ग्लोबल वार्मिंग दुनिया में प्रमुख पर्यावरणीय मुद्दों में से एक है। जलवायु परिवर्तन का कारण बनने वाली विभिन्न ग्रीनहाउस गैसों में, कार्बन डाइऑक्साइड का ग्लोबल वार्मिंग पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। आंकड़ों के अनुसार, दुनिया जीवाश्म ईंधन के जलने के कारण हर साल वायुमंडल में लगभग 6.5 बिलियन टन कार्बन (लगभग 25 बिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड) का उत्सर्जन करती है . 70 कार्बन डाइऑक्साइड का% मानव गतिविधियों से उत्सर्जित होने से जलाने से जलाया जाता है। हवा में कार्बन डाइऑक्साइड एकाग्रता में निरंतर वृद्धि ने लोगों का ध्यान आकर्षित किया है। डरबन, दक्षिण अफ्रीका में विश्व जलवायु सम्मेलन के बाद से, एक कम कार्बन अर्थव्यवस्था पर अनुसंधान और जनता की राय और एक कम-कार्बन जीवन धीरे-धीरे दुनिया भर में एक गर्म विषय और फैशन बन गया है।
2005 में, इंटरगवर्नमेंटल पैनल ऑन क्लाइमेट चेंज (IPCC) ने सभी देशों को कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज (CCS) तकनीक का प्रस्ताव दिया, ताकि ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम किया जा सके। चूंकि CCS मौजूदा ऊर्जा प्रणाली की बुनियादी संरचना के अनुरूप है और संसाधन स्थितियों से कम प्रतिबंधित है, इसलिए इसने औसतन देशों से व्यापक ध्यान और ध्यान आकर्षित किया है जैसे ही यह प्रस्तावित किया गया था: 2007 में, वर्ल्ड वाइल्डलाइफ फंड (WWF) ने CCS को वैश्विक जलवायु परिवर्तन को संबोधित करने के छह तरीकों में से एक के रूप में पहचाना; 2010 कंकुन ग्लोबल क्लाइमेट कॉन्फ्रेंस में क्लीन डेवलपमेंट मैकेनिज्म (सीडीएम) में सीसीएस शामिल थे; संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा, यूरोपीय संघ, आदि ने सीसीएस को भविष्य की ऊर्जा रणनीतियों और कार्बन कटौती रणनीतियों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा माना है, संगत तकनीकी अनुसंधान योजनाओं को तैयार किया है, और इसी अनुसंधान और विकास और परियोजना प्रदर्शनों को अंजाम दिया है; यह समझा जाता है कि मेरे देश ने CCS तकनीक को राष्ट्रीय माध्यम और दीर्घकालिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी विकास योजना में अत्याधुनिक तकनीक के रूप में शामिल किया है, और संबंधित तकनीकी क्षेत्रों में सफलताएं दी हैं।
कीवर्ड: कार्बन डाइऑक्साइड; उत्सर्जन में कमी; कब्जा; परिवहन; भंडारण
सीसीएस प्रौद्योगिकी
कार्बन कैप्चर और स्टोरेज तकनीक कार्बन डाइऑक्साइड को औद्योगिक या संबंधित ऊर्जा स्रोतों से अलग करने, इसे भंडारण स्थान पर ले जाने और लंबे समय तक वातावरण से अलग करने की प्रक्रिया को संदर्भित करती है। कार्बन कैप्चर और स्टोरेज तकनीक में तीन तकनीकी लिंक शामिल हैं: कार्बन कैप्चर, कार्बन ट्रांसपोर्टेशन और कार्बन स्टोरेज।
कार्बन अवशोषण
कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर संपूर्ण CCS प्रक्रिया में हल होने वाली पहली समस्या है। विधि उत्सर्जन दहन स्रोत से कार्बन डाइऑक्साइड को अलग करने, इकट्ठा करने, शुद्ध करने और संपीड़ित करने, कारखाने में कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन को कम करने और इस प्रकार वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री को कम करने के लिए है। उपलब्ध कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर टेक्नोलॉजीज में मुख्य रूप से प्री-दहन कैप्चर तकनीक, ऑक्सीजन-समृद्ध दहन कैप्चर टेक्नोलॉजी और पोस्ट-दहन कैप्चर टेक्नोलॉजी शामिल हैं।
जीवाश्म ईंधन के दहन से पहले CO2 को अलग करने के लिए प्री-कॉशन कैप्चर तकनीक का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले, जीवाश्म ईंधन को एच और सीओ उत्पन्न करने के लिए गैसीकृत किया जाता है, सीओ को सीओ 2 में परिवर्तित किया जाता है, एच को ऊर्जा के रूप में जलाया जाता है और एच 2 ओ में परिवर्तित किया जाता है, और सीओ 2 को अलग किया जाता है। एकीकृत गैसीकरण संयुक्त चक्र प्रौद्योगिकी (IGCC) एक ऐसी तकनीक है जो कोयले को संश्लेषण गैस में परिवर्तित करती है, जो दहन से पहले CO2 को कैप्चर करने के लिए एक विशिष्ट तकनीक है।
ऑक्सीजन-समृद्ध दहन कैप्चर तकनीक शुद्ध ऑक्सीजन या ऑक्सीजन-समृद्ध हवा में जीवाश्म ईंधन के दहन को संदर्भित करती है, और ग्रिप गैस मुख्य रूप से CO2 और जल वाष्प है, और फिर पानी के वाष्प को अलग CO2 के लिए संघनित किया जाता है।
पोस्ट-दहन कैप्चर तकनीक हवा में जीवाश्म ईंधन के दहन से उत्पन्न फ्ल्यू गैस से सीओ 2 के पृथक्करण और कैप्चर को संदर्भित करती है। मुख्य कब्जा और पृथक्करण के तरीके रासायनिक अवशोषण (बेनफील्ड विधि, मेथिल्डीथेनोलामाइन विधि), सोखना (दबाव परिवर्तन, तापमान परिवर्तन), शारीरिक आकर्षण (पॉलीइथाइलीन ग्लाइकोल डाइमिथाइल ईथर विधि, कम-तापमान मेथनॉल धोने की विधि), और झिल्ली पृथक्करण हैं।
कार्बन परिवहन
कार्बन परिवहन प्रौद्योगिकी वर्तमान में अपेक्षाकृत परिपक्व और व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। इसके मुख्य परिवहन विधियां पाइपलाइन परिवहन और टैंक परिवहन हैं। पाइपलाइन परिवहन को गैसीय, तरल और सुपरक्रिटिकल स्टेट ट्रांसपोर्टेशन में विभाजित किया गया है। परिवहन माध्यम के विभिन्न चरणों के कारण, परिवहन प्रक्रिया भी अलग है। वर्तमान में, पाइपलाइन परिवहन मुख्य रूप से सुपरक्रिटिकल स्टेट ट्रांसपोर्टेशन को अपनाता है। टैंक परिवहन का मुख्य विधा रेल या सड़क द्वारा परिवहन है।
कार्बन अनुक्रम
कार्बन सीक्वेस्ट्रेशन तकनीक को सुरक्षित रूप से भूवैज्ञानिक संरचनाओं में कैप्चर किए गए CO2 को स्टोर करना है, जिससे वातावरण में CO2 उत्सर्जन को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है। इसे तीन तरीकों में विभाजित किया गया है: भूवैज्ञानिक अनुक्रम, समुद्री अनुक्रम और रासायनिक अनुक्रम।
भूवैज्ञानिक भंडारण सीओ 2 को विभिन्न भूवैज्ञानिक निकायों जैसे कि सीबेड नमक दलदल, तेल और गैस की परतें और कोयला कुओं में इंजेक्ट करने के लिए संदर्भित करता है। CO2 भूवैज्ञानिक भंडारण की भंडारण गहराई आम तौर पर 800 मीटर से नीचे होती है, क्योंकि इस तरह के तापमान और दबाव CO2 को सुपरक्रिटिकल अवस्था में रख सकते हैं।
समुद्री भंडारण से तात्पर्य गहरे समुद्र के पानी में CO2 या पाइपलाइन या जहाज परिवहन द्वारा गहरे समुद्र में है।
रासायनिक भंडारण CO2 को जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से कुछ स्थिर कार्बोनेट में परिवर्तित करने के लिए संदर्भित करता है, जिससे CO2 के स्थायी भंडारण के उद्देश्य को प्राप्त होता है।
सीसीएस प्रौद्योगिकी विश्लेषण
वर्तमान में, CCS तकनीक पर शोध मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं पर केंद्रित है: पहला, कार्बन कैप्चर, मुख्य रूप से आर्थिक दृष्टिकोण से, अर्थात्, कार्बन कैप्चर की आर्थिक लागत को कैसे कम किया जाए; दूसरा, कार्बन भंडारण, मुख्य रूप से पर्यावरणीय जोखिम के नजरिए से, अर्थात्, कार्बन भंडारण द्वारा लाया जा सकता है कि पर्यावरणीय जोखिमों को कैसे कम किया जाए; तीसरा, CCS प्रौद्योगिकी के प्रदर्शन परियोजनाओं के माध्यम से व्यावहारिक अनुभव जमा करना।
कार्बन कैप्चर प्रौद्योगिकी की वर्तमान स्थिति
कार्बन कैप्चर प्रौद्योगिकी में ऑक्सीजन-समृद्ध दहन कैप्चर तकनीक का ऑक्सीजन उत्पादन की उच्च लागत के कारण कोई स्पष्ट आर्थिक लाभ नहीं है, और इसे व्यापक रूप से बढ़ावा नहीं दिया जा सकता है और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उपयोग नहीं किया जा सकता है; उच्च उपकरण निवेश और परिचालन लागत के कारण उत्पादन अभ्यास में पोस्ट-दहन कैप्चर तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है। यद्यपि कार्बन कैप्चर की लागत अपेक्षाकृत अधिक है, अनुसंधान से पता चलता है कि जैसे -जैसे तकनीक परिपक्व होती रहती है, कार्बन कैप्चर की लागत बहुत कम हो जाएगी, जिसे लोग आसानी से स्वीकार कर सकते हैं। सारांश में, लागत का मुद्दा कार्बन कैप्चर तकनीक के औद्योगिकीकरण की अड़चन है। कार्बन कैप्चर प्रौद्योगिकी पर विभिन्न देशों में शोधकर्ताओं की शोध दिशा भी मुख्य रूप से कार्बन कैप्चर की आर्थिक लागत को कम करने के तरीके पर केंद्रित है। नीचे, लेखक कार्बन कैप्चर की लागत को कम करने के लिए कई नई तकनीकों का परिचय देगा:
कैलिफोर्निया, यूएसए में कोडेक्सिस के शोधकर्ता कार्बन कैप्चर की लागत को कम करने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित एंजाइमों का उपयोग करने की तकनीक का अध्ययन कर रहे हैं। कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ ने कार्बन डाइऑक्साइड के साथ गठबंधन करने के लिए विलायक मेथिलिडिएथेनोलमाइन में मदद की, लेकिन यह एंजाइम केवल लगभग 25 डिग्री पर जीवित रह सकता है और तापमान 55 ~ 65 डिग्री से अधिक होने पर तुरंत अप्रभावी हो जाएगा। आनुवंशिक रूप से संशोधित कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ आनुवंशिक रूप से संशोधित तकनीक के माध्यम से प्राप्त किया गया है, जो 85 डिग्री से ऊपर के तापमान पर आधे घंटे के लिए जीवित रह सकता है। यह सुविधा इसे कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के उच्च तापमान वाले स्मोकस्टैक्स में एक भूमिका निभाने में सक्षम बनाती है, जिससे कार्बन कैप्चर सॉल्वैंट्स की अवशोषण दक्षता में 100 बार बढ़ जाता है।
जापान का JFE इंजीनियरिंग पानी और एक विशेष कार्बनिक परिसर का उपयोग करता है। जब निकास गैस को पानी और कार्बनिक यौगिक के साथ मिलाया जाता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड को कमरे के तापमान पर और सामान्य दबाव के पास जेली जैसी चिपचिपा स्थिति में बदल दिया जाएगा। ठोस सामग्री को तब एकत्र किया जाता है और थोड़ा गर्म किया जाता है, और कार्बन डाइऑक्साइड को वापस गैस में परिवर्तित किया जाता है, और पानी और कार्बनिक यौगिक का पुन: उपयोग किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में आरएमबी में कैप्चर किए गए कार्बन डाइऑक्साइड के प्रति 200 युआन प्रति टन खर्च होते हैं।
राइस यूनिवर्सिटी, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, बर्कले नेशनल लेबोरेटरी और इलेक्ट्रिक पावर रिसर्च इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिकों ने 400 से अधिक खनिज adsorbents का अध्ययन किया और पाया कि ज़ोलाइट्स, जो आमतौर पर औद्योगिक सामग्री के रूप में उपयोग किए जाते हैं, कार्बन कैप्चर प्रौद्योगिकी की ऊर्जा दक्षता में सुधार कर सकते हैं। उनके विश्लेषण से पता चलता है कि कई जिओलाइट कार्बन डाइऑक्साइड कैप्चर में अमीन सॉल्वैंट्स की तुलना में अधिक ऊर्जा कुशल हैं। ज़ियोलाइट एक सामान्य खनिज है जो मुख्य रूप से सिलिकॉन और ऑक्सीजन से बना है। प्रकृति में 40 प्रजातियां हैं और 160 कृत्रिम रूप से संश्लेषित प्रजातियां हैं। जिओलाइट्स अंदर के छिद्रों से भरे होते हैं, जो सूक्ष्म प्रतिक्रिया वाले कंटेनरों की तरह होते हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए रासायनिक पदार्थों को अवशोषित और संयोजित करते हैं।
संयुक्त राज्य अमेरिका के राष्ट्रीय ऊर्जा प्रौद्योगिकी प्रयोगशाला के शोधकर्ताओं ने विभिन्न प्रकार के आयनिक तरल पदार्थों का संचालन किया। भौतिक गुणों और कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषण तंत्र अध्ययन से पता चला है कि दिए गए आयनिक तरल पदार्थों में, आयनिक तरल पदार्थों में कार्बन डाइऑक्साइड के लिए बेहतर चयनात्मकता है। इसी समय, यह पाया गया कि आयनिक तरल पदार्थों में एक उच्च कार्बन डाइऑक्साइड अवशोषण लोड और कम पुनर्जनन गर्मी की मांग होती है। इसके अलावा, आयनिक तरल पदार्थ पारंपरिक कार्बनिक सॉल्वैंट्स से अलग हैं। उनके कम वाष्प दबाव के कारण, वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों का उत्पादन डिकरबोनाइजेशन प्रक्रिया के दौरान नहीं किया जाएगा। इसके अलावा, आयनिक तरल पदार्थों का उपयोग बार -बार किया जा सकता है।
कार्बन अनुक्रम के जोखिम
विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्री वान गैंग ने "कार्बन सीक्वेस्ट्रेशन लीडर्स फोरम" की तीसरी मंत्री बैठक के बाद मीडिया के साथ एक साक्षात्कार में कहा कि कार्बन कैप्चर तकनीक अपेक्षाकृत परिपक्व है, जबकि कार्बन सीक्वेस्ट्रेशन तकनीक की आवेदन की संभावनाओं और सुरक्षा पर अभी भी विचार किया जाना है। संयुक्त राज्य अमेरिका, नॉर्वे और अन्य देशों ने कार्बन डाइऑक्साइड को तेल और गैस क्षेत्रों में इंजेक्ट किया है, जिनका शोषण किया गया है, जो शेष तेल और गैस को निचोड़ने के लिए शोषण किया गया है, जिसने न केवल तेल वसूली दर में वृद्धि की, बल्कि तेल और गैस क्षेत्रों के सेवा जीवन को भी बढ़ाया। हालांकि, जैसा कि मंत्री वान ने कहा, कार्बन अनुक्रम द्वारा लाए गए जोखिमों को कम करके नहीं आंका जाना चाहिए।
भूमिगत कार्बन डाइऑक्साइड भंडारण के रिसाव से दो प्रकार के जोखिम हो सकते हैं:
वैश्विक जोखिम, अर्थात्, यदि भंडारण संरचना में कार्बन डाइऑक्साइड का हिस्सा वायुमंडल में लीक हो जाता है, तो जारी किए गए कार्बन डाइऑक्साइड में महत्वपूर्ण जलवायु परिवर्तन हो सकता है।
स्थानीय जोखिम, अर्थात्, यदि कार्बन डाइऑक्साइड भंडारण संरचना से लीक होता है, तो यह एक्विफर में प्रवेश करने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड और नमक के पानी का कारण बन सकता है, भूजल को प्रभावित करता है, और पीने के पानी को प्रदूषित करता है; यह मनुष्यों और पारिस्थितिक तंत्र के लिए स्थानीय आपदाओं का कारण भी हो सकता है।
कार्बन डाइऑक्साइड महासागर भंडारण के जोखिम हैं:
पानी में भंग कार्बन डाइऑक्साइड पानी की अम्लता को बढ़ाएगा। बेशक, कार्बन डाइऑक्साइड की अम्लता को बेअसर करने के लिए कुछ क्षारीय खनिजों को जोड़ना भी संभव है। हालांकि, वर्तमान प्रयोगों से, महासागर में CO2 इंजेक्शन का अल्पावधि में इंजेक्शन बिंदु के पास जीवों पर एक निश्चित प्रभाव पड़ेगा, और समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र पर दीर्घकालिक प्रभाव को और अवलोकन की आवश्यकता है। इसके अलावा, इंजेक्शन के बाद गहरे समुद्र में CO2 के अवधारण समय, रूपात्मक परिवर्तन और प्रवासन दिशा को भी दीर्घकालिक निगरानी की आवश्यकता होती है।
CO2 के भंडारण के लिए एक नई तकनीक के रूप में, रासायनिक CO2 भंडारण में अभी भी आर्थिक लाभ और उत्सर्जन में कमी दक्षता के संदर्भ में कई अप्रत्याशित पहलू हैं।
निष्कर्ष
यह पत्र संक्षेप में CCS प्रौद्योगिकी की पृष्ठभूमि और तकनीकी अर्थ का परिचय देता है, और कार्बन कैप्चर विकास की वर्तमान स्थिति और इसकी आर्थिक लागत को कम करने की अनुसंधान दिशा, कार्बन अनुक्रम के जोखिम विश्लेषण और कुछ वर्तमान अंतर्राष्ट्रीय और घरेलू इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों पर चर्चा करता है। सामान्य तौर पर, CCS तकनीक की आवेदन संभावनाएं व्यापक हैं, और वर्तमान समस्याएं अस्थायी होनी चाहिए। एक प्रमुख कार्बन एमिटर के रूप में, मेरे देश को इस क्षेत्र में गहन शोध करना चाहिए और प्रासंगिक इंजीनियरिंग परियोजनाओं को पूरा करना चाहिए। इसके अलावा, लेखक इस लेख का उपयोग कुछ अपरिपक्व विचारों को व्यक्त करने के लिए भी करता है: हमें न केवल तकनीकी कठिनाई, आर्थिक लागत और जोखिम के दृष्टिकोण से सीसीएस तकनीक को देखना चाहिए, बल्कि वैश्विक बायोस्फीयर के दृष्टिकोण से भी होना चाहिए। ग्लोबल वार्मिंग का कारण ग्रीनहाउस गैसों का अत्यधिक उत्सर्जन है। ग्रीनहाउस गैसें, मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड से बनी हैं, जो मानव औद्योगिक सभ्यता द्वारा लाई गई हैं, अनिवार्य रूप से पृथ्वी के कार्बन चक्र का हिस्सा बन जाएंगी। औद्योगिक सभ्यता से पहले, पृथ्वी का कार्बन चक्र अपेक्षाकृत सरल और दीर्घकालिक संतुलित था। सीधे शब्दों में कहें, पौधे कार्बन डाइऑक्साइड का सेवन करते हैं और जानवर कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करते हैं, और दोनों एक संतुलन बनाते हैं। औद्योगिक सभ्यता के उद्भव ने इस सरल संतुलन को तोड़ दिया। कार्बन डाइऑक्साइड की आपूर्ति खपत से अधिक हो गई, इसलिए अत्यधिक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के कारण ग्लोबल वार्मिंग हुई। इसलिए, पृथ्वी के बायोस्फीयर की पारिस्थितिकी को प्रभावित किए बिना अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड ग्रीनहाउस गैसों का सेवन कैसे करें, समस्या की कुंजी है। इसके लिए न केवल विज्ञान और प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग की आवश्यकता होती है, बल्कि राजनीतिक ज्ञान, सांस्कृतिक संचार और आर्थिक साधनों की भी आवश्यकता होती है। अत्यधिक ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन मानव सभ्यता के कारण होता है, और मेरा मानना है कि मानव सभ्यता अनिवार्य रूप से इसके प्रभाव को हल करने का एक तरीका खोज लेगी!
