Kukamata Kaboni katika Miji ya Gesi ya Asili

Shida ya Kaboni Ambayo Haikufa

Mafuta ya asili yamekuwa kama mafuta ya fossil yenye utakatifu mdogo kwa muda mrefu. Na kwa kuzingatia uchafuzi wa kuchoma tu, hii ni kweli kwa kiasi fulani—hutoa CO2 chini ya 30% hadi 50% kwa kila kitengo cha nishati kuliko mkokoteni au mafuta ya mafuta ya petroli . Lakini 'yenye utakatifu mdogo' si sawa na 'safi'. Kwa sababu ya ongezeko la mahitaji ya mafuta ya asili duniani na biashara ya LNG inayochukua takriban asilimia 59 ya jumla ya biashara ya mafuta , jumla ya CO2 iliyotolewa kutoka kwa usindikaji na kuchomwa kwa mafuta ya asili bado ina ukubwa mkubwa.

Washirika wa Nishati ya Kimataifa wamefanya hesabu kuwa wazi: bila kutekeleza kwa kiasi kikubwa kwa uvunaji wa kaboni, gesi ya asili haiwezi kuhesabiwa kama chanzo cha nishati chenye upepo mdogo katika muda mrefu. Washirika hao pia wameona kwamba upepo wa LNG unaweza kupungua zaidi ya 60% kwa kutumia teknolojia zisizo za kisasa—kama tu kuna uwezekano wa kufanya uwekezaji. Hilo ni "kama" kubwa, lakini linaweka fursa hiyo katika mtazamo wa usahihi.

Kwa mashine za kusonga gesi ya asili hasa, changamoto ya uvunaji wa kaboni ni tofauti na kuzalisha umeme au vyanzo vya viwanda. CO₂ mara nyingi huwepo katika gesi ya kuingia yenyewe, katika makadirio yanayotofautiana sana kulingana na ghuluba. Kumsafisha ni sehemu ya kazi ya kusonga gesi tayari—swali ni kama litakusanywa kwa ajili ya kuhifadhi badala ya kumpa kwenye anga.

Teknolojia Zinazotumika Kweli

Ukubadilishana kwa kemikali ya amine bado ni teknolojia inayotumika zaidi kwa kujaza CO₂ katika matumizi ya gesi asili. Ni teknolojia iliyopitwa vizuri, inayojulikana vizuri, na inayoweza kufanya kujaza kwa kiwango cha juu. Kanuni msingi ni rahisi: solvent ya amine inapata gesi katika kolumba ya kujaza, ikifanya ushirikiano wa moja kwa moja na CO₂ ili kuzalisha uunganisho wa kemikali unaofanya kazi chini. Kisha solvent yenye CO₂ (rich solvent) inaenda kwenye kipengele cha kurejesha (regenerator), ambapo joto linavunja uunganisho huo na kuachania mtiririko wa CO₂ wenye ukizima wa juu.

Changamoto ni matumizi ya nishati. Hatua ya kurejesha inahitaji joto kikubwa, kwa kawaida kinachotolewa kama nuru ya chini kutoka kwenye mfumo wa utawala wa mafuta ya kituo. Hii ni gharama kuu ya uendeshaji wa mfumo wa amine na sababu kuu ya kuwa teknolojia hii ina madhara ya nishati ambayo baadhi ya wafanyabiashara hawajui kuyaelezea.

Teknolojia ya membrane inapata umuhimu kama chaguo lingine au kama msaada wa kufuta amine. Membranes za poli-meriki zinaweza kupitisha CO₂ kwa uchaguzi zaidi kuliko methane, hutoa ongezeko la ongezeko la CO₂ kwa matumizi ya nishati chini. Vifaa vya membrane vya kifurushi cha mkongo (hollow fiber) vimeunganishwa na maji ya amine yameonyeshwa kuweza kufikia gharama za uendeshaji 30% chini kuliko mfumo wa kawaida, na eneo la kubadilishwa linaweza kuwa hadi 50% ndogo. .

Kila mbinu ina eneo lake lenye faida kubwa. Mifumo ya amine inafanya kazi vizuri unapohitajika kushughulikia CO₂ kwa kiwango cha juu na ubora wa juu wa bidhaa. Membranes ni ya kuvutia kwa ongezeko la CO₂ kwa wingi ambapo ubora wa wastani unakidhi na gharama za nishati ni suala la msingi. Pia kuna mifumo ya mchanganyiko inayotumia teknolojia mbili, ikitumia membranes kwa kugawanya kwa kiasi kikubwa na amine kwa kusafiya.

Mahali ambapo Kukamata Kaboni Unafanya Maana Katika Kituo cha Gesi

Si kila kituo cha kusindikiza gesi asili ni mwenyezi mzuri wa kuvutia kaboni. Uchumi unategemea sana yaliyomo ya CO₂ katika gesi ya mchakato, upatikanaji wa njia ya kuhifadhi au matumizi, na mazingira ya kiutawala au stimula.

Vifaa vinavyosindikiza gesi kutoka kwenye visima vya gesi vya CO₂ vya juu—wakati mwingine 10% hadi 20% au zaidi—vinaweza kuchukuliwa kwa urahisi. CO₂ tayari inatolewa kwa ajili ya vipimo vya msonga; kuvutia kwa ajili ya uhifadhi huongeza gharama kidogo lakini inaweza kusaidiwa na bei ya kaboni au mikopo ya kodi. Marekani, kwa mfano, Wizara ya Nishati imefungua mafunding makubwa kwa miradi ya kuvutia kaboni katika vifaa vya gesi asili, ikiwafokusia kiwango cha kuvutia 90%.

Kwa mafabrika yenye yaliyomo ya CO₂ chini, uchumi ni ngumu zaidi. Gharama ya ziada ya kuchukua CO₂ kila toni ni ya juu kwa sababu mtiririko wa gesi ni mkubwa kuliko CO₂ iliyochukuliwa. Mafabrika haya yanaweza kutegemea msaada wa sera au mapato ya mikopo ya kaboni ili kufanya hesabu ziwezekanije.

Pia kuna swali la kufanya nini na CO₂ iliyochukuliwa. Kukimbia kwa mafuta ya kuvuruga (enhanced oil recovery) imekuwa njia ya kawaida, ambapo CO₂ inapakwa katika visima vilivyotupwa ili kuongeza uzalishaji. Kuhifadhi katika aquifers za chumvi ni chaguo lingine, ingawa inahitaji utambuzi wa makadirio ya eneo na usimamizi wa makini. Njia za kutumia—kubadilisha CO₂ kuwa viashiria, mafuta, au vitu vya jengo—zimeanza kutokea lakini bado ni ndogo sana kwa ukubwa.

Mradi wa Aina Yake ya Kwanza Uliyo Thamani Kukumbuka

Mradi ulioanzishwa hivi karibuni katika sehemu ya kusini-magharibi ya Uchina unatoa mfano unaofaa kueleweka. Uwanja ni kituo cha kutafuta mafuta ya asili kwa kufanya uchunguzi wa gesi ya moto iliyotokana na shamba la karibu. Kituo cha kuchukua kaboni dioksaidi kiliongezwa kama mradi wa kudemo kuthibitisha uwezekano wa kisayansi na kiuchumi cha kuchukua CO₂ kutoka kwa gesi ya mwisho ya kituo .

Mradi huu hutumia mchakato wa kujisajili kikemikali kwa kutumia amine ya kipekee ambayo imepangwa kwa ajili ya mtiririko wa CO₂ wenye shinikizo la chini na ukubwa wa wastani, ambao unahusiana na gesi ya mwisho ya kituo . Muundo una sehemu ya kufuta maji juu ya kijisajili kuhakikisha kuwa amine haipitwi, pamoja na hatua ya kugawanya kwa kutumia mikro-sikloni ili kupata tena dawa ya kujisajili inayopitwa .

CO₂ iliyochukuliwa inapakwa na kuingizwa tena katika shamba hilo la gesi kwa ajili ya kuboresha upatikanaji wa gesi . Hii huunda mfumo wa mzunguko wazi ambapo CO₂ hutumika kwa lengo la kutengeneza bidhaa wakati huo huo ukionekana nje ya anga. Uwezo wa kusukuma CO₂ kwa mwaka ni takriban 26,500 tanini, na athari ya kuboresha upatikanaji wa gesi inaripotiwa kuongezea uzalisho kwa takriban 10%.

Mradi huu ni muhimu si kwa sababu ya ukubwa wake—kuna vifaa vingine vya kusukuma kaboni vikubwa zaidi mahali pengine—lakini kwa sababu inaonyesha uunganisho wa kusukuma kaboni na kuboresha upatikanaji wa gesi katika muktadha wa kusonga gesi asili. Mbinu ya kisayansi, uchaguzi wa msungu, na strategia ya kuingiza yamehitajika kujengwa hasa kwa matumizi haya, na masomo yaliyopata yanatumika katika miradi iliyofuata.

Gharama Ndogo na Mabadiliko Yanayotolewa

Mazungumzo ya wazi ya kuhusu kuchakua kaboni inahitaji kuthibitisha gharama na mabadiliko yanayotendeka. Uchafuzi wa nishati ni kweli. Kuregensha amine hutanufaisha ujoto unaotumika kuzalisha umeme au kufanya kazi nyingine za kiutawala. Uchafuzi huu unapunguza uatoa wa kawaida wa kituo au huongeza matumizi ya mafuta yake.

Jedwali hapo juu linajumuisha mabadiliko muhimu. Mifumo ya amine inatoa kiwango cha kuchakua cha juu zaidi lakini kwa gharama ya nishati ya juu zaidi. Mifumo ya membrane ni ya kuvutia zaidi lakini kwa kawaida hayawezi kufikia kiwango hicho cha kuchakua bila mifumo ya vitu vingi. Mifumo ya kichujio inajaribu kuchukua mambo bora kutoka kwa wote hawa lakini haijathibitishwa vizuri katika skala ya biashara.

Pia kuna mambo ya uendeshaji yanayohusiana. Uharibika wa amine kwa muda mrefu unahitaji kurejesha na kubadilisha solvent. Uchafuzi wa membrane na umri wake unapaswa kuhakikishwa—hii inaweza kuathiri utendaji na kuhitaji ubadilishaji mara kwa mara. Uthabiti wa msongamano wa CO₂ kwa lengo la usafirishaji na uhifadhi unapaswa kuhakikishwa—vichafuzi kama vile maji, oksijeni, na viungo vya sufurini vinaweza kusababisha uvunjivunji au kuharibu uwezo wa kuingiza.

Uchumi unategemea sana mambo ya nje. Bei ya kaboni, mikopo ya kodi, na mashauri ya sheria yanaweza kufanya mradi unaofanana na kipindi cha kuchukua kushindwa kuwa bora. Bila msaada huo, tu makao ya CO₂ ya juu zaidi au yale yenye mkataba mzuri wa EOR yanaweza kusudiwa kwa uwekezaji.

Mazingira ya sera na maana yake

Mazingira ya sera inabadilika. IEA imepata CCUS kama teknolojia muhimu kwa kupunguza kaboni katika mzunguko wa thamani ya gesi. Miradi ya uchumi wa serikali inaanza katika mikoa mingi. U.S. DOE umeipa bilioni za dola kwa utangazaji na utekelezaji wa ukomboa wa kaboni. Miradi ya kisawia yanaipatikana Ulaya, Asia, na Mashariki ya Kati.

Lakini msaada wa sera si jambo la kawaida. Uchumi unaweza kuchukuliwa nyuma, makodi ya kodi yanaweza kumalizika, na masharti ya udhibiti yanaweza kubadilika. Watoa miradi wanahitaji kuchunguza siyo tu uwezekano wa kifani na kiuchumi bali pia hatari ya sera. Miradi kadhaa inavyotendeka kwa muundo wa "tayari kwa ukomboa" ambao unaruhusu ongezeko baadaye ya vifaa vya ukomboa, kuhakikisha uwezekano wa kifedha hadi wakati unaopatikana wazi zaidi kuhusu sera na uwezekano wa kifedha.

Teknolojia yenyewe inaendelea kubadilika. Uundaji wa mafuta ya kujaribu mapya unahakikisha nishati ya uhamisho ya chini. Vitu vya kuchanganya vya kisasa vinatoa uwezo bora zaidi wa kuchagua na kudumu. Mikakati ya kugawanya mchakato—kutumia joto la kupoteza kwa ajili ya uhamisho, kuboresha mnyororo wa kuchukua kwa ajili ya tarkishi maalum ya gesi—yanaweza kuboresha ufanisi wa jumla.

Kwa wafanyabiashara wa miji ya gesi asili, uamuzi wa kuongeza kuchukua kaboni si rahisi. Unahitaji tathmini ya makini ya tarkishi ya gesi ya kuingia, vituo vya huduma vilivyopo, chaguo za kuhifadhi, msaada wa sera, na hali ya soko. Miradi inayofanikiwa ni ile ambayo inafanana na teknolojia na hali maalum za eneo hilo na ina njia wazi ya kufanikiwa kwenye biashara.

GreenFir inatoa vifaa vya kushughulikia gesi na kugawanya ambavyo vinaweza kusambazwa ili kusaidia uingizwaji wa kuchukua kaboni, ikisaidiwa na uwezo wa kutengeneza kwa uthibitisho wa ASME na CE . Mnyororo wa usambazaji wa vifaa umobainika; ujuzi wa uhandisi umotengenezwa. Kikomo kikikuu ni mara nyingi uchumi wa mradi na mazingira ya sera zaidi ya teknolojia yenyewe.