دی‌اکسیدکربن قیمتی می‌شود

به همین علت انتشار دی‌اکسیدکربن یکی از مهم‌ترین چالش‌های مرتبط با انرژی و محیط‌زیست در عصر حاضر است و نگرانی‌های بسیاری در مورد تهدید انتشار دی‌اکسیدکربن برای آینده محیط‌زیست زمین وجود دارد. حال فرض کنید فناوری این بار به جای آن که راه‌حلی برای کاهش میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای باشد، روشی برای استفاده از دی‌اکسیدکربن را پیشنهاد می‌کند.

استخراج مستقیم دی‌اکسیدکربن از جَو

وقتی صحبت استفاده از منابع تجدیدپذیر می‌شود، بیش از همه موضوع استفاده از انرژی تجدیدپذیر برای تامین برق است. ما می‌توانیم تصور کنیم در آینده بیشتر منابع تامین انرژی و سوخت، برق خواهد بود که بیشتر آن به کمک انرژی‌های تجدیدپذیر تامین می‌شود. اما باز هم مشکل کربن حل نمی‌شود و نیاز به راهکار برای کاهش حجم دی‌اکسیدکربن در جهان وجود دارد. چرخه تولید از جمله تولید منسوجات، خودرو، استیل، شیشه و سیمان همه باعث انتشار حجم زیادی از گازهای گلخانه‌ای در جو زمین می‌شود که نمی‌توان به آسانی جلوی آن را گرفت.

امروزه محققان به دنبال توسعه فناوری‌هایی هستند که به کمک آنها بتوان نیروگاه‌های عملیاتی احداث کرد. آنها راه حلی یافته‌اندکه از چند جهت می‌تواند برای حفظ محیط زیست کارآمد باشد. در این صورت می‌توان از یکی از منابع آلوده‌کننده محیط‌زیست به‌عنوان منبعی برای تولید محصولات ارزشمندی مثل بتون، پلاستیک‌ها و اجزای باتری استفاده کرد.

تبدیل چالش دی‌اکسیدکربن به راهکار

تبدیل کربن به محصولی ارزشمند، راه حل کاربردی کاهش میزان گازهای گلخانه‌ای در جو زمین و در عین حال فرآیندی است که نیاز به استفاده از فناوری‌های گوناگونی دارد. از طرفی محصولی که به این طریق تولید شده، از نظر اقتصادی و محیط‌زیستی به صرفه‌تر است، زیرا احتمالا در فرآیند تولید آن از آب کمتری استفاده شده است و به دلیل استفاده از مواد اولیه کم‌هزینه، محصول ارزان‌تری به دست می‌آید. به عنوان مثال برای تولید نوعی فوم که در تشک‌ها از آن استفاده می‌شود، در صورت استفاده از کربن، علاوه بر کاهش میزان کربن منتشر شده در جو، استفاده از اسید و مواد شیمیایی نیز در فرآیند تولید فوم کمتر می‌شود. همان‌طور که می‌بینید این موضوع به نفع محیط‌زیست است و مصرف مواد شیمیایی مضر در طولانی مدت کاهش پیدا می‌کند.

استفاده از دی‌اکسیدکربن برای تولید بتون یکی از مهم‌ترین تاثیراتی است که این روش می‌تواند برای کره زمین ایجاد کند. بتون بیشترین ماده‌ای است که بشر تاکنون روی زمین تولید کرده است و کاربردهای گسترده‌ای در سراسر جهان دارد.

یکی دیگر از محصولاتی که می‌توان برای تولید آن به استفاده از دی‌اکسیدکربن فکر کرد، نانو لوله‌های کربنی و فیبر کربنی است. این مواد معمولا برای محیط‌زیست سمی هستند و در محصولات بسیاری مثل راکت تنیس، دوچرخه و بسیاری تجهیزات ورزشی استفاده می‌شود. انواع پلیمرها و پلاستیک‌ها نیز از جمله محصولاتی هستند که می‌توان در تهیه آنها از دی‌اکسیدکربن استفاده کرد.

با گازهای گلخانه‌ای چه باید کرد؟

شرایط انتشار کربن در کره زمین نیز به قدری وخیم است که فقط یک راه حل، پاسخگوی حدود 36 میلیارد تن دی‌اکسیدکربن تولید شده در سال نیست و باید به این معضل از جوانب مختلف پرداخته شود. استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، طراحی خودروهای الکتریکی و کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی هیچ یک به تنهایی پاسخگو نیست و حتی همه این موارد نمی‌توانند راه حل مقابله با این بحران باشند. راه‌حل تبدیل دی‌اکسیدکربن به محصولات ارزشمند نیز می‌تواند به‌عنوان راه‌حلی مکمل دیگر راهکارها قرار گیرد.

اما این به این معنی نیست که بعد از تجاری شدن این راه‌حل، انسان اجازه استفاده بیش از حد از سوخت‌های فسیلی را پیدا می‌کند و دیگر لزومی ندارد نگران انتشار دی‌اکسیدکربن در جو زمین باشیم. در واقع عملی شدن همه این راه‌حل‌ها کنار یکدیگر شاید بتواند انتشار گازهای گلخانه‌ای را تا حدودی تحت کنترل قرار دهد.

ذخیره انرژی صفحات خورشیدی توربین‌های بادی به کمک کربن

امروز بیش از 70 درصد نیاز جهانی به انرژی از طریق سوزاندن سوخت‌های فسیلی مثل زغال‌سنگ و گاز طبیعی تامین می‌شود؛ بنابراین جای تعجب نیست طبق آمار آژانس بین‌المللی انرژی، در سال 2017 حدود 8/35 میلیارد تن گاز دی‌اکسیدکربن بر اثر فعالیت انسان روی زمین وارد جو شده است. این عدد به قدری بزرگ و غیرقابل کنترل است که حتی با جایگزینی انرژی‌های تجدیدپذیر هم نمی‌توان به حد کافی جلوی انتشار گازهای گلخانه‌ای در جو زمین را گرفت.

ذخیره‌سازی کربن و استفاده از دی‌اکسیدکربن برای تامین برق نیروگاه‌ها، روشی نوین برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است که می‌تواند تا یک میلیون تن از حجم گاز گلخانه‌ای ورودی به جو زمین را کاهش دهد. دی‌اکسیدکربن می‌تواند به جای رهاشدن در جو، در منابع عظیم زیرزمینی ذخیره، تبدیل به مولکول‌های دیگر شود و به عنوان سوخت برای ذخیره انرژی توربین‌های بادی و صفحه‌های خورشیدی مورد استفاده قرار گیرد. ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر از چالش‌های مهم این حوزه است و اکنون می‌توان به کمک دی‌اکسیدکربنی که در حالت طبیعی به محیط‌زیست آسیب می‌رساند، این چالش را تا حدودی مدیریت کرد. همچنین ذخیره‌سازی کربن می‌تواند به ساخت مواد اولیه‌ای مثل اتیلن و مواد اولیه در ساخت پلاستیک‌ها کمک کند. نکته جالب این است که این پلاستیک بیشتر قابلیت اشتعال‌پذیری و بازیافت مجدد دارد و می‌توان بعد از بازیافت، پلاستیک جدیدی از آن به‌دست آورد. به این ترتیب چرخه‌ای با کمترین آسیب ممکن به محیط زیست به وجود می‌آید.

جایگزینی منابع زیر زمین با منابع جو زمین

گرچه منابع تولید برق بتدریج به سمت منابع تجدیدپذیر می‌رود، اما هنوز مقدار زیادی از حجم گازهای گلخانه‌ای منتشر شده به دلیل منابع کارخانه‌ای مثل کارخانه‌های فولاد و تولید سیمان است. در این شرایط تشویق کارخانه‌ها به سمت استخراج کربن از اتمسفر می‌تواند تاثیرگذار باشد، همان‌طور که یک شرکت سوئیسی اکنون پیشگام این فناوری است. در ابعاد جهانی می‌توان نتیجه‌گیری کرد در آینده نیازی به استخراج سوخت‌های فسیلی از زمین نیست و کربن موجود در جو همه نیازهای انسان را پاسخگوست. اما این ایده هنوز در مراحل اولیه است و برای عملی شدن این ایده حتی در ابعاد کوچک نیز زمان لازم است. در این فناوری، تبدیل الکتروشیمیایی دی‌اکسیدکربن نزدیک به مرحله تجاری‌سازی است و محققان این حوزه امیدوارند تا 50 سال آینده، استفاده از دی‌اکسیدکربن به‌عنوان سوخت ماشین‌های مولکولی زیستی یا در فناوری نانو مورد توجه قرار بگیرد.

این فناوری هنوز به‌عنوان یک فناوری برای آینده مطرح می‌شود، اما به لحاظ نظری کاملا امکان‌پذیر است و دانشمندان برای پیاده‌سازی آن در ابعاد کلان هیجان‌زده هستند. بنابراین می‌توان از الان به فکر تاسیس نیروگاه‌هایی بود که دی‌اکسیدکربن را ذخیره و تبدیل به سوخت و ماده اولیه می‌کنند.