இயற்கை வாயு நிலையங்களில் கார்பன் பிடிப்பு

மறையாத கார்பன் பிரச்சினை

இயற்கை வாயு நீண்ட காலமாக மிகவும் சுத்தமான புதைபடிவ எரிபொருளாக விளம்பரப்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. எரிதல் அடிப்படையில், அது தொழில்நுட்ப ரீதியாக உண்மையாகும்—அது கற்கரடு அல்லது எண்ணெயை விட ஒரு அலகு ஆற்றலுக்கு தோராயமாக 30% முதல் 50% வரை குறைவான CO2 ஐ உற்பத்தி செய்கிறது ஆனால் 'சுத்தமான' என்பது 'சுத்தம்' என்பதை ஒத்தது அல்ல. உலகளாவிய இயற்கை வாயு தேவை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருவதுடன், LNG வர்த்தகம் மொத்த வாயு வர்த்தகத்தின் தோராயமாக 59% ஐ குறிக்கிறது , இயற்கை வாயு செயலாக்கம் மற்றும் எரிதலிலிருந்து குவிப்பாக வெளியேறும் CO2 வெளியேற்றங்கள் மிகவும் முக்கியமானவையாகவே தொடர்கின்றன.

சர்வதேச ஆற்றல் முகமை தெளிவாகக் கணக்கிட்டுள்ளது: கார்பன் பிடிப்பு முறைகளை முக்கிய அளவில் செயல்படுத்தாவிட்டால், இயற்கை எரிவாயுவை நீண்டகாலத்திற்கு குறைந்த வெளியேற்ற ஆற்றல் ஆதாரமாகக் கருத முடியாது. மேலும், இந்த முகமை, ஏற்கனவே கிடைக்கும் தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி திரவமாக்கப்பட்ட இயற்கை எரிவாயு (LNG) வெளியேற்றங்களை 60%க்கு மேல் குறைக்க முடியும் என்றும், அதற்கு முதலீடு செய்யப்பட்டால் மட்டுமே அது சாத்தியம் என்றும் குறிப்பிட்டுள்ளது. அது ஒரு பெரிய "ஆனால்", ஆனால் அது வாய்ப்பின் அளவை விளக்குகிறது.

குறிப்பாக இயற்கை எரிவாயு செயலாக்கத் தொழிற்சாலைகளுக்கு, கார்பன் பிடிப்பு சவால் மின்சார உற்பத்தி அல்லது தொழில்துறை வெளியேற்றங்களிலிருந்து வேறுபட்டது. CO₂ பெரும்பாலும் உள்ளீட்டு வாயுவிலேயே காணப்படுகிறது, அதன் செறிவு தளத்தைப் பொறுத்து மிகவும் மாறுபடுகிறது. அதை அகற்றுவது ஏற்கனவே வாயு செயலாக்கத்தின் எல்லைக்குள் அடங்கும்—கேள்வி என்னவென்றால், அதை வளிமண்டலத்திற்கு வெளியேற்றுவதற்குப் பதிலாக சேமிப்புக்காகப் பிடிப்பது தான்.

உண்மையில் பயன்படுத்தப்படும் தொழில்நுட்பங்கள்

இயற்கை வாயு பயன்பாடுகளில் CO₂ பிடிப்பதற்கான ஆதிக்கம் செலுத்தும் தொழில்நுட்பமாக அமீன்-அடிப்படையிலான வேதியியல் உறிஞ்சுதல் தொடர்ந்து விளங்குகிறது. இது முதிர்ச்சியடைந்த, நன்றாகப் புரிந்துகொள்ளப்பட்ட மற்றும் அதிக CO₂ பிடிப்பு வீதத்தை வழங்கக்கூடியது. அடிப்படைக் கோட்பாடு எளிமையானது: ஒரு அமீன் கரைப்பான் ஒரு உறிஞ்சுதல் குழாயில் வாயு ஓட்டத்துடன் தொடர்பு கொண்டு, CO₂ உடன் தெரிவுசெய்து ஒரு மெலிய வேதியியல் பிணைப்பை உருவாக்குகிறது. பின்னர் செறிவூட்டப்பட்ட கரைப்பான் ஒரு மீள்பயன்பாட்டு குழாயிற்குச் செல்கிறது, அங்கு வெப்பம் அந்தப் பிணைப்பை உடைத்து CO₂ செறிவூட்டப்பட்ட ஓட்டத்தை வெளியிடுகிறது.

சவால் என்பது ஆற்றல் நுகர்வுதான். மீள்பயன்பாட்டு நிலையில் குறிப்பிடத்தக்க அளவு வெப்பம் தேவைப்படுகிறது, பொதுவாக தொழிற்சாலையின் பயன்பாட்டு அமைப்பிலிருந்து குறைந்த அழுத்த நீராவியாக வழங்கப்படுகிறது. இந்த வெப்ப ஏற்றுமதி அமீன் அமைப்புகளின் முதன்மை இயக்கச் செலவாகும், மேலும் இதுவே இந்தத் தொழில்நுட்பத்திற்கு ஆற்றல் தண்டனை ஏற்படுவதற்கான முதன்மைக் காரணமும் ஆகும்; இதனைச் சில இயக்குநர்கள் நியாயப்படுத்த முடியாததாகக் கருதுகின்றனர்.

மெம்பிரேன் தொழில்நுட்பம், அமீன் ஸ்க்ரப்பிங்-ஐ மாற்றாகவோ அல்லது அதனுடன் இணைந்ததாகவோ பயன்படுத்துவதில் அதிகரித்து வருகிறது. பாலிமரிக் மெம்பிரேன்கள், மீத்தேனை விட CO₂-ஐ தெரிவுசெய்து ஊடுருவ வைக்கும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, இது குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வில் பெருமளவு CO₂ அகற்றலை வழங்குகிறது. ஹாலோ ஃபைபர் மெம்பிரேன் கான்டாக்டர்களை அமீன் கரைப்பான்களுடன் இணைத்து பயன்படுத்தும் முறையில், மரபு சார்ந்த அமைப்புகளை விட தோராயமாக 30% குறைந்த இயக்கச் செலவுகளையும், அமைப்பின் இடப்பயன்பாட்டில் 50% வரை குறைவையும் அடைய முடியும் என்பது சோதனைகளில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. .

ஒவ்வொரு முறையும் தனித்துவமான பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளைக் கொண்டுள்ளன. அதிக பிடிப்பு வீதங்கள் மற்றும் உயர் தரத்திலான வெளிப்பொருள் தேவைப்படும் போது அமீன் அமைப்புகள் சிறப்பாகச் செயல்படுகின்றன. மெம்பிரேன்கள், மிதமான தரத்திலான CO₂ அகற்றலுக்கு ஏற்றவையாகவும், ஆற்றல் செலவுகள் முக்கிய கவலையாக இருக்கும் போது கவர்ச்சிகரமானவையாகவும் உள்ளன. இரண்டு தொழில்நுட்பங்களையும் இணைத்த கலப்பு அமைப்புகளும் தற்போது உருவாகி வருகின்றன; இவை மெம்பிரேன்களை முதன்மை பிரித்தலுக்கும், அமீன்களை இறுதித் தரத்தை மேம்படுத்துவதற்கும் பயன்படுத்துகின்றன.

வாயு தயாரிப்பு நிலையங்களில் கார்பன் பிடிப்பு பயனுள்ளதாக இருக்கும் இடங்கள்

அனைத்து இயற்கை வாயு செயலாக்க வசதிகளும் கார்பன் பிடிப்புக்கு ஏற்றவை அல்ல. பொருளாதாரம் முதன்மையாக உள்ளீட்டு வாயுவின் CO₂ உள்ளடக்கத்தையும், சேமிப்பு அல்லது பயன்பாட்டு வழியையும், ஒழுங்குமுறை அல்லது ஊக்கத்தூண்டும் சூழலையும் சார்ந்துள்ளது.

CO₂ உள்ளடக்கம் அதிகமுள்ள மண் வளங்களிலிருந்து வாயுவை செயலாக்கும் வசதிகள்—சில சமயங்களில் 10% முதல் 20% அல்லது அதற்கு மேற்பட்டது—எளிதில் கார்பன் பிடிப்புக்கு ஏற்றவை. CO₂ ஏற்கனவே குழாய் வழியாக அனுப்புவதற்கான தரத்திற்கு நீக்கப்படுகிறது; அதை சேமிப்புக்காக பிடிப்பது கூடுதல் செலவை ஏற்படுத்துகிறது, ஆனால் கார்பன் விலை அல்லது வரி மானியங்களால் அது நியாயப்படுத்தப்படலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஐக்கிய அமெரிக்காவில், இயற்கை வாயு வசதிகளில் கார்பன் பிடிப்புத் திட்டங்களுக்காக ஆற்றல் துறை அமைச்சகம் மிகப் பெரிய நிதியுதவியை வழங்கியுள்ளது, இது 90% பிடிப்பு வீதத்தை இலக்காகக் கொண்டுள்ளது.

குறைந்த CO₂ உள்ளடக்கம் கொண்ட தாவரங்களுக்கு, பொருளாதார சவால்கள் அதிகமாக உள்ளன. CO₂ ஐ ஒரு டன்னுக்கு பிடிப்பதற்கான கூடுதல் செலவு அதிகமாக உள்ளது, ஏனெனில் வளிம ஓட்டம், அகற்றப்படும் CO₂ ஐ விட அதிகமாக உள்ளது. இந்த வசதிகள் பொருளாதார நிலையை நிலைநிறுத்த கொள்கை ஆதரவு அல்லது கார்பன் கிரெடிட் வருவாயை நம்பியிருக்க வேண்டியிருக்கும்.

பிடிக்கப்பட்ட CO₂ ஐ என்ன செய்வது என்பதும் ஒரு கேள்வி. என்ஹான்ஸ்ட் ஆயில் ரிகவரி (EOR) பாரம்பரிய வழியாக இருந்துள்ளது, இதில் CO₂ உற்பத்தியை அதிகரிக்க செயலிழந்த சேமிப்பிடங்களில் செலுத்தப்படுகிறது. உப்பு நீர் தடங்களில் சேமிப்பது மற்றொரு விருப்பமாகும், ஆனால் இதற்கு கவனிப்புடன் கூடிய இட விளக்கம் மற்றும் கண்காணிப்பு தேவைப்படுகிறது. CO₂ ஐ வேதிப்பொருட்கள், எரிபொருட்கள் அல்லது கட்டுமானப் பொருட்களாக மாற்றும் பயன்பாட்டு வழிகள் தற்போது வளர்ந்து வருகின்றன, ஆனால் இவை இன்னும் சிறிய அளவிலேயே உள்ளன.

கவனிக்கத்தக்க முதல் வகையான திட்டம்

தென்மேற்கு சீனாவில் சமீபத்தில் தொடங்கப்பட்ட ஒரு திட்டம் ஒரு கற்பனைக்குரிய எடுத்துக்காட்டாகும். இந்த வசதி அருகிலுள்ள ஒரு புலத்திலிருந்து கசிவு வாயுவைச் செயலாக்கும் இயற்கை வாயு தூய்மைப்படுத்தும் ஆலையாகும். இந்த ஆலையின் வால் வாயுவிலிருந்து CO₂-ஐப் பிடிப்பதன் தொழில்நுட்ப மற்றும் பொருளாதார சாத்தியத்தை நிரூபிப்பதற்காக, ஒரு சோதனைத் திட்டமாக கார்பன் பிடிப்பு அலகு சேர்க்கப்பட்டது .

இந்த திட்டம் ஆலையின் வால் வாயுவின் தன்மைக்கு ஏற்றவாறு தனிப்பயனாக்கப்பட்ட அமீன் கலவையைக் கொண்ட வேதியியல் உறிஞ்சுதல் செயல்முறையைப் பயன்படுத்துகிறது, அதாவது குறைந்த அழுத்தம், நடுத்தர செறிவு CO₂ ஓட்டம் . உறிஞ்சியின் மேலே தண்ணீர் கழுவுதல் பிரிவு அமைக்கப்பட்டுள்ளது, இது அமீன் கொண்டுசெல்லுதலைக் குறைக்கிறது; இது சிறிய சுழற்சி பிரிப்பு நிலையுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது சிக்கியுள்ள கரைப்பானை மீட்டெடுக்கிறது .

பிடிப்பு செய்யப்பட்ட CO₂ ஐ அழுத்தி, அதே வாயுப் புலத்தில் மீண்டும் செலுத்தி, வாயு மீட்பை மேம்படுத்துகிறது . இது CO₂ ஐ வளிமண்டலத்திலிருந்து தடுத்து, அதை உற்பத்தியாளர் நோக்கங்களுக்காகப் பயன்படுத்தும் மூடிய சுழற்சி அமைப்பை உருவாக்குகிறது. ஆண்டுதோறும் பிடிப்பதற்கான திறன் தோராயமாக 26,500 டன்கள் ஆகும், மேம்படுத்தப்பட்ட மீட்டல் விளைவு உற்பத்தியை தோராயமாக 10% அதிகரிக்கிறது.

இந்தத் திட்டம் அதன் அளவின் காரணமாக முக்கியமானது அல்ல—வேறு இடங்களில் பெரிய கார்பன் பிடிப்பு வசதிகள் உள்ளன—ஆனால் இயற்கை வாயு செயலாக்க சூழலில் பிடிப்பை மேம்படுத்தப்பட்ட வாயு மீட்டலுடன் ஒருங்கிணைப்பதை வெளிப்படுத்துவதால் முக்கியமானது. தொழில்நுட்ப அணுகுமுறை, கரைப்பான் தேர்வு மற்றும் செலுத்தும் முறை ஆகியவை அனைத்தும் இந்த பயன்பாட்டிற்காக குறிப்பிட்ட வகையில் உருவாக்கப்பட வேண்டியிருந்தன, மேலும் பெறப்பட்ட பாடங்கள் அடுத்தடுத்த திட்டங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

உண்மையான செலவுகள் மற்றும் பரிமாற்றங்கள்

கார்பன் பிடிப்பு குறித்து நேர்மையான விவாதம் என்பது அதன் செலவுகள் மற்றும் பரிமாற்றங்களை ஒப்புக்கொள்ள வேண்டும். ஆற்றல் இழப்பு உண்மையில் உள்ளது. அமீன் மீட்டெடுப்பு நீராவியை நுகர்கிறது, அது வேறுபட்ட முறையில் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யவோ அல்லது பிற செயல்முறைத் தேவைகளுக்கு பயன்படுத்தவோ முடியும். இந்த பாரசைட்டிக் சுமை நிலையத்தின் நிகர வெளியீட்டைக் குறைக்கிறது அல்லது அதன் எரிபொருள் நுகர்வை அதிகரிக்கிறது.

மேலே உள்ள அட்டவணை முக்கிய பரிமாற்றங்களைச் சுருக்கமாக வழங்குகிறது. அமீன் அமைப்புகள் மிக அதிக பிடிப்பு வீதத்தை வழங்குகின்றன, ஆனால் அதிக ஆற்றல் செலவில். சவ்வு அமைப்புகள் மிக திறமையானவை, ஆனால் பல நிலை அமைப்புகள் இல்லாமல் பொதுவாக அதே பிடிப்பு வீதத்தை அடைய முடியாது. கலப்பு அணுகுமுறைகள் இரண்டின் சிறந்தவற்றையும் பெற முயற்சிக்கின்றன, ஆனால் வணிக அளவில் அவை குறைவாக நிரூபிக்கப்பட்டவை.

செயல்பாட்டு கருத்தில் கொள்ளவேண்டிய விஷயங்களும் உள்ளன. நேரத்துடன் அமைன் சிதைவு ஏற்படுவதால், கரைப்பானை மீட்டெடுத்தல் மற்றும் மாற்றுதல் தேவைப்படுகிறது. சவ்வு மாசுப்படுதல் மற்றும் வயதாதல் ஆகியவை செயல்திறனைப் பாதிக்கின்றன, மேலும் காலாவதியாகும் காலத்தில் அவற்றை மாற்ற வேண்டியிருக்கிறது. CO₂ பாய்வு ஓட்டத்தின் முழுமையை போக்குவரத்து மற்றும் சேமிப்புக்காக பராமரிக்க வேண்டும்—நீர், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் சல்பர் சேர்மங்கள் போன்ற மாசுகள் சிதைவை ஏற்படுத்தலாம் அல்லது செலுத்துதலைப் பாதிக்கலாம்.

பொருளாதார விளைவுகள் வெளிப்புறக் காரணிகளை மிகவும் சார்ந்துள்ளன. கார்பன் விலை நிர்ணயம், வரி மானியங்கள் மற்றும் ஒழுங்குமுறை கட்டுப்பாடுகள் ஆகியவை எல்லை நிலைத் திட்டத்தை செயல்படுத்தக்கூடியதாக மாற்றலாம். அவ்வாறான ஆதரவு இல்லாவிட்டால், மிக அதிக CO₂ உமிழும் நிலையங்கள் அல்லது சாதகமான EOR ஏற்பாடுகளைக் கொண்டவை மட்டுமே இந்த முதலீட்டை நியாயப்படுத்த முடியும்.

கொள்கை சூழல் மற்றும் அதன் பொருள்

கொள்கைச் சூழல் மாறிக்கொண்டிருக்கிறது. ஐ.ஈ.ஏ. என்பது வாயு மதிப்புச் சங்கிலியை கார்பன்-குறைவாக்குவதற்கு சி.சி.யூ.எஸ். என்பதை ஒரு முக்கிய தொழில்நுட்பமாக அடையாளம் காண்டது. பல பிராந்தியங்களில் அரசு நிதியுதவி திட்டங்கள் தோன்றின. அமெரிக்க ஆற்றல் துறை (யு.எஸ். டி.ஓ.இ.) கார்பன் பிடிப்பு விளக்கம் மற்றும் பயன்பாட்டிற்காக பில்லியன் டாலர்களை வழங்கியுள்ளது. ஐரோப்பா, ஆசியா மற்றும் மத்திய கிழக்கிலும் இதேபோன்ற முயற்சிகள் உள்ளன.

ஆனால் கொள்கை ஆதரவு உறுதியானது அல்ல. நிதியுதவி திடீரென திரும்பப் பெறப்படலாம், வரி நன்மைகள் காலாவதியாகலாம், ஒழுங்குமுறை தேவைகள் மாறலாம். திட்ட உருவாக்குநர்கள் தொழில்நுட்ப மற்றும் பொருளாதார சாத்தியம் மட்டுமல்லாமல், கொள்கை அபாயத்தையும் மதிப்பீடு செய்ய வேண்டும். சில திட்டங்கள் எதிர்காலத்தில் பிடிப்பு உபகரணங்களைச் சேர்க்க வசதியாக இருக்கும் "பிடிப்பு-தயார்" வடிவமைப்பில் முன்னேறிக்கொண்டிருக்கின்றன; இது மூலதன முதலீட்டை கொள்கை மற்றும் பொருளாதார நிலைமைகள் தெளிவாகும் வரை தள்ளிவைக்கிறது.

அந்த தொழில்நுட்பம் தன்னைத் தொடர்ந்து மேம்படுத்தப்படுகிறது. புதிய கரைசல் கலவைகள் குறைந்த மீட்டமைப்பு ஆற்றலை வாக்குறுதியளிக்கின்றன. மேம்பட்ட சவ்வுப் பொருட்கள் உயர் தெர்வுத்தன்மையும் நீடித்தன்மையும் வழங்குகின்றன. செயல்முறை ஒருங்கிணைப்பு முறைகள்—கழிவு வெப்பத்தை மீட்டமைப்பிற்காகப் பயன்படுத்துதல், குறிப்பிட்ட வாயு கலவைக்கு ஏற்றவாறு பிடிப்பு அமைப்பை மேம்படுத்துதல்—மொத்த திறனை மேம்படுத்த முடியும்.

இயற்கை வாயு தாவர இயக்கியாளர்களுக்கு, கார்பன் பிடிப்பைச் சேர்ப்பது என்பது எளிதான முடிவு அல்ல. இது உள்ளீட்டு வாயு கலவை, கிடைக்கும் பயன்பாடுகள், கார்பன் சேமிப்பு விருப்பங்கள், கொள்கை ஆதரவு மற்றும் சந்தை நிலைமைகள் ஆகியவற்றை முறையாக மதிப்பீடு செய்ய தேவைப்படுகிறது. வெற்றி பெறும் திட்டங்கள் என்பவை குறிப்பிட்ட இட நிலைமைகளுக்கு ஏற்றவாறு தொழில்நுட்பத்தை பொருத்துவதையும், வணிகமயமாக்கலுக்கான தெளிவான பாதையையும் கொண்டவையாகும்.

கிரீன்ஃபிர் கார்பன் பிடிப்பு ஒருங்கிணைப்பை ஆதரிக்க ASME மற்றும் CE சான்றிதழ்களுடன் கூடிய தயாரிப்பு திறன்களைக் கொண்டு வாயு சிகிச்சை மற்றும் பிரிப்பு உபகரணங்களை வழங்குகிறது . உபகரணங்களை வழங்கும் சங்கிலி இருக்கிறது; பொறியியல் வல்லுநர்களின் திறன் கிடைக்கிறது. தொழில்நுட்பத்தை விட அடிப்படையில் திட்ட மட்டத்திலான பொருளாதாரமும், கொள்கைச் சூழலுமே பெரும்பாலும் கட்டுப்பாட்டுக் காரணியாக உள்ளன.