Что такое декарбонизация или улавливание и хранение CO2 (CCS)?

Улавливание и хранение CO2 (CCS) - это процесс сокращения выбросов в атмосферу большого количества диоксида углерода (CO2). Данная технология считается ключевой для активного сокращения промышленных выбросов GHG - парниковых газов. Декарбонизация или CCS включает в себя улавливание CO2 - сжатие, транспортировку и закачку в скважины в глубину горной породы, где диоксид углерода CO2 будет постоянно хранится.
Процесс декарбонизации или CCS включает три этапа и различается по типам используемых технологий:
 
УЛАВЛИВАНИЕ
Технологическое разделение CO2 от других газов, производимых на таких объектах, как газовые и угольные электростанции, газоперерабатывающие и нефтяные заводы, цементные и сталелитейные заводы.

ТРАНСПОРТИРОВКА
После улавливания и разделения газов, CO2 сжимается до «плотной фазы» или жидкого состояния для более удобной транспортировки и хранения (в жидком состоянии CO2 займет гораздо меньше места, чем газ). Диоксид углерода CO2, как правило, транспортируется до места геологического хранения с помощью трубопроводов, хотя в некоторых странах используются корабли, а также для транспортировки малого объёма CO2 могут быть использованы грузовики и поезда.

ЗАКАЧИВАНИЕ В ХРАНИЛИЩЕ
1. Бессрочное хранение. Улавливаемый диоксид углерода CO2 транспортируется к месту геологического захоронения, а затем закачивается глубоко под землю для бессрочного хранения.
2. Утилизация CO2 при захоронении за счет увеличения нефтеотдачи (Enhanced Oil Recovery (EOR)). Улавливаемый диоксид углерода CO2 транспортируется на нефтяное месторождение и используется для увеличения добычи нефти, в последствии CO2 надежно хранится в обедненном нефтяном резервуаре.


Почему так важно улавливать СО2?
Диоксид углерода CO2 улавливается для предотвращения его попадания в большом количестве в атмосферу. Диоксид углерода вносит наибольший вклад в глобальное потепление, а технология по декарбонизации или CCS - единственная технология, которая может помочь нашей планете достичь климатических целей, в соответствии с Парижским соглашением. Несколько глобальных организаций, включая Международное энергетическое агентство и Международную группу экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК), признают, что большинство стран в мире не могут достичь своих целей по сокращению выбросов в атмосферу без технологий по декарбонизации или CCS. Исследования подтверждают, что без CCS среднее увеличение затрат на смягчение последствий изменения климата составляет 138 процентов.
 
В стремлении увидеть стабильный переход к более низким и нулевым по количеству выбросов видам производства энергии, в 2015 году Канада внедрила “Правила сокращения выбросов углекислого газа для электростанций на газовом и угольном топливе", установив строгий лимит (стандарт) на выбросы CO2 в районе 420 тонн нагигаватт.час(т /ГВтч) для новых угольных энергоблоков, а также для электростанций достигших предельного срока эксплуатации (номинально 50 лет). Разработанная компанией SaskPower установка Boundary Dam CCS (BD3) работает с производительностью всего 120-140 т /ГВтч, что в три раза меньше канадского лимита(стандарта) на выбросы. Наибольшая польза от сокращения выбросов CO2 наблюдается в электроэнергетической системе без возможности добавления гидро- или ядерных установок, и достигается с помощью технологий по декарбонизации или CCS.

Источник: https://ccsknowledge.com/what-is-ccs

Как работает процесс улавливания CO2?
Способ улавливания CO2 включает в себя химическую реакцию. Другими словами, газообразные продукты горения попадают в большую цистерну, называемую абсорбером, который заполнен слоями из сконструированных металлических насадок, замкнутых по бокам устройства (как металлическая губка). Это увеличивает контакт между жидкостью и газом. Затем химический растворитель (называемый амином) заливается в цистерну, предназначенную для газа - CO2. Амин вступает в реакцию с CO2, поглощая газ жидкостью, прежде чем накапливаться на дне емкости. Затем амин отправляется в стриппер — представляющий собой камеру, которая нагревает жидкость для высвобождения CO2 обратно в газ. Амин, который теперь не содержит CO2, возвращается в абсорбер для повторного использования в процессе улавливания еще большего количества CO2. Газ CO2 сжимается до сверхкритического состояния и транспортируется по трубопроводу для постоянного хранения или использования для увеличения нефтеотдачи.