कार्बन कैप्चर और भंडारण: यह क्या है और यह कैसे काम करता है

कार्बन कैप्चर क्या है?

कार्बन कैप्चर विभिन्न प्रकार की तकनीकों को संदर्भित करता है जिनका उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ) को फंसाने के लिए किया जाता है₂) बिजली संयंत्रों और अन्य औद्योगिक सुविधाओं द्वारा उत्पादित, आमतौर पर इससे पहले कि इसे वायुमंडल में छोड़ा जा सके और ग्लोबल वार्मिंग में योगदान दिया जा सके। इनमें से किसी एक विधि के माध्यम से प्राप्त कार्बन डाइऑक्साइड को या तो अन्य उद्देश्यों के लिए पुनर्चक्रित किया जाता है या वहां संग्रहीत किया जाता है जहां यह बच नहीं सकता है - एक प्रक्रिया जिसे कार्बन पृथक्करण के रूप में जाना जाता है।

कार्बन कैप्चर कैसे काम करता है

कार्बन कैप्चर के लिए कई अलग-अलग प्रौद्योगिकियां उपयोग में हैं, या विकसित की जा रही हैं। वे सम्मिलित करते हैं:

दहन के बाद कार्बन कैप्चर: आज सबसे व्यापक उपयोग में, यह तकनीक हवा में छोड़े जाने से पहले धुआं उत्सर्जन, जिसे ग्रिप गैसें कहा जाता है, एकत्र करती है। एक तकनीक में, जिसे सोखना या अवशोषण कहा जाता है, उत्सर्जन को एक अवशोषक नामक उपकरण में डाला जाता है, जहां कार्बन डाइऑक्साइड रासायनिक सॉल्वैंट्स के साथ संपर्क करता है जो इसे अवशोषित करते हैं, जिससे इसे अन्य घटक गैसों से अलग किया जा सकता है, जो तब होते हैं जारी किया। फिर कार्बन डाइऑक्साइड और विलायक को अलग कर दिया जाता है ताकि विलायक का पुन: उपयोग किया जा सके, जिसके बाद परिवहन और भंडारण के लिए कार्बन डाइऑक्साइड को संपीड़ित किया जाता है।

दहन पूर्व कब्जा: यह प्रक्रिया पूरी तरह से जलने से पहले ईंधन स्रोत से कार्बन डाइऑक्साइड को हटा देती है।

ऑक्सी-ईंधन दहन पर कब्जा: कैप्चर के इस रूप में, ईंधन को सामान्य हवा के बजाय लगभग शुद्ध ऑक्सीजन के वातावरण में जलाया जाता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड का अत्यधिक केंद्रित रूप पैदा करता है जिसे इकट्ठा करना आसान होता है।

सीधा हवाई कब्जा: पहले तीन तरीकों के विपरीत, जो सभी उत्सर्जन स्रोत पर होते हैं, प्रत्यक्ष वायु कैप्चर कार्बन डाइऑक्साइड को हवा से बाहर खींचने का प्रयास करता है जहां भी यह पाया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, विशाल पंखे एक कलेक्टर नामक उपकरण में हवा खींचते हैं, जहां कार्बन डाइऑक्साइड को दहन के बाद कैप्चर करने के समान माध्यम से अलग किया जाता है। यह तकनीक अभी भी काफी हद तक प्रायोगिक चरण में है।

कार्बन भंडारण के प्रकार

एक बार जब कार्बन डाइऑक्साइड को सफलतापूर्वक पकड़ लिया जाता है, तो अगला सवाल यह होता है कि इसके साथ क्या किया जाए? एक विकल्प इसे संग्रहीत करना या अलग करना है, जहां यह संभवतः वातावरण को कोई नुकसान नहीं पहुंचा सकता है। भंडारण के दो बुनियादी प्रकार हैं: भूगर्भिक और जैविक।

भूगर्भिक भंडारण: भूगर्भिक भंडारण में, कैप्चर की गई कार्बन डाइऑक्साइड को गर्म करने और दबाव डालने के बाद "सुपरक्रिटिकल" कार्बन डाइऑक्साइड में गहरे भूमिगत में इंजेक्ट किया जाता है। के रूप में अमेरिकी ऊर्जा विभाग बताते हैं, सुपरक्रिटिकल सीओ₂ “इसमें कुछ गुण गैस जैसे और कुछ गुण तरल जैसे होते हैं। विशेष रूप से, यह तरल की तरह घना होता है लेकिन गैस की तरह चिपचिपा होता है। CO भंडारण का मुख्य लाभ₂ सुपरक्रिटिकल स्थिति में यह है कि आवश्यक भंडारण मात्रा सीओ की तुलना में काफी कम है₂ 'मानक' (कमरे)-दबाव की स्थिति में थे।" सह₂ चट्टान की परतों के नीचे फंसा हुआ है।

जैविक भंडारण: जैविक भंडारण कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने और संग्रहीत करने के लिए प्राकृतिक प्रक्रियाओं पर निर्भर करता है, जैसे कि रोपण के माध्यम से वन, जहां पेड़ और अन्य पौधे इसे अवशोषित और बनाए रखेंगे और साथ ही इस प्रक्रिया के माध्यम से ऑक्सीजन का उत्पादन भी करेंगे प्रकाश संश्लेषण.

कार्बन कैप्चर और स्टोरेज (सीसीएस) बनाम। कार्बन कैप्चर, उपयोग और भंडारण (सीसीयूएस)

कार्बन कैप्चर और स्टोरेज (सीसीएस) प्रक्रिया के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड को केवल फंसाने और दफनाने के बजाय, कुछ प्रौद्योगिकियाँ इसे उत्पादक उपयोग में लाने की अनुमति देती हैं - एक प्रक्रिया जिसे कार्बन कैप्चर, उपयोग और भंडारण के रूप में जाना जाता है (सीसीयूएस)।

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (एमआईटी) में पर्यावरण समाधान पहल के अनुसार, कुछ ने कार्बन डाइऑक्साइड पर कब्जा कर लिया इसे "कठिन निकालने वाले तेल को बाहर निकालने" के तरीके के रूप में तेल के कुओं में पंप किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग कुछ ग्रीनहाउस में बढ़ने में मदद के लिए किया जाता है पौधे। अन्य संभावित उपयोगों में "सीओ को मोड़ना" शामिल है₂ प्लास्टिक में, सीमेंट और कंक्रीट जैसी निर्माण सामग्री, ईंधन, कार्बन फाइबर और ग्राफीन जैसी भविष्य की सामग्री, और यहां तक ​​कि बेकिंग सोडा, ब्लीच, एंटीफ्ीज़र, स्याही और पेंट जैसे घरेलू उत्पाद भी।" इनमें से कोई भी व्यापक पैमाने पर उत्पादन में नहीं है अभी तक।

कार्बन कैप्चर के फायदे और नुकसान

कार्बन कैप्चर का प्रमुख लाभ यह है कि इसमें संचय को धीमा करने और संभवतः उलटने की क्षमता है पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड, जो ग्लोबल वार्मिंग, जलवायु परिवर्तन और उनसे जुड़े सभी खतरों का एक प्रमुख कारण है खड़ा करना।

इस बिंदु पर मुख्य नुकसान लागत है - विशेष रूप से, उस बिंदु तक स्केलिंग की लागत जहां इसका बहुत अधिक प्रभाव पड़ेगा। जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल की 2023 की रिपोर्ट में, कार्बन कैप्चर को सबसे कम प्रभावी में से एक के रूप में दर्जा दिया गया था और यह ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने का सबसे महंगा साधन है, जो पवन, सौर, भूतापीय और परमाणु जैसे विकल्पों से काफी नीचे है शक्ति।

एक संबंधित चिंता यह है कि कार्बन कैप्चर पर जोर अनावश्यक रूप से जीवाश्म ईंधन से स्विचओवर में देरी कर रहा है नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत. 2021 लेख के रूप में एमआईटी प्रौद्योगिकी समीक्षा इसे कहें, "शोर, समाचार और प्रचार इस धारणा को बढ़ावा दे रहे हैं कि कार्बन हटाना सस्ता, सरल, स्केलेबल और विश्वसनीय होगा - इनमें से किसी पर भी हम भरोसा नहीं कर सकते।"

वकालत समूह फूड एंड वॉटर वॉच अधिक स्पष्ट है: "कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज (सीसीएस) जीवाश्म ईंधन उद्योग की अब तक की सबसे बड़ी योजना है लोगों को विश्वास है कि वे जो बेच रहे हैं उस पर निर्भर रहते हुए भी जलवायु संकट का समाधान किया जा सकता है।'' यह सीसीएस को "फर्जी," "सांप का तेल," "एक घोटाला," और "एक विपणन" कहता है चाल।”

कार्बन कैप्चर का इतिहास

कार्बन कैप्चर का इतिहास कम से कम 1920 के दशक का है, जब तेल और गैस ड्रिलर्स ने मीथेन गैस से कार्बन डाइऑक्साइड को अलग करना शुरू किया था, जिसे वे बेच सकते थे। लेकिन ऐसा लगता है कि 1970 के दशक में यह अधिक व्यापक रूप से लोकप्रिय हो गया, जब ड्रिलर्स ने तेल निष्कर्षण प्रक्रिया में सहायता के लिए इसे तेल के कुओं में इंजेक्ट करना शुरू कर दिया। इसे उन्नत तेल पुनर्प्राप्ति के रूप में जाना जाता था।

1980 और 1990 के दशक में इस विचार को कुछ गति मिली, क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड का पर्यावरणीय प्रभाव अधिक व्यापक रूप से जाना जाने लगा। फिर भी, प्रगति धीमी रही है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के अनुसार, आज दुनिया भर में लगभग 40 वाणिज्यिक सीसीयूएस सुविधाएं परिचालन में हैं, साथ ही "विकास के विभिन्न चरणों में 500 से अधिक परियोजनाएं" भी हैं।

कार्बन कैप्चर का भविष्य

जबकि कार्बन कैप्चर के कई आलोचक हैं, अन्य लोग इसे कम से कम एक उपयोगी अंतरिम उपाय के रूप में देखते हैं। जैसा कि अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी कहती है, सीसीयूएस सिस्टम को "मौजूदा बिजली और औद्योगिक संयंत्रों में फिर से लगाया जा सकता है, जिससे उनके निरंतर संचालन की अनुमति मिलती है। यह कठिन क्षेत्रों, विशेष रूप से सीमेंट, स्टील या रसायन जैसे भारी उद्योगों में उत्सर्जन से निपट सकता है। संगठन का कहना है कि CCUS "CO को हटा भी सकता है।"₂ हवा से उत्सर्जन को संतुलित करने के लिए जिसे अपरिहार्य या तकनीकी रूप से कम करना मुश्किल है।''

विश्व आर्थिक मंच की वेबसाइट पर एक राय लेख में कहा गया है कि, "जलवायु वैज्ञानिकों का दावा है कि व्यापक वैश्विक स्तर पर सीसीयूएस तैनाती के बिना शुद्ध-शून्य [कार्बन] लक्ष्य तक पहुंचना असंभव है।" लेकिन, इसमें आगे कहा गया है, "सीसीयूएस को बड़े पैमाने पर तैनात करने और एक प्रभावी माहौल में बदलने से पहले उच्च लागत और कम दक्षता सहित इन प्रौद्योगिकियों की कमियों को संबोधित करने की आवश्यकता है।" समाधान।"

अमेरिका में, अवसंरचना निवेश और नौकरियाँ अधिनियम2021 में पारित, CCUS परियोजनाओं के लिए $12 बिलियन से अधिक का आवंटन किया गया - वह पैसा जो धीरे-धीरे खर्च किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, अगस्त 2023 में, ऊर्जा विभाग (डीओई) ने घोषणा की कि वह $1.2 तक निवेश कर रहा है दो वाणिज्यिक पैमाने की प्रत्यक्ष हवाई कैप्चर सुविधाओं में अरबों, एक लुइसियाना में और दूसरा टेक्सास में। डीओई ने कहा कि निवेश का लक्ष्य "विरासत कार्बन डाइऑक्साइड प्रदूषण को संबोधित करने और तेजी से उत्सर्जन में कटौती को पूरा करने के लिए बड़े पैमाने पर कार्बन हटाने वाली साइटों के एक राष्ट्रव्यापी नेटवर्क को शुरू करना है।"

तल - रेखा

कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज (सीसीएस) उन तकनीकों में से एक है जो निरंतर ग्लोबल वार्मिंग के खिलाफ लड़ाई में सहायता कर सकती है। अधिवक्ता इसे एक सार्थक स्टॉपगैप उपाय के रूप में देखते हैं, लेकिन आलोचक इसकी लागत और इसकी प्रभावशीलता दोनों पर सवाल उठाते हैं।