Vähennä hiilidioksidipäästöjä teollisuuden hiilidioksidin hallinnan avulla

Ilmastonmuutoksen kiireellisyys on kohdistanut huomion teollisuuden hiilidioksidipäästöihin ympäri maailmaa. Vaikka tämä kasvihuonekaasu on maapallon elämälle välttämätön, suurelta osin ihmisen toiminnasta johtuva kasvihuonekaasun ylimäärä ilmakehässä edistää ilmaston lämpenemistä.

Tämän seurauksena teollisuus tutkii yhä enemmän vähentämismahdollisuuksia kehittyvien säännösten ja lisääntyneen sidosryhmien valvonnan myötä. Myös ymmärrys siitä, että ympäristövastuu on liiketoiminnan eettinen osa, lisääntyy.

Hiilidioksidipäästöjen hallintaa vauhdittaa ihmiskunnan yhteinen missio hidastaa ilmastonmuutosta. Tämän seurauksena hallitukset panevat täytäntöön yhä tiukempia säädöksiä suurivaikutteisille prosesseille. Merkittävä Pariisin sopimus, jonka ratifioi 196 osapuolta vuonna 2015, asetti maailmanlaajuisen tavoitteen rajoittaa lämpeneminen 1,5 asteeseen (34,7 °F) esiteolliseen aikaan verrattuna. Lämpötilan pitäminen tällä alueella edellyttää 45 %:n kasvihuonekaasupäästöjen alentamista vuoteen 2030 mennessä ja useita nettonollatoimintoja vuoteen 2050 mennessä.

Tämän maailmanlaajuisen tavoitteen tukemiseksi on EU:n eurooppalaisen ilmastolain ja päästökauppajärjestelmän rinnalle syntymässä hiilelle hinnan asettavaa alueellista lainsäädäntöä, kuten Yhdysvaltojen "Clean Air and Inflation Reduction Act". Nämä toimenpiteet velvoittavat tai kannustavat toimialoja vähentämään hiilijalanjälkeään pakottamalla yritykset ottamaan päästökustannukset huomioon liiketoimintapäätöksissään.

Säännösten lisäksi myös monet muut tekijät kohdistavat huomion teollisuuden hiilenhallintateknologioihin, mukaan lukien:

• Yritysten nollapäästötavoitteet: monet yritykset pyrkivät vastaamaan globaaleihin tavoitteisiin ja sidosryhmien odotuksiin asettamalla kunnianhimoisia sisäisiä nollapäästötavoitteita. Näiden virstanpylväiden saavuttaminen edellyttää päästöjen tarkkaa mittaamista, seurantaa ja raportointia.
• Toimitusketjun vaatimustenmukaisuus: johtavat kestävään kehitykseen sitoutuneet yritykset asettavat samanlaisia ​​odotuksia toimitusketjuilleen ja vaativat toimittajia osoittamaan omat hiilidioksidipäästöjen vähentämistoimensa. Välttämättömiä toimenpiteitä ovat tavoitteiden määrittely ja raportointi arvokkaiden liikekumppanuuksien menettämisen riskin vähentämiseksi.
• Hiilimarkkinat: vapaaehtoiset hiilimarkkinat tarjoavat taloudellisen kannustimen hiilidioksidin vähentämiseen, jolloin yritykset voivat kompensoida päästöjään ostamalla hiilidioksidipäästöoikeuksia, joilla rahoitetaan muita hiilidioksidin talteenottohankkeita.
• ESG-tekijät ovat yleistyneet viimeisen vuosikymmenen aikana, ja yritysten kestävän kehityksen suorituskykyä pidetään usein avainindikaattorina yrityksen pitkän aikavälin arvoissa ja kestävyydessä. Organisaatioilla, joilla on vankat hiilidioksidinhallintastrategiat, on paremmat mahdollisuudet houkutella sijoituspääomaa, hallita maineeseen liittyviä riskejä ja saada kilpailuetua maailmassa, jossa ympäristönsuojelua arvostetaan yhä enemmän.

Toisin kuin perinteiset lieventämisstrategiat, joissa keskitytään päästöjen vähentämiseen suoraan, hiilidioksidin talteenotto-, käyttö- ja varastointitoimissa (CCUS) lähestymistapa on erilainen. Toimien tavoitteena on ottaa talteen hiilidioksidikaasu suurista pistelähteistä ja hyödyntää sitä arvokkaiden tuotteiden luomiseen tai varastoida se turvallisesti, jotta estetään sen vapautumisesta aiheutuvia ympäristöhaittoja. Jokainen näistä kolmesta komponentista kehittyy nopeasti, ja tehokkuutta lisääviä menetelmiä ilmaantuu säännöllisesti.

Hiilen talteenottoprosessi sisältää hiilidioksidin poistamisen prosessivirran poistokaasusta, jotta estetään sen vapautuminen ilmakehään. Toteutusmenetelmiä on useita, joista jokaisessa on erilaisia ​​etuja ja haasteita, ja ne ovat teknologisen kehityksen eri vaiheissa.

Polton jälkeinen talteenotto on kehittynein ja laajimmin käytettävissä oleva menetelmä, joka keskittyy hiilidioksidin talteenottoon fossiilisten polttoaineiden polton jälkeen voimalaitosten ja teollisuuslaitosten savukaasuista. Amiineja käytetään yleisesti liuottimina hiilidioksidin absorboimiseksi kaasuvirrasta.

Vaikka tämä menetelmä vangitsee tehokkaasti suuren osan hiilidioksidista, se on energiaintensiivinen, koska se vaatii huomattavan määrän lämpöä amiiniliuottimen regenerointiin. Tämä vaikuttaa negatiivisesti laitoksen ja prosessin kokonaistehokkuuteen. Jos sähköä tuotetaan polttamalla fossiilisia polttoaineita, ongelma pahenee.

Esipolton talteenotto puolestaan ​​sieppaa hiilidioksidia prosessin alkupäässä. CO₂-pitoisuuden perusteella voitaisiin käyttää amiinipohjaista talteenottoa tai muita tekniikoita.

CCUS:n hyötykäyttökomponentti tarjoaa mahdollisuuden eristää jätetuotteesta talteen otettua hiilidioksidia, jotta se voidaan määrittää uudelleen myyntikelpoiseksi.

Tehostettu öljyn talteenotto (EOR) on yksi esimerkki. Talteen otettua hiilidioksidia ruiskutetaan tyhjiin öljy- ja kaasusäiliöihin öljyntuotannon lisäämiseksi ja samalla hiilidioksidin varastoimiseksi maan alle. Tämä menetelmä edellyttää kuitenkin huolellista seurantaa hiilidioksidivuotoon tai seismisyyden lisääntymiseen liittyvien mahdollisten ympäristöriskien vähentämiseksi.

CO₂:ta voidaan myös käyttää raaka-aineena valmistettaessa monenlaisia ​​arvokkaita materiaaleja, mukaan lukien betoni, muovit ja polttoaineet. Tämä lähestymistapa tarjoaa kestävän vaihtoehdon perinteiselle fossiilisiin polttoaineisiin perustuvaan valmistukseen. Sen menestys riippuu kuitenkin markkinoiden kysynnästä, kustannusten alenemisesta ja tuotteen kokonaisympäristövaikutuksesta.

Talteen otettu hiili voi myös auttaa kemianteollisuuden hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä luomalla arvokkaita tuotteita, kuten polyuretaaneja. Tämä kiertotalouden lähestymistapa on lupaava, mutta perinteisen fossiilisiin polttoaineisiin perustuvan tuotannon kanssa kilpaileminen on kustannusten vuoksi edelleen haastavaa.

Kun hiilidioksidia ei voida käyttää uudelleen teknisten tai kustannusrajoitusten vuoksi, se on varastoitava pysyvästi maan alle, jotta päästöt eivät pääse ilmakehään. Geologinen varastointi on kehitetyin ja laajimmin käytetty menetelmä hiilidioksidin sitomiseen. Se edellyttää kaasun ruiskuttamista syvälle maan alle huolellisesti valittuihin geologisiin muodostumiin. Tyrehtyneet öljy- ja kaasuvarastot, syvät suolapitoiset pohjavesimuodot ja suolakuvut ovat yleisiä valintoja pitkäaikaiseen hiilen varastointiin. Nämä geologiset muodostumat tarjoavat laajan ja turvallisen varastoinnin läpäisemättömien kalliokivikerrosten ansiosta estäen CO₂:n karkaamisen ilmakehään.

Turvallinen ja pysyvä hiilen varastointi edellyttää perusteellista sijoituspaikan arviointia, kehittyneitä seurantajärjestelmiä ja tiukkoja määräyksiä. Nämä toimenpiteet auttavat torjumaan mahdollisia riskejä, kuten hiilidioksidivuotoja, seismisyyden lisääntymistä ja pohjaveden saastumista. Vaikka geologinen varastointi onkin elinkelpoisin vaihtoehto lähitulevaisuudessa, tutkijat jatkavat vaihtoehtoisten varastointimenetelmien tutkimista.

Esimerkiksi mineraalikarbonaatio jäljittelee luonnollisia geologisia prosesseja antamalla CO₂:n reagoida maaperän alkuaineiden kanssa muodostaen stabiileja karbonaattimineraaleja, mikä lukitsee hiiltä tehokkaasti pitkäksi aikaa. Vaikka pitkäaikainen varastointi on lupaavaa, tämä menetelmä vaatii paljon energiaa ja esteitä muodostuu kustannuksista, skaalattavuudesta ja resurssien saatavuudesta.

Vaikka CCUS:n kannattavuus kasvaa, sen laajaa käyttöönottoa haittaavat edelleen useat tekijät. CCUS-teknologiat edellyttävät ennen kaikkea merkittäviä pääomasijoituksia. CCUS:n laajentaminen vaikuttamaan merkittävästi maailmanlaajuisiin päästöihin edellyttää maailmanlaajuista yhteistyötä sekä merkittäviä investointeja uuteen infrastruktuuriin, mukaan lukien putkistot, varastointi- ja kuljetusverkostot.

CO₂:n talteenotto ja kokoonpuristaminen vaativat paljon energiaa, mikä saattaa kompensoida osan päästöjen vähentämisen hyödyistä. CCUS-teknologioiden energiatehokkuuden parantaminen on siksi ratkaisevan tärkeää yleisen ympäristöhyödyn lisäämiseksi.

Lisäksi yleinen käsitys CCUS:sta on huolenaihe, johon on puututtava, erityisesti geologisten varastojen mahdollisten hiilidioksidivuotojen osalta. Vankan infrastruktuurin kehittäminen ja tiukkojen määräysten täytäntöönpano ovat ratkaisevan tärkeitä teollisuuden päästöihin liittyvien riskien hallinnassa yleisen luottamuksen saavuttamiseksi.

CO₂-päästöjen hallinta asettaa omat haasteensa, mutta toimettomuus voi johtaa vielä suurempiin ongelmiin. Ilmakehään vapautuvana kasvihuonekaasuna hiilidioksidi pahentaa ilmastonmuutosta. CCUS-teknologiat tarjoavat tavan eliminoida tai lieventää sen vaikutuksia. Potentiaalistaan ​​huolimatta tehokkaiden talteenottomenetelmien ja tehokkaiden käyttöstrategioiden toteuttamiseksi on tehtävä vielä paljon työtä.

Sovellusesimerkkien kehittäminen edellyttää jatkuvaa yhteistyötä hallituksen ja teollisuuden välillä, mutta kun hiilidioksidin hallintateknologiat kehittyvät ja mittakaavaetuja toteutuu, kustannusten odotetaan laskevan merkittävästi. Tämä lisää kiertohiilitalouden taloudellista kannattavuutta.

Innovatiivisten teknologioiden, kuten CCUS:n, tutkiminen, olemassa olevien prosessien optimointi energiatehokkuuden parantamiseksi ja investoiminen uusiutuviin energiavaroihin ovat olennaisia askelia jokaisen teollisuusorganisaation hiilipäästöjen vähentämistoimissa. Vähähiilisten ratkaisujen kysynnän kasvaessa hiilidioksidia tehokkaasti hallitsevat yritykset voivat saada kilpailuetua. Tähän sisältyy sijoittajien houkutteleminen ja vahvan maineen rakentaminen kestävän kehityksen saralla.