کد خبر: 187

تاریخ انتشار: 2020-04-29

راه حل برای تغییر آب و هوا: استفاده از دی اکسید کربن برای تولید برق

زومیت نوشت: "دنیا می داند که برای جلوگیری از اثرات منفی ناشی از تغییرات آب و هوا ، باید دی اکسید کربن را از جو خارج کند." در همین راستا دانشمندان و مهندسان روشهای مختلفی را پیشنهاد داده اند ، اما بیشتر آنها بسیار گران هستند و هیچ درآمدی ایجاد نمی کنند. هیچ کس نمی […]

زومیت نوشت: "دنیا می داند که برای جلوگیری از اثرات منفی ناشی از تغییرات آب و هوا ، باید دی اکسید کربن را از جو خارج کند." در همین راستا دانشمندان و مهندسان روشهای مختلفی را پیشنهاد داده اند ، اما بیشتر آنها بسیار گران هستند و هیچ درآمدی ایجاد نمی کنند. هیچ کس نمی خواهد هزینه آن را بپردازد.

اکنون ، در نتیجه یک مطالعه جدید شبیه سازی ، روش پیشنهادی قبلی ممکن است نزدیک به عملی شود. این فرایند شامل پمپ دی اکسید کربن ، اکسیدهای هوا در هیدراتهای متان است. هیدراتهای متان مخازن بزرگی از آب یخبندان و متان هستند که در آبهای بستر دریا و زیر آب در عمق ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ متر قرار دارند. در این روش ، دی اکسید کربن ورودی باعث فرار متان می شود. گاز متان را می توان به سطح زمین فرستاده و برای تولید برق یا تأمین انرژی برای حذف کربن از جو یا سایر کاربردها استفاده کرد.

ذخایر هیدرات متان زیادی در سواحل خلیج مکزیک و سایر ساحل وجود دارد. نیروگاههای بزرگ و تأسیسات صنعتی که دی اکسید کربن ساطع می کنند نیز در این نزدیکی قرار دارند ، بنابراین یکی از گزینه ها استخراج گاز مستقیم از دودکش است و خود کارخانه ها و صنایع می توانند بازاری آماده برای تولید برق باشند.

توزیع مخازن هیدرات متان در جهان

هیدرات متان ساختاری است که از مولکولهای منجمد و محلول در آب تشکیل شده است. شبکه ای که حفره های خالی (قفس) دارد و اندازه مولکولی بزرگی دارد که می تواند مولکول های متان را به دام بیندازد. شبیه سازی های رایانه ای نشان داده است که حذف متان به کمک دی اکسید کربن در صورت تزریق غلظت بالای ازت ، بسیار افزایش می یابد و این تعویض گاز یک فرایند دو مرحله ای است.

نیتروژن به راحتی در همه جا در دسترس است زیرا ۷۸٪ جو زمین را تشکیل می دهد. در یک مرحله ، نیتروژن وارد قفس می شود. این باعث می شود که متان به دام افتاده ناپایدار شود و متان از منافذ آب منجمد فرار کند. کریس دارن ، نویسنده مقاله در مجله تحقیقات منابع آب می گوید: "در یک مرحله جداگانه ، نیتروژن به دی اکسید کربن کمک می کند تا در قفس های خالی تبلور یابد." این سیستم که اکنون مختل شده است ، سعی در دستیابی به تعادل جدید دارد: در این حالت ، تعادل به سمت دی اکسید کربن بیشتر و متان کمتر حرکت می کند.

گروهی از آزمایشگاه ها ، دانشگاه ها و شرکت ها این روش را در سال ۲۰۱۲ از نظر مطالعات امکان سنجی در منطقه شیب شمالی آلاسکا ، که در آن هیدرات متان در زیر خاک ماسه سنگ تشکیل شده است ، آزمایش کردند. آنها دی اکسید کربن و نیتروژن را از طریق لوله های داخل هیدراتهای متان ارسال می کردند. مقداری دی اکسید کربن ذخیره شده و برخی متان آزاد شد. ری بوسول ، آزمایشگاه ملی فناوری انرژی ، كه یكی از رهبران آزمایش آلاسكا بود ، گفت: "خوب است كه كریس قادر به پیشرفت است."

شبیه سازی های جدید همچنین نشان می دهد که اگر دی اکسید کربن از یک انتهای مخزن هیدرات متان وارد شود و متان از انتهای دیگر جمع آوری شود ، تبادل دی اکسید کربن با متان احتمالاً بسیار گسترده تر و سریع تر خواهد بود. از نظر مفهومی ، این تکنیک تا حدودی شبیه به ایده ای است که استیون برایان در دانشگاه تگزاس در اوایل دهه ۲۰۱۰ مورد استفاده قرار داد.

علاوه بر ذخایر هیدرات متان متعدد ، این سواحل در ایالات متحده آمریکا دارای مخازن بزرگی از باتلاق های نمکی گرم در سنگ های رسوبی در زیر خط ساحل است. در این سیستم ، پمپ ها می توانند دی اکسید کربن را به یک انتهای مخزن هیدرات متان منتقل کنند و پسابها را از طریق یک لوله در انتهای دیگر وارد زمین کنند و سپس به سطح برگردانند. در آنجا ، پساب های گرم از طریق مبدل حرارتی جریان می یابند ، و گرمای آن می تواند برای فرآیندهای صنعتی یا تولید برق استخراج و استفاده شود. گرداننده ای که به بالا باز می گردد ، حاوی مقداری متان نیز است که می توان آن را استخراج و سوزاند. دی اکسید کربن در آبهای زیرزمینی حل می شود ، عمدتا در زیر زمین می چسبیده و حل و فصل می شود و از لحاظ نظری در آنجا باقی می ماند.

البته هرکدام از این سیستم ها با چالش های عملی بزرگی روبرو هستند. یک مشکل جریان متمرکز دی اکسید کربن است. این گاز تنها ۰٫۰۴ هوا و حدود ۱۰ درصد از انتشار گازهای ناشی از دودکش های نیروگاه معمولی یا تأسیسات صنعتی را تشکیل می دهد. اگر یک سیستم هیدراتاسیون آب نمکی یا متان کارآمد نیاز به ورودی ۹۰٪ دی اکسید کربن داشته باشد ، افزایش غلظت این گاز به انرژی زیادی نیاز دارد ، که این روند را بسیار گران می کند. برایانت می گوید: "اگر فقط به غلظت ۵۰٪ نیاز دارید ، می تواند جذاب تر باشد." هزینه برداشت دی اکسید کربن باید کاهش یابد.

یکی دیگر از چالش های مهم رویکرد هیدرات متان ، نحوه جمع آوری متان آزاد شده است که می تواند به راحتی در ترک های زمین و از همه جهات پراکنده شود. "برای تهیه آن از چه نوع چاه و ساختار لوله ای باید استفاده شود؟" برایانت می پرسد.

با توجه به این واقعیت ها ، امروز انگیزه های اقتصادی اندکی برای بهره برداری از هیدرات کربن برای حذف دی اکسید کربن از هوا وجود دارد. اما با افزایش غلظت گاز در جو و گرم شدن سیاره ، سیستمهایی که می توانند گاز را استخراج کنند و از این طریق انرژی و درآمد ایجاد می کنند ، احتمالاً از تکنیک هایی استفاده می کنند که فقط دی اکسید کربن را از هوا خارج می کنند. آنها در جایی به دام افتاده اند و هیچ درآمدی ندارند ، آنها موفق تر هستند.

۲۱۲۱

ارسال دیدگاه

*

code