การดำรงอยู่ของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่ได้ขึ้นอยู่กับการถกเถียงอีกต่อไป ฉันทามติทางวิทยาศาสตร์คือโลกร้อนขึ้นเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์: ระดับของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็น “ก๊าซเรือนกระจก” หลักที่กักเก็บรังสีดวงอาทิตย์ไว้ในชั้นบรรยากาศได้เพิ่มขึ้นมากกว่า 50% นับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม (รูปที่ 1) การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลในโรงไฟฟ้าคิดเป็นประมาณ 40%
ของการสร้าง
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของมนุษย์ทั้งหมด แต่ด้วยความต้องการพลังงานที่ไม่เพียงพอและความต้องการความมั่นคงของอุปทาน หลายประเทศจึงติดกับถ่านหินและก๊าซ แท้จริงแล้ว จีนมีแผนสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหินมากกว่า 500 แห่งในอีก 10 ปีข้างหน้า และอีก 100 แห่งกำลังวางแผนในสหรัฐอเมริกา
ในขณะที่อินเดียตั้งใจที่จะเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าเป็นสองเท่าภายในปี 2558 หากเราเดินต่อไปตามเส้นทางนี้ การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ของมนุษยชาติในแต่ละปีจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในอีก 50 ปีข้างหน้า แต่การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าเพื่อให้ความเข้มข้นของ CO 2
ในชั้นบรรยากาศคงที่ภายในปี 2598 และด้วยเหตุนี้จึงป้องกันการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่ให้เกินการควบคุม เราต้องจำกัดการปล่อย CO 2 ให้อยู่ที่ระดับปัจจุบันที่ 7 Gt ของ CO 2ต่อปี การลดปริมาณพลังงานที่เราใช้เป็นทางออกที่ดีที่สุดอย่างชัดเจน และแน่นอนว่าจะถูกนำมาใช้มากขึ้น
เมื่อราคาพลังงานสูงขึ้น ในขณะเดียวกัน มีการถกเถียงกันอย่างรุนแรงเกี่ยวกับข้อดีที่สัมพันธ์กันของแหล่งพลังงานหมุนเวียนและพลังงานนิวเคลียร์เป็นวิธีการผลิตพลังงานโดยไม่ปล่อยCO 2 แต่ระหว่างการลดความต้องการพลังงานและการทำให้อุปทานมี “สีเขียว” มากขึ้น มีวิธีที่สาม การดักจับ
และกักเก็บคาร์บอน (CCS) เป็นวิธีการสกัดคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อไม่ให้เข้าสู่ชีวมณฑล สิ่งนี้จะช่วยให้เราเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลต่อไปได้ในขณะที่ลดผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศให้เหลือน้อยที่สุด มีโครงร่าง CCS ที่ใช้งานได้อยู่แล้วในนอร์เวย์
และความพยายาม
ในการวิจัยและพัฒนาทั่วโลกในด้านเทคโนโลยีการดักจับและการจัดเก็บ น่าแปลกที่แรงจูงใจทางการค้าหลักประการหนึ่งสำหรับการพัฒนา CCS คือคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็น “ของเสีย” สามารถนำมาใช้เพื่อช่วยสกัดน้ำมันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นจากแหล่งที่ขาดแคลน
การดักจับและกักเก็บคาร์บอนเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอน: การดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ การขนส่ง และการจัดเก็บอย่างถาวรและปลอดภัย วิธีที่ชัดเจนที่สุดในการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์คือการเผาไหม้เชื้อเพลิงตามปกติ จากนั้นใช้สารเคมี “ขัด” ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากการปล่อยมลพิษ
ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้กันมานานหลายปีในโรงงานปิโตรเคมี ในการทำเช่นนี้ การปล่อยก๊าซจะถูกส่งผ่านหอปฏิกิริยาสองแห่งตามลำดับ: ประการแรก ตัวดูดซับซึ่งมีหยดของตัวทำละลาย เช่น โมโนเอทิลามีน (MEA) ซึ่ง CO 2 ละลาย ; จากนั้นใช้เครื่องปอก ซึ่งกฟน. จะนำกลับมาใช้ใหม่โดยการให้ความร้อน
แก่ส่วนผสมเพื่อปล่อย CO 2 เข้มข้นออก มา ข้อได้เปรียบที่สำคัญของกระบวนการนี้คือ สามารถติดตั้งแบบย้อนยุคกับโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลที่มีอยู่เกือบทั้งหมดได้ แม้ว่าจะมีค่าใช้จ่ายสูงก็ตามอีกวิธีหนึ่งคือการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก่อนการเผาไหม้ โดยการผสมเชื้อเพลิงฟอสซิลกับไอน้ำ
และอากาศ
เพื่อสร้าง CO 2และก๊าซไฮโดรเจน ไฮโดรเจนสามารถรวบรวมและใช้เป็นเชื้อเพลิงสะอาดทั้งในโรงไฟฟ้าและในเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งเป็นแหล่งก๊าซเรือนกระจกหลักอื่นๆ นอกจากนี้ยังมีรูปแบบการดักจับที่สามซึ่งเชื้อเพลิงฟอสซิลถูกเผาในที่ที่มีออกซิเจน ทำให้เกิด CO 2และน้ำ
ที่เกือบบริสุทธิ์ ซึ่งง่ายต่อการแยกออกจากกัน อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิการเผาไหม้ที่สูงขึ้นของออกซิเจนทำให้เกิดปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญ เมื่อดักจับได้ การขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ค่อนข้างตรงไปตรงมา: เราได้ขนส่งก๊าซในท่อส่งเป็นระยะทางหลายพันกิโลเมตรแล้ว ตราบใดที่น้ำถูกกำจัด
ออกไป คาร์บอนไดออกไซด์จะไม่ก่อให้เกิดอันตรายเชิงกลหรือการกัดกร่อน และปลอดภัยในการขนส่งมากกว่าก๊าซไฮโดรคาร์บอนที่อาจระเบิดได้ อย่างไรก็ตาม การเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ใต้ดินในลักษณะที่หาทางกลับขึ้นมายังพื้นผิวได้น้อยนั้นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง
น้ำมันและก๊าซถูกขังอยู่ใต้ดินในแหล่งไฮโดรคาร์บอนเป็นเวลานับสิบล้านปี ดังนั้นจึงมีเหตุผลที่จะสันนิษฐานว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกฉีดเข้าไปในแหล่งที่เราหมดสิ้นไปแล้วจะถูกกักไว้เป็นเวลานับพันปี แต่ถ้ามีการใช้ CCS อย่างแพร่หลาย ฟิลด์เหล่านี้จะถูกเติมเต็มภายในไม่กี่ปี
ดังนั้นเราต้องพิจารณาที่เก็บข้อมูลใต้ดินทางเลือกด้วย ความจุที่มากที่สุดมีให้โดย “ชั้นหินอุ้มน้ำเค็ม” ซึ่งเป็นอ่างเก็บน้ำใต้ดินที่มีปริมาณเกลือสูงซึ่งทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้เป็นน้ำดื่ม ปัญหาคือชั้นหินอุ้มน้ำเค็มไม่เข้าใจดีเท่าทุ่งไฮโดรคาร์บอน เราในอุตสาหกรรมน้ำมันมีประสบการณ์มากมาย
ในการจัดเก็บของเหลวไว้ใต้ดิน เนื่องจากหลายประเทศใช้ทุ่งไฮโดรคาร์บอนและถ้ำเกลือที่หมดแล้วเพื่อเก็บก๊าซและน้ำมันส่วนเกินที่ผลิตในฤดูร้อนสำหรับความต้องการที่สูงในฤดูหนาว ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา ใช้ถ้ำเกลือขนาดใหญ่ตามชายฝั่งอ่าวเพื่อเก็บน้ำมันดิบมากกว่า 700 ล้านบาร์เรล
ซึ่งมีมูลค่า 50 พันล้านดอลลาร์ ณ ราคาปัจจุบัน โครงการที่คล้ายกันนี้ดำเนินการในสหราชอาณาจักร โดยใช้แหล่งก๊าซที่หมดแล้วในทะเลเหนือ อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันกฎระเบียบของสหภาพยุโรป (EU) เกี่ยวกับการกำจัดขยะห้ามไม่ให้ฝังก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ใต้ทะเล แต่ขณะนี้รัฐบาลสหราช
