A szén-dioxid-leválasztás, -hasznosítás és -tárolás olyan eljárás, amellyel lényegileg csökkenthető a légkörbe kijuttatott szén-dioxid mennyisége. Ez a hármas folyamat magában foglalja a különböző forrásokból – például erőművekből és ipari folyamatokból – származó szén-dioxid (CO₂) kibocsátás leválasztását, a leválasztott szén-dioxid felhasználását különböző célokra, például vegyi anyagok, üzemanyagok és építőanyagok előállítására, vagy alternatívaként a CO₂ tartós tárolását mélyen a föld alatt, geológiai képződményekben. A CCUS eljárás jelentős szerepet játszhat az éghajlatváltozás kezelésében.
A szén-dioxid-leválasztás és -tárolás története a 20. század közepéig nyúlik vissza. A kezdeti tanulmányok a fosszilis tüzelőanyagokból származó CO₂-kibocsátás leválasztásának lehetőségeire összpontosítottak. Az első nagyszabású CCUS-projektek azonban csak az 1970-es évek végén és az 1980-as évek elején kezdtek formát ölteni. A kezdeti projekteket követő években a CCUS-technológiák nagyságrendje és hatóköre jelentősen kibővült. A 2000-es évek elején több ország, köztük az Egyesült Államok, Kanada és Ausztrália ambiciózus CCUS-programokat indított.
Napjainkban a CCUS-technológiák alkalmazása fontosabb, mint valaha, hiszen az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése egyre sürgetőbb kérdés. A kormányok és az ipar világszerte egyre inkább felismeri a CCUS jelentőségét a nettó zéró kibocsátási célok elérésében. Ezt a felismerést tükrözik a CCUS-t támogató politikák, valamint a CCUS-kutatásba és fejlesztésbe történő beruházások növekvő száma. Ennek eredményeképpen a CCUS-technológiák innovációjának és alkalmazásának új hullámát tapasztaljuk számos ágazatban és régióban.
A szén-dioxid leválasztása
A szén-dioxid-leválasztás a CCUS-eljárás sarkalatos pontja, amely innovatív mérnöki megoldásokat és fejlett vegyi technológiákat kíván. A folyamat erőművekben vagy olyan iparágakban kezdődik, amelyek működésük során szén-dioxidot bocsátanak ki. Ezekben a létesítményekben oldószert vagy membránt alkalmaznak a CO₂ kinyerésére a kibocsátott gázból, amely folyamat füstgáz-karbonmentesítés néven ismert. Ez a "gáztisztító" eljárás leválasztja a szén-dioxidot a többi gáztól. A CO₂-t tartalmazó oldószert vagy membrántechnológiával betöményített anyagot ezután hőhatásnak vetik alá. A melegítési folyamat a koncentrált CO₂ felszabadulását eredményezi az oldószerből. A leválasztott CO₂ ezután készen áll a folyamat következő szakaszára – a tároló- vagy hasznosítási helyre szállításra. Bár a leválasztási folyamat egyszerűnek tűnhet, szigorú optimalizálást igényel a hatékonyság maximalizálása, az energiaveszteség minimalizálása és a biztonságos munkakörnyezet biztosítása. A technológia folyamatos fejlődése hatékonyabbá és gazdaságosabbá teszi ezt a folyamatot, megnyitva az utat a fenntartható jövő felé.
A következő lépés a leválasztott szén-dioxid hasznosítása. Jelenleg a leválasztott CO₂ legelterjedtebb alkalmazása még mindig a fokozott olajkitermelés (Enhanced Oil Recovery, EOR), amely során a szén-dioxidot olajtározókba fecskendezik az olajtermelés optimalizálása érdekében. A CO₂-t emellett az élelmiszer- és italgyártásban is használják, például az italok szénsavval való dúsítására és a csomagolt élelmiszerek tartósítására. Alkalmazzák továbbá az orvostudományban bizonyos altatási eljárásokhoz, valamint a mezőgazdaságban az üvegházi növények gyorsabb növekedéséhez. A CO₂ alkalmazásának egy figyelemre méltó formája a szárazjég előállítása is. A szárazjeget, vagyis a szilárd CO₂-t elsősorban fagyasztva-szállításhoz használják, különösen olyan áruk esetében, amelyeket fagyasztva vagy hidegen kell tárolni, például gyógyszerek és élelmiszerek esetében. Alkalmazzák az ipari tisztításban felülettisztításra is.
A meglévő alkalmazások mellett számos kutatás és fejlesztés nyitja meg az utat a leválasztott CO₂ különböző új, innovatív felhasználási módjai felé. Az egyik ígéretes út a CO₂ értékes termékké, például műanyaggá, betonná vagy akár üzemanyaggá történő átalakítása, ami jelentősen csökkentheti a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőséget. A kutatás egy másik izgalmas területe a CO₂ felhasználása alga-alapú bioüzemanyagok előállítására. A tudósok azt is vizsgálják, hogy a CO₂-alapú műtrágyák milyen lehetőségeket rejtenek a növények növekedésének elősegítésére.
Ezek a jövőbeli felhasználási lehetőségek nemcsak az üvegházhatású gázok csökkentésére kínálnak lehetőséget, hanem a gazdasági növekedést is serkentik azáltal, hogy a megkötött szén felhasználásával új iparágakat hoznak létre. A CO₂-felhasználásban rejlő teljes potenciál még kiaknázásra vár, egy fenntarthatóbb és szén-dioxid-semlegesebb jövő felé terelve minket.
A kereskedelmi célokra fel nem használható, leválasztott szén-dioxid tárolása kulcsfontosságú az éghajlatváltozás elleni küzdelemben. A szén-dioxid tárolás lényege, hogy a leválasztott CO₂-t a föld alatt biztonságosan raktározzák, megakadályozva, hogy az a légkörbe kerüljön. Ehhez a leválasztott CO₂-t sűrítik és csővezetéken, hajón vagy teherautón szállítják a tárolóhelyre, ahol mélyen a föld alá, geológiai képződményekbe – jellemzően kimerült olaj- és gázmezőkbe vagy mélyen fekvő sós víztartó rétegekbe – fecskendezik. Ezek a természetes geológiai akadályok biztosítják, hogy a CO₂ biztonságosan lent rekedjen. A CO₂ ilyen módon történő tárolása nemcsak a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésében segít, hanem egy fenntarthatóbb jövő felé is utat nyit.
A szén-dioxid leválasztása, hasznosítása és tárolása kulcsfontosságú szerepet játszik a nettó zéró szén-dioxid-kibocsátás elérésében, különösen, ha figyelembe vesszük a világ jelenlegi energiaigényét. A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) szerint a CCUS hozzájárulhat a globális CO₂-kibocsátás közel 20%-os csökkentéséhez (2050-ig évente mintegy 37 GtCO₂), miközben az éghajlatváltozás elleni küzdelem költségei mintegy 70%-kal csökkennek. A Global CCS Institute szerint továbbá a CCUS más alacsony szén-dioxid-kibocsátású technológiákkal együtt 2050-ig akár 90%-kal is hozzájárulhat az ipari ágazatok CO₂-kibocsátásának csökkentéséhez. Ezeket a számokat figyelembe véve egyértelmű, hogy a CCUS alapvető eszköz a nettó zéró célértékek eléréséhez és az éghajlatváltozás elleni küzdelemhez szükséges eszköztárunkban. Fontos azonban felismerni, hogy a CCUS csak egy darabja a nagyobb, nettó zéróra csökkentett kibocsátású kirakós játéknak. A nettó zéró érték elérése többoldalú megközelítést igényel, amely magában foglalja a megújuló energiaforrásokra, például a szél-, nap- és vízenergiára való áttérést, az energiahatékonyság és az energiatakarékosság előmozdítását, valamint a fenntartható gyakorlatok alkalmazását a mezőgazdaságban, az erdőgazdálkodásban és más földhasználatban. Ez az átfogó stratégia biztosítja, hogy a globális hőmérséklet ne emelkedjen a kritikus 1,5 Celsius-fokos küszöbérték fölé, és így megóvjuk bolygónkat a jövő generációi számára.
Többet is megtudna a technológiáról? Látogasson el a Messer legújabb CCUS üzletágának honlapjára: https://zecarb.messergroup.com/