Mokslininkų komanda iš Džordžijos technologijos instituto kartu su partneriais iš Jungtinių Amerikos Valstijų ir Pietų Korėjos pasiūlė naują sprendimą, kuris gali pakeisti iki šiol vyravusį požiūrį į kovą su klimato kaita. Jų sukurta technologija leidžia efektyviau surinkti anglies dioksidą iš atmosferos naudojant jau egzistuojančią pramoninę infrastruktūrą bei pažangias sugeriančias medžiagas.
Ši naujovė gimė analizuojant skystųjų gamtinių dujų regazifikacijos procesą. Tai yra etapas, kai atšaldytos dujos vėl paverčiamos dujine būsena, kad būtų galima jas naudoti energijos gamybai ar buityje.
Šis procesas natūraliai sukuria itin žemą temperatūrą, kuri dažniausiai būna tiesiog iššvaistoma. Tačiau mokslininkai nusprendė ją panaudoti konstruktyviai, tai yra atvėsinti aplinkos orą tam, kad būtų sukurtos idealios sąlygos anglies dioksido sulaikymui.
Efektyvesni sprendimai nei iki šiol
Dauguma dabartinių tiesioginio oro valymo sistemų naudoja chemines medžiagas, kurios reaguoja su anglies dioksidu. Dažniausiai tai yra aminų junginiai, kurie efektyviai suriša CO₂ molekules. Tačiau tokios medžiagos ilgainiui praranda efektyvumą, reikalauja daug energijos tiek surinkimui, tiek regeneracijai, ir dažnai turi ribotą veikimo trukmę.
Pasiūlytoje sistemoje naudojami vadinamieji fiziniai sorbentai. Tai porėtos kietosios medžiagos, kurios geba absorbuoti dujas be cheminių reakcijų. Tarp tokių medžiagų buvo išskirti zeolitas 13X ir metalų organiniai rėmai, tokie kaip CALF 20. Šios medžiagos pasirodė itin veiksmingos, ypač kai oro temperatūra sumažinama iki maždaug 78 laipsnių šalčio pagal Celsijų. Būtent tokios sąlygos susidaro panaudojus skystųjų dujų šaltąją energiją.
Svarbu tai, kad atšaldytame ore iškrenta beveik visas vandens garų kiekis. Dėl to sugeriančioms medžiagoms nebereikia susidoroti su pertekliniu drėgnumu, o tai paprastai būna didžiausia kliūtis jų efektyviam darbui. Taigi nebereikia papildomų drėgmės šalinimo etapų, kurie įprastai būna brangūs ir lėti.
Kaina, kuri keičia galimybių ribas
Vienas svarbiausių šios technologijos pranašumų yra ekonomiškumas. Tyrimų grupės atlikti skaičiavimai rodo, kad vienos tonos anglies dioksido surinkimas gali kainuoti apie 70 dolerių. Tai yra daugiau nei tris kartus pigiau nei dabar plačiausiai naudojamos DAC technologijos, kurių kaštai dažnai viršija 200 dolerių už toną.
Be to, šios sugeriančios medžiagos nereikalauja didelio energijos kiekio tam, kad išleistų surinktą anglies dioksidą. Tai leidžia ne tik sumažinti kaštus, bet ir palengvina praktinį technologijos pritaikymą didesniu mastu.
Platesnės galimybės diegti
Dar vienas svarbus aspektas, tai galimybė technologiją taikyti įvairiose klimatinėse zonose. Daugelis tradicinių CO₂ surinkimo sistemų geriausiai veikia sausoje ir vėsioje aplinkoje. Tačiau siūloma sistema dėl žemų temperatūrų gali būti naudojama ir drėgnesniuose pakrančių regionuose, kur veikia SGD terminalai. Tai ženkliai praplečia geografines technologijos taikymo ribas.
Mokslininkai pažymi, kad iki šiol SGD terminalai visame pasaulyje buvo neišnaudotas šaltosios energijos šaltinis. Jei tik nedidelė dalis šios energijos būtų panaudojama anglies dioksido surinkimui, galima būtų pasiekti reikšmingą poveikį aplinkai. Skaičiuojama, kad iki 2050 metų būtų galima pašalinti daugiau kaip 100 milijonų tonų CO₂ per metus.
Naujos medžiagos, tai naujos galimybės
Dar vienas svarbus tyrimo rezultatas yra galimybė taikyti daug daugiau skirtingų sorbentų nei anksčiau manyta. Daugelis medžiagų, kurios netiko dėl temperatūros ar drėgmės apribojimų, dabar tampa tinkamos, kai procesas vykdomas prie žemų temperatūrų. Tai atveria plačias galimybes naujiems tyrimams ir technologijų plėtrai.
Mokslininkų teigimu, svarbiausias žingsnis dabar, tai tolesnis bandymų tęstinumas ir sistemos išbandymas didesniu mastu. Tik tokiu būdu galima užtikrinti, kad technologija veiks ne tik laboratorinėmis sąlygomis, bet ir realiame pasaulyje.
Šis tyrimas rodo, kad kūrybiškas požiūris į esamus energetinius procesus gali padėti pasiekti ženklių rezultatų klimato kaitos mažinimo srityje. Pritaikius jau egzistuojančią infrastruktūrą ir naudojant saugias, pigias medžiagas, galima pasiekti efektyvių rezultatų, kurių anksčiau buvo sunku įsivaizduoti. Tai žingsnis į priekį link pasaulio, kuriame technologijos tarnauja tiek aplinkai, tiek ekonomikai.
