جذب کربن هوا با استفاده از انرژی زمین‌گرمایی/ ذخیره‌سازی کربن در اعماق زمین امکان دارد؟

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اوهایو استیت نیوز، روش پژوهشگران دانشگاه دولتی اوهایو با استفاده از انرژی زمین‌گرمایی پاک و تقریبا ارزان، می‌تواند جایگزین مناسبی برای فناوری‌های رایج جذب کربن محسوب شود.

این فناوری نوین هم‌افزایی بین فناوری‌های جذب مستقیم دی‌اکسیدکربن هوا (DACC) و انرژی‌های تجدیدپذیر از زیر سطح زمین را برجسته می‌کند. این رویکرد که «جذب مستقیم CO۲ هوا با استفاده و ذخیره‌سازی دی‌اکسیدکربن» (DACCUS) نام دارد، کاهش قابل توجهی در سطح CO۲ اتمسفر، یکی از عوامل اصلی گرم شدن کره زمین را نوید می‌دهد.

تغییرات اقلیم ناشی از افزایش سطح CO۲ در جو زمین است که عمدتا به دلیل فعالیت‌های انسانی مانند سوزاندن سوخت‌های فسیلی برای تولید گرما، برق و حمل و نقل ایجاد می‌شود.

تولید و انباشت گاز‌های گلخانه‌ای دانشمندان و محققان جهانی را بر آن داشته تا روش‌های موثر جذب و ذخیره کربن را بررسی کنند. با این حال، روش‌های موجود اغلب پرهزینه هستند و نیاز‌های انرژی بالایی دارند و به طور بالقوه گاز‌های گلخانه‌ای بیشتری را منتشر می‌کنند.

DACCUS از انرژی زمین گرمایی که یک منبع پاک و بی پایان است برای مقابله با چندین مشکل ناشی از افزایش سطح CO۲ استفاده می‌کند. در این روش دو فناوری ترکیب می‌شود: جذب مستقیم CO۲ از هوا و استفاده از گرمای زمین گرمایی، به سیستم اجازه می‌دهد انرژی پاک و ثابت تولید کند و در عین حال آسیب ناشی از انتشار CO۲ را کاهش دهد.

DACCUS دی‌اکسیدکربن را از هوا می‌گیرد و به طور ایمن آن را در اعماق زمین در سازند‌های سنگی خاص ذخیره می‌کند، انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد و به طور فعال CO۲ را از جو حذف و در نتیجه به مبارزه با تغییرات آب و هوایی کمک می‌کند.
DACCUS همچنین از CO۲ جذب شده برای افزایش کارایی استخراج انرژی زمین گرمایی استفاده می‌کند. با گردش CO۲ در زیر زمین، این سیستم، گرمای زمین را به سطح نزدیک می‌کند. این رویکرد هوشمندانه عملکرد نیروگاه‌های زمین گرمایی را بدون نیاز به سوخت‌های فسیلی اضافی بهبود می‌بخشد و آنها را تمیزتر و کارآمدتر می‌کند.

مجریان این طرح می‌گویند: ساحل خلیج مکزیک، زمین شناسی مناسبی برای ذخیره ایمن دی‌اکسیدکربن در زیر زمین و همچنین شار گرمایی مناسبی دارد که انرژی زمین گرمایی آن می‌تواند برای استفاده کافی باشد. 

این مطالعه آینده‌ای را پیش بینی می‌کند که تا سال ۲۰۵۰، ۲۵ سامانه DACCUS می‌توانند در یک سازند زمین شناسی در این سواحل عملیاتی شوند و پتانسیل پذیرش گسترده این فناوری انقلابی را به نمایش بگذارند.

با این حال، اجرای این سیستم چالش‌های خود را دارد. سیستم استخراج حرارت زمین گرمایی نیاز به یک دوره اولیه پنج ساله ذخیره کربن از منابع نقطه ای، مانند کارخانه‌هایی که دی‌اکسیدکربن منتشر می‌کنند، دارد. پس از آماده سازی، تاسیسات DACCUS می‌تواند شروع به استخراج CO۲ از هوا کند. با فرض اجرای موفقیت آمیز تا سال ۲۰۲۵، محققان تخمین می‌زنند که این روش می‌تواند تا سال ۲۰۳۰ به طور فعال کربن را حذف کند.

فناوری DACCUS به طور همزمان دو مزیت کاهش CO۲ جو و تولید انرژی تجدید پذیر را ارائه می‌دهد.

این مطالعه دو سیستم پیکربندی بالقوه را برای DACCUS ارائه می‌کند: نخست تمرکز بر استخراج گرما و دوم تولید گرما و برق. هر دو پیکربندی از انرژی زمین گرمایی و ذخیره دی‌اکسیدکربن زمین شناسی برای ایجاد یک سیستم جذب کربن سازگار با محیط زیست و خودپایدار استفاده می‌کنند.

توسعه DACCUS نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجهی در فناوری‌های جذب و ذخیره سازی کربن (CCS) است که نشان می‌دهد چگونه تحقیقات بین رشته‌ای و یکپارچه سازی منابع انرژی تجدیدپذیر می‌تواند به ارائه راه حل‌های پایدار برای یکی از جدی‌ترین مسائل زمان ما منجر شود.

نتایج این تحقیقات در نشریه «اینوایرومنتال ریسرچ لترز» (Environmental Research Letters) منتشر شده است.