27
Aug
2022

ดูด CO2 จากฟากฟ้าด้วยต้นไม้เทียม

นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาวิธีลดอุณหภูมิโลกด้วยการกำจัดก๊าซเรือนกระจกออกจากอากาศ ใบไม้ปลอมที่ดูดซับได้ดีเยี่ยมเป็นคำตอบได้หรือไม่?

อาจเป็นก๊าซธรรมชาติที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และเป็นก๊าซธรรมชาติทั้งหมด แต่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เริ่มก่อให้เกิดปัญหามากมายแก่เรา เป็นเพียงเศษเสี้ยวของชั้นบรรยากาศ (0.04% ของก๊าซทั้งหมดโดยปริมาตร หรือ 395 ส่วนต่อล้านส่วน) แต่มีผลอย่างมากต่ออุณหภูมิของโลก นั่นเป็นเพราะว่าโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ต่างจากไนโตรเจนหรือออกซิเจนตรงที่โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ดูดซับรังสีความร้อนของดวงอาทิตย์แม้ว่าพวกมันจะปล่อยให้รังสีแสงผ่านเข้าไป เช่น เรือนกระจก

นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาวิธีที่จะปรับอุณหภูมิโลกด้วยการกำจัดก๊าซเรือนกระจกบางส่วนออกจากอากาศ ถ้ามันใช้งานได้ มันจะเป็นหนึ่งในไม่กี่วิธีในการสำรวจภูมิศาสตร์โลกด้วยประโยชน์หลายประการ ที่มากกว่าแค่การทำให้บรรยากาศเย็นลง

ทุกครั้งที่เราหายใจออก เราจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเหมือนกับรูปแบบชีวิตเมตาบอลิซึมอื่นๆ ในขณะเดียวกัน สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง เช่น พืชและสาหร่าย ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยออกซิเจน ความสมดุลนี้ทำให้โลกมีอุณหภูมิเฉลี่ยที่อบอุ่นสบายที่ 14C (57F) เมื่อเทียบกับอุณหภูมิที่หนาวเย็น -18C (0F) หากไม่มีคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ

ในAnthropocene (ยุคของมนุษย์) เราได้เปลี่ยนความสมดุลนี้โดยการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าที่พืชจะดูดซับได้ นับตั้งแต่การปฏิวัติอุตสาหกรรม มนุษย์ได้เผาผลาญเชื้อเพลิงฟอสซิลมากขึ้นเรื่อยๆ โดยปล่อยคาร์บอนที่เก็บไว้เมื่อหลายล้านปีก่อน ในที่สุดบรรยากาศจะเข้าสู่สมดุลใหม่ที่อุณหภูมิที่ร้อนขึ้นอันเป็นผลมาจากการเพิ่มคาร์บอนไดออกไซด์ แต่การไปถึงที่นั่นจะเป็นเรื่องยาก

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เราปล่อยออกมากำลังเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ รูปแบบลมและปริมาณน้ำฝน ทำให้มหาสมุทรเป็นกรด ทำให้แหล่งที่อยู่อาศัยของพืชและสัตว์ร้อนขึ้น ธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งที่กำลังละลาย เพิ่มความถี่ของไฟป่าและเพิ่มระดับน้ำทะเล และเรากำลังดำเนินการอย่างรวดเร็วจนสัตว์และพืชอาจไม่มีเวลาพัฒนาไปสู่สภาวะใหม่ มนุษย์ไม่จำเป็นต้องพึ่งพาวิวัฒนาการ แต่เราจะต้องใช้เงินหลายแสนล้านดอลลาร์ในการปรับตัวหรือย้ายเมืองของเราและโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ และหาวิธีที่จะปลูกพืชอาหารของเราภายใต้สภาวะที่ไม่คุ้นเคยเหล่านี้

แม้ว่าวันนี้เราจะหยุดเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ก็ยังมีคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพียงพอ และเป็นก๊าซที่คงอยู่ถาวรเช่นนี้อุณหภูมิจะสูงขึ้นต่อไปอีกสองสามร้อยปี แน่นอน เราจะไม่หยุดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในวันนี้ และเป็นไปได้มากที่ในช่วงชีวิตของคนที่เกิดวันนี้ เราจะเพิ่มอุณหภูมิของโลกอย่างน้อย 3Cมากกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม

แสวงหาและจับกุม

จึงมีแนวคิดในการหาวิธีกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศ วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการปลูกพืชที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากและเก็บไว้ แต่ถึงแม้ว่าเราจะสามารถปรับปรุงการปลูกต้นไม้ได้อย่างแน่นอน แต่เราก็ต้องการที่ดินเพื่อปลูกอาหารสำหรับประชากรโลกที่เพิ่มขึ้นดังนั้นจึงมีข้อจำกัดว่าเราจะปลูกป่าได้มากเพียงใดบนโลกนี้

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีความพยายามที่จะกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากแหล่งกำเนิดในโรงไฟฟ้า อุปกรณ์ Scrubberได้รับการติดตั้งเข้ากับปล่องไฟในโครงการนำร่องต่างๆ ทั่วโลก เพื่อให้สามารถขจัดก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลออกจากการปล่อยไอเสียได้ จากนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกทำให้เย็นลงและสูบเพื่อเก็บในห้องหินใต้ดินลึก เช่น แทนที่ของเหลวในชั้นหินอุ้มน้ำน้ำเกลือ อีกทางเลือกหนึ่งในการจัดเก็บคือการใช้ก๊าซที่เก็บรวบรวมเพื่อทดแทนแหล่งน้ำมันดิบ ช่วยให้บริษัทขุดเจาะสูบน้ำมันออกจากสถานที่ที่เข้าถึงยาก ในกระบวนการที่เรียกว่าการกู้คืนน้ำมันขั้นสูง

การกำจัดมลภาวะนี้ออกจากโรงไฟฟ้า ซึ่งเรียกว่าการดักจับและกักเก็บคาร์บอนเป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการป้องกันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มเติมไม่ให้เข้าสู่ชั้นบรรยากาศในขณะที่เราเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลต่อไป แต่สิ่งที่เกี่ยวกับก๊าซที่มีอยู่แล้ว?

ปัญหาในการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากบรรยากาศคือมีความเข้มข้นต่ำเช่นนี้ ตัวอย่างเช่น ในปล่องไฟของโรงไฟฟ้า คาร์บอนไดออกไซด์มีอยู่ที่ความเข้มข้น 4-12% ภายในปริมาณอากาศเสียที่ค่อนข้างน้อย การถอดแก๊สต้องใช้พลังงานมากจึงมีราคาแพง แต่ก็เป็นไปได้ ในการสกัดคาร์บอนไดออกไซด์ 0.04% ในชั้นบรรยากาศจะต้องใช้อากาศปริมาณมหาศาลในการประมวลผล เป็นผลให้นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่หยุดนิ่งกับแนวคิดนี้

ต้นไม้พลาสติกปลอม

Klaus Lacknerผู้อำนวยการ Lenfest Center for Sustainable Energy ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ได้คิดค้นเทคนิคที่เขาคิดว่าสามารถแก้ปัญหาได้ Lackner ได้ออกแบบต้นไม้ประดิษฐ์ที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศอย่างเงียบๆ โดยใช้ “ใบไม้” ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าใบไม้จริงที่ใช้การสังเคราะห์แสงถึง 1,000 เท่า

“เราไม่จำเป็นต้องให้ใบไม้สัมผัสกับแสงแดดเพื่อการสังเคราะห์แสงเหมือนที่ต้นไม้ทำ” Lackner อธิบาย “ดังนั้นใบของเราสามารถเว้นระยะห่างและทับซ้อนกันได้อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น แม้กระทั่งการกำหนดค่าในรูปแบบรังผึ้งเพื่อให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น”

ใบไม้มีลักษณะเป็นแผ่นพลาสติกคล้ายกระดาษและเคลือบด้วยเรซินที่มีโซเดียมคาร์บอเนต ซึ่งดึงคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศและกักเก็บไว้เป็นไบคาร์บอเนต (เบกกิ้งโซดา) บนใบ เพื่อกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ใบไม้จะถูกชะล้างด้วยไอน้ำและสามารถทำให้แห้งตามธรรมชาติในสายลม ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้น

แล็คเนอร์คำนวณว่าต้นไม้ของเขาสามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้วันละหนึ่งตัน ต้นไม้สิบล้านต้นเหล่านี้สามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 3.6 พันล้านตันต่อปี เทียบเท่ากับประมาณ 10% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลกประจำปีของเรา “การปล่อยมลพิษทั้งหมดของเราสามารถกำจัดได้ด้วยต้นไม้ 100 ล้านต้น” เขากล่าว “ในขณะที่เราต้องการ 1,000 เท่าของต้นไม้จริงเพื่อให้มีผลเช่นเดียวกัน”

หากต้นไม้มีการผลิตจำนวนมาก ต้นแต่ละต้นจะมีราคาประมาณ 20,000 ดอลลาร์ (จากนั้นก็ตกลงไปเมื่อการผลิตเข้าครอบงำ) ซึ่งต่ำกว่าราคารถครอบครัวทั่วไปในสหรัฐอเมริกา เขากล่าวว่าในแต่ละปีมีการผลิตรถยนต์ 70 ล้านคัน และแต่ละคันจะพอดีกับรถบรรทุกเพื่อนำไปวางที่ไซต์งานต่างๆ ทั่วโลก “สิ่งที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับบรรยากาศคือมันเป็นเครื่องผสมที่ดี ดังนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตในเมืองของอเมริกาจึงสามารถกำจัดได้ในโอมาน” เขากล่าว

ค่าสังคม

คาร์บอนไดออกไซด์จากกระบวนการนี้สามารถทำให้เย็นและเก็บไว้ได้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์หลายคนกังวลว่าถึงแม้เราจะกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของเราออกไปหมดแล้ว แต่ก็ยังมีพื้นที่ไม่เพียงพอสำหรับการจัดเก็บอย่างปลอดภัยในชั้นหินอุ้มน้ำน้ำเกลือหรือบ่อน้ำมัน แต่นักธรณีวิทยากำลังคิดหาทางเลือกอื่น ตัวอย่างเช่น เพริโดไทต์ซึ่งเป็นส่วนผสมของงูคดเคี้ยวและหินโอลิวีนเป็นตัวดูดคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดีเยี่ยมโดยปิดผนึกก๊าซที่ถูกดูดซับเป็นแร่แมกนีเซียมคาร์บอเนตที่เสถียร ในโอมานเพียงประเทศเดียว มีภูเขาที่มีเพอริโดไทต์ประมาณ 30,000 ลูกบาศก์กิโลเมตร

อีกทางเลือกหนึ่งอาจเป็นหน้าผาหินบะซอลต์ซึ่งประกอบด้วยหลุม – ฟองก๊าซที่แข็งตัวจากการก่อตัวของหินบะซอลต์จากลาวาภูเขาไฟที่ไหลเมื่อหลายล้านปีก่อน การสูบคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในฟองอากาศแบบโบราณเหล่านี้ทำให้เกิดปฏิกิริยากับหินปูนที่เสถียร นั่นคือแคลเซียมคาร์บอเนต

กระบวนการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหล่านี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่ในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา เพื่อเร่งปฏิกิริยา นักวิทยาศาสตร์กำลังทดลองละลายแก๊สในน้ำก่อน แล้วจึงฉีดเข้าไปในหินภายใต้แรงกดดันสูง

อย่างไรก็ตาม แล็คเนอร์คิดว่าก๊าซมีประโยชน์เกินกว่าจะทำให้กลายเป็นหินได้ ความคิดของเขาคือการใช้คาร์บอนไดออกไซด์เพื่อผลิตเชื้อเพลิงเหลวสำหรับยานพาหนะขนส่ง คาร์บอนไดออกไซด์สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อผลิตคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจน ซึ่งเป็นส่วนผสมที่รู้จักกันในชื่อซินกาสเพราะสามารถเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนได้อย่างง่ายดาย เช่น เมทานอลหรือดีเซล กระบวนการนี้ต้องการการป้อนพลังงาน แต่สิ่งนี้สามารถจัดหาได้จากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลม Lackner กล่าว

เรามีเทคโนโลยีในการดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศ – และป้องกันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ – แต่ว่ามันเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจหรือไม่เป็นอีกคำถามหนึ่ง Lackner กล่าวว่าต้นไม้ของเขาจะทำงานได้ประมาณ 200 ดอลลาร์ต่อตันของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกกำจัดออกไป โดยจะลดลงเหลือ 30 ดอลลาร์ต่อตันเนื่องจากโครงการขยายใหญ่ขึ้น ในราคานั้น – ซึ่งถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่ามองโลกในแง่ดีอย่างดุเดือด (การคำนวณในแง่ดีที่สุดของ American Physical Society สำหรับการดักจับอากาศโดยตรงคือ$600 ต่อตันของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกกำจัดออกไป แม้ว่าสำนักงาน Met ของสหราชอาณาจักรจะเอื้ออำนวยมากกว่า ) – เริ่มมีเหตุผลทางเศรษฐกิจสำหรับน้ำมัน บริษัทที่จะจ่ายในภูมิภาค 100 ดอลลาร์ต่อตันเพื่อใช้ก๊าซในการกู้คืนน้ำมันที่เพิ่มขึ้น

ในท้ายที่สุด เราต้องตัดสินใจว่าต้นทุนของเทคโนโลยีจะคุ้มกับราคาต่อสังคมหรือไม่ และราคาทางสังคมนั้นมีแนวโน้มที่จะลดลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ต้นทุนที่เพิ่มขึ้นมาเอง ในทางเศรษฐศาสตร์เช่นกัน หากราคาของคาร์บอนสูงขึ้น ก็อาจส่งผลถึงสองประการ การลงทุนในการดักจับอากาศจะถูกมองว่าเทียบเท่ากับ “การปล่อยมลพิษที่หลีกเลี่ยง” แล้วจะกลายเป็นการลงทุนที่คุ้มค่า

หน้าแรก

เครดิต
https://taichiysalud.com/
https://club-hagakure.com/
https://akufakhrul.com/
https://valuers-appraisers.com/
https://alwaysbeenarambler.org/
https://alanmaranho.com/
https://ancillarymagnet.net/
https://olieevie.com/
https://ilove-deli.com/

Share

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published.