی بیش از دویست سال گذشته، میزان دی اکسید کربن موجود در جو، بشدت افزایش یافته است. دانشمندان پیش بینی میکنند که اگر حداقل بخشی از آن را حذف نکنیم، موج های گرمایی حتی بیش از میزان فعلی، آتش سوزی های گسترده، گردباد، و سایر بلایای طبیعی به وجود خواهند آمد. در واکنش به این قسمت از مجموعه ویدیوهای «جامعه ی شیمی امریکایی»، نحوه ی استفاده ی مردم از شیمی برای محقق کردن این امر را بررسی می کنیم.
متن ویدیو:
اگه بهتون بگم که همین الان شیمیدان ها دارند روی چیزی به بزرگی صنعت اینترنت کار میکنند که تا 50 سال سودسازه، چی؟
ایلان ماسک 100 میلیون دلار پیشنهاد داده، بزرگترین پاداش تاریخ، برای هرکی که روشی برای حذف موفقیت آمیز کربن داشته باشه. و البته صد میلیون دلار دربرابر چیزی که این صنعت قراره تا 50 سال آینده به اون تبدیل بشه، هیچی نیست.
«اکسپرایز کربن ریمووال» قصد مهار بزرگ ترین تهدید پیشروی بشر رو داره (مبارزه با تغییرات اقلیمی و متعادل کردن مجدد چرخه ی کربن کره ی زمین). این جایزه ی 100 میلیون دلاری که توسط ایلان ماسک و «بنیاد ماسک» تامین شده، بزرگ ترین جایزه ی نقدی تاریخه، یک نقطه ی عطف خارق العاده ست.؟
چرا؟ چون باید جواب بده. تمام طرح های اقلیمی برای حذف بخشی از این CO2ی موجود در جو، به خود ما بستگی دارند که از بعضی چیزها اجتناب کنیم…
خب ایلان، این طرح منه؛ درخت. بیاییم یه تعداد درخت بکاریم. جداً، چرا کسی زودتر بهش فکر نکرده؟
خیله خب. بذار محاسبات ریاضی اینو انجام بدیم. بگیم که میخواهیم به دوران قبل از انقلاب صنعتی برگردیم، به اواسط قرن هجدهم، وقتی که غلظت CO2 داخل جو ما، خیلی خیلی کمتر بود.
[محاسبات ریاضی]
1200 میلیارد تن CO2 داریم که باید از شرش خلاص شیم.
[محاسبات ریاضی]
خب برای اینکه به سطوح دی اکسید کربن قبل از انقلاب صنعتی برگردیم، 60 هزار میلیارد درخت لازم داریم. کاشت خیلی زیادیه. ضمنا یه مدت هم زمان میبره تا درخت ها رشد کنند، نیاز به گفتن اینم نیست که این باعث تشدید آتش سوزی هایی که شاهدش هستیم میشه، یعنی درخت های بیشتری و در دفعات بیشتری میسوزند. و وقتی میسوزند، CO2 آزاد می کنند.
خب، اوم، به یه چیزی موثرتر از درخت نیاز داریم.
اگه به خود منبع برم چی؟ یعنی جاهایی که CO2 زیادی ساطع میکنند، مثل نیروگاه ها.
خب. مردم، قبلا بهش فکر کردند. به این میگن «مهار و ذخیره سازی کربن» یا «سی سی اس». نه، نه، نه، نه، نه، نه. «سی سی اس».
همه جای دنیا امکانات «سی سی اس» داریم، مثل امریکا. معروف ترین روش جمع آوری CO2 از دودکش، «آمین (از مشتقات آمونیاک) سابی (ساییدن)» است. اینجوری که شما دودکش رو از میان یک ستون پر از محلول آمین آلکالین، عبور می دهید، ترکیبات داخل محلول، به CO2 می چسبند و اونو از دودکش میکشند بیرون، جوری که نتونه به داخل جو فرار کنه.
بعد، باید CO2ی محلول رو جوری آزاد کنید که بتونید ذخیره ش کنید. که این یعنی گرم کردن محلول، برای شکستن اون پیوندها، و بعد، فشرده کردن CO2ی آزاد شده.
البته این کار، نیاز به انرژی داره، که به معنی سوزاندن سوخت های فسیلی و آزادکردن CO2 است. پس روش کاملی نیست، اما یازم جلوی وارد شدن مقداری CO2 به داخل جو رو میگیره.
مراکز «سی سی اس» موجود، هر ساله میلیون ها تُن کربن رو جمع آوری و ذخیره می کنند، اما ما همچنان سالی 40 میلیارد تُن کربن ساطع میکنیم. بنابراین به تعداد بیشتری از این مراکز «سی سی اس» نیاز داریم تا انتشار کرین خودمون را کم کنیم، اما هنوزم باید CO2 که در حال حاضر در جو هست رو از بین ببریم.
مهم نیست که «سی سی اس» چقدر خوب کار میکنه، مهم اینه که واسه کربنی که همین الان اون بالاست، کمکی نمیکنه. اینجاست که حذف دی اکسید کربن وارد میشه.
حذف دی اکسید کربن یا «سی دی آر» یعنی خارج کردن CO2ی داخل جو، که اغلب با مهار و ذخیره سازی کربن یا «سی سی اس» اشتباه گرفته میشه، اما اینا یکی نیستند.
«سی سی اس» به پیشگیری از رهاسازی کربن از یک منبع بخصوص، مثل کربنی که از دودکش های صنعتی خارج میشه، مربوط میشه. «سی دی آر» به تصفیه ی کل جو سیاره مون مربوطه. این، خیلی سختتره، و واسه همینه که رفیقمون، ایلان، برای هرکی بتونه این معما رو حل کنه، 100 میلیون دلار پیشنهاد داده.
چرا اینقدر سخته؟ خب، CO2 درصد کوچکی از مولکول های موجود در جو است. پس بگیم که یک هواکش غول پیکر داریم که در هر دقیقه 10000 تُن مکش انجام میده، از این 10000 تن، فقط شش تا کربن هستند.
باید با مشقت، از لا بلای 10000 تن هوا، فقط شش تا رو بیرون بکشید.
با این حساب، واسه بیرون کشیدن 1200 میلیارد تن CO2ی داخل جو، و برگرداندن جو به سطوح پیش از انقلاب صنعتی، باید از لا بلای 2 میلیون میلیارد تن هوای جو، عبور کنید.
این تقریبا معادل نصف تمام جو ما ست. و تصور میشه که روش شما برای مهار کربن، 100% موثره.
همچنین، زمین دارای یک چرخه ی کربنه که در اون، اقیانوس ها و خشکی ها، همواره درحال رهاسازی CO2 هستند. پس اگه به یک شکلی، کل 1200 میلیارد تن CO2 داخل جو رو درعرض یک شب، از بین ببریم، این تغییر انجام شده در سطوح CO2ی جوی، باعث بیرون کشیده شدن حجم زیادی دی اکسیدکربن، از اقیانوس ها و خشکی میشه تا تعادل، حفظ بشه.
پس اونایی که سعی دارند این جایزه ی صدمیلیون دلاری رو ببرند، چیکار میکنند؟
من از چند نفرشون دعوت کردم تا ببینم. میشه راجع به نحوه ی کارش جزییات بیشتری به من بدهید؟ نه، نه، نه، نه، نه، نه. نمیخوام بدزدمش. فقط میخوام بذارمش توی یوتیوب. الو؟
هرچند من نمیدونم مردم برای بردن این جایزه ی نقدی دقیقا چیکار میکنند، چند فناوری هستند که راه هایی برای خارج کردن دی اکسید کربن فعلی داخل جو، ارائه میدهند، مثل پس دادن و نگهداری کربن آبی، زیست بوم های آبی ساحلی، مثل درختچه های حارها و مرداب های جزرومدی و علف های دریایی که CO2ی زیادی از جو، بیرون میکشند، یا به خدمت گرفتن خزه های عظیم الجثه در داخل اقیانوس ها که CO2ی سطح اقیانوس را جذب کنند و همراه با خودشون، به کف اقیانوس بفرستند،
یک شرکتی هست که من اتفاقی باهاش آشنا شدم، و از یک هواکش بزرگ برای کشیدن هوا به داخل یک جمع کننده استفاده میکنه که در اونجا، CO2 روی یک صافی ساخته شده از آمین که روی الیاف سلولزی سوار شده، جمع آوری میشه،
بنابراین راه های زیادی برای جمع آوری دی اکسید کربن وجود دارند، اما، بعدش باهاش چیکار میکنید؟ کجا ذخیره ش میکنید؟
مهار کربن راحت نیست، اما ذخیره کردنش خیلی سختتره. تزریق دی اکسید کربن به زیر زمین، راهکار معروفیه، این کار بعضی مواقع باعث استخراج نفت و گاز بیشتر میشه، که درنهایت به معنی رهاشدن CO2 به داخل جو است.
همچنین یک سری دغدغه های عمومی درباره ی نشت و حتی فعالیت های زلزله ای، وجود دارند.
گزینه ی دیگر، حفر کردن داخل سازه های صخره ای اعماق اقیانوس ها و پمپ کردن CO2ی فشرده به اون پایین است. در اونجا به آب شور تجزیه میشه و در بین مواد معدنی و صخره ها گیر میافته.
در ذخیره سازی موفقیت آمیز CO2 در اقیانوس یا زیر زمین، فقط مکان قرار دادن اون مطرح نیست، بلکه مسئله، نحوه ی نگهداری اونه. شما باید از نشت مجدد CO2 به بیرون جلوگیری کنید و به مدت چند قرن در اونجا اسیرش کنید.
البته یک طرح جدید هم برای ساخت دستگاهی که بتونه CO2ی آب دریا رو به مواد معدنی کربناتی مثل «کلسیت» تبدیل کنه و بعد، اون ها رو با صافی جدا و به شکل جامدات بزرگ تری تغلیظ کنه، وجود داره.
چیزی که واقعا درباره ی این طرح جالبه، اینه که عملا هم حذف دی اکسید کربن و هم ذخیره سازی رو در یک پروسه انجام میدهد، و هزینه ی انرژی نسبتا پایینی داره.
درباره ی شیمی نهفته در پس این ایده میتونیم یک ویدیوی کامل بسازیم، اما برای الان، اگه تمایل ندارین بیشتر یاد بگیرین، لینک مقاله رو توی قسمت توضیحات همین ویدیو میذاریم.
و البته، این فقط یک طرحه، ولی نه، یک نفر تا حالا یکی از این دستگاه ها رو واقعا ساخته. خب، شاید منم سریع بجنبم و شانسم رو واسه بردن این پول خیلی شیرین «سی دی آر» امتحان کنم.
نه، نه، نه، نه،
تمومش کن. تمومش کن.