碳捕获和储存：斯坦福和卡内基梅隆研究人员揭示了主要气候解决方案的成本
也许在捕捉气候变化缓慢和储存地下的最佳希望 - 捕获和储存地下的二氧化碳排放 - 部分难以实现其经济可行性的不确定性。
在这一点上努力提供清晰度，斯坦福大学和卡内基梅隆大学的研究人员估计了该过程的关键阶段所涉及的能源需求。观看视频在这里：
他们的发现，4月8日在环境科学与技术中，建议管理和处理高盐度盐水 - 一种高效地下碳封存的副产品 - 将施加显着的能量和排放处罚。他们的作品量化了对不同的管理情景的惩罚，并提供了一种使方法更节能的框架。
“为地质碳储存设计大规模的新基础设施系统，了解它们与其他工程挑战相交的升值 - 在这种情况下，管理高盐度盐水的难度是最大限度地提高碳的益处并降低系统成本至关重要，”研究斯坦福大学的民用和环境工程副教授的高级作者Meagan Meuter。
达到干净，可再生能源未来不会发生过夜。该路径上的一个桥梁将涉及处理二氧化碳排放 - 维修地球的主导温室气体 - 随着化石燃料使用风向下。这就是碳封存所进入的地方。虽然大多数气候科学家们对需要这种方法的一致性，但对碳储存基础设施的全部生命周期成本几乎清晰。
咸挑战
该分析的一个重要方面是理解我们如何管理从地下水库中提取的盐水，高度集中的盐水，以增加二氧化碳储存能力并最大限度地减少地震风险。盐水储层是捕获二氧化碳最有可能的存储场所，因为它们很大而普遍存在，但提取的盐水的平均盐浓度高于海水的三倍。
这些盐水需要通过深良好的注射或脱盐来处理，以便有益再利用。将其泵送地下 - 一种用于石油和天然气行业废水的方法 - 已与增加的地震频率有关，并导致了重要的公共障碍。但是，散布盐水的效率明显更昂贵，部分昂贵，部分原因是热海水淡化技术的效率限制。这是一个必不可少的，复杂的一步，潜在的巨大价格标签。
大局
新的研究是全面评估与盐水管理中涉及的能源惩罚和二氧化碳排放，作为各种碳运输，水库管理和盐水治疗情景的函数，研究人员专注于与煤炭储存碳的盐水治疗 - 发电厂是因为它们是国家最大的二氧化碳来源，最具成本效益的碳捕获目标及其地点通常代表二氧化碳点源的位置。
也许不出所料，该研究发现了对优先考虑重用治疗的盐水管理情景的能源惩罚更高。事实上，根据研究，盐水管理将征收最大的捕获后和压缩能量罚款基础上的捕获和压缩能量惩罚，其数量大于碳运输。
“没有免费的午餐，”Carnegie Mellon University的前民事和环境工程研究生Timothy Bartholomew蒂莫西巴塞洛缪（Carnegie Mellon University），他们现在为能源国家能源技术实验室部队的承包商工作。“即使是碳储存的工程解决方案也会施加能量惩罚并导致一些碳排放。因此，我们需要尽可能有效地设计这些系统，以最大限度地提高其碳减少效益。“
前进的道路
解决方案可能在手头。
根据研究人员，可以通过优先于低盐度储存器中的储存，最小化盐水提取率并限制盐水回收程度来降低盐水管理的能量惩罚。然而，他们警告这些方法为运输成本，能源惩罚，水库储存能力和安全速率提供给地下水库。评估权衡对最大限度地提高二氧化碳排放减缓，最大限度地减少金融成本和限制环境外部性至关重要。
“对大多数深度脱碳途径有与水有关的影响，”Mauter也是斯坦福伍兹环境研究所的一个家伙。“关键是理解这些限制，以足够的细节来设计，或者开发减轻它们影响的工程解决方案。”
参考：“能源和二氧化碳排放地质碳储存盐水管理范围”由Timothy V. Bartholomew和Meagan S. Meauter，2021年3月25日，环境科学与技术.DOI：
10.1021 / ACS.EST.0C06017
资金：美国能源部弧基金会国家科学基金会
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