वातावरणातील तापमानवाढीचे परिणाम लांबवण्यासाठी, कार्बन डायऑक्साइड पकडून साठवण्याचे तंत्र शिकणे हा शास्त्रज्ञांना हवा असलेला एक मार्ग आहे. हवामान बदलावर उपाययोजना करण्यासाठी ही पद्धत आता वैज्ञानिक समुदायाद्वारे एक अत्यावश्यक भाग मानली जाते . हे विविध प्रकारच्या कार्बन सिक्वेस्ट्रेशनद्वारे (कार्बन विलगीकरण) केले जाते.
कार्बन डाय ऑक्साईड हा उष्णतेला अडकवणारा वायू आहे जो निसर्गात आणि मानवी क्रियाकलापांद्वारे तयार होतो. ऊर्जा निर्मितीसाठी मानवनिर्मित कार्बन डायऑक्साइड कोळसा, नैसर्गिक वायू आणि तेल जाळण्यापासून येऊ शकतो.
जैविक कार्बन डायऑक्साइड सेंद्रिय पदार्थांचे विघटन, जंगलातील आग आणि जमिनीच्या वापरातील इतर बदलांमुळे येऊ शकते.
वातावरणात कार्बन डाय ऑक्साईड आणि इतर 'हरितगृह वायू' तयार होण्यामुळे उष्णता अडकते आणि हवामान बदलास हातभार लागतो. कार्बन जप्त करण्याच्या प्रक्रियेमुळे वातावरणाचे तापमान वाढण्यास विलंब होऊ शकतो.
कार्बन सीक्वेस्टेशन कार्बन डायऑक्साइडला पृथ्वीच्या वातावरणात प्रवेश करण्यापासून रोखण्यासाठी सुरक्षित करते.
घन आणि विरघळलेल्या स्वरूपात कार्बन स्थिर करण्याची कल्पना आहे जेणेकरून वातावरण गरम होऊ नये. ही प्रक्रिया मानवी "कार्बन फूटप्रिंट" कमी करण्याचे जबरदस्त आश्वासन दर्शवते.
कार्बन जप्ती म्हणजे काय?
कार्बन सिक्वेस्ट्रेशन म्हणजे वातावरणातून कार्बन पकडून किंवा काढून तो साठवण्याची प्रक्रिया आहे. हवामान बदलाच्या समस्येवर उपाययोजना करण्यासाठी अवलंबलेल्या अनेक उपायांपैकी हा एक आहे.
याचा अर्थ वातावरणातून हरितगृह वायू काढून टाकणे आणि ग्रहाची तापमानवाढ रोखण्यासाठी दीर्घकालीन कार्बन स्टोरेजमध्ये ठेवणे असा देखील होऊ शकतो.
पृथ्वीच्या वातावरणाला आणखी तापमानवाढ होण्यापासून रोखण्यासाठी मानवजातीने एक मोठा सामूहिक प्रयत्न केला आहे. कार्बन उत्सर्जन करणाऱ्या इंधनावरील आपले अवलंबित्व संपवण्यापासून ते 2050 पर्यंत निव्वळ शून्य उत्सर्जनाचे लक्ष्य स्थापित करण्यापर्यंत, अभूतपूर्व हवामान बदल थांबवायचे असल्यास प्रत्येक संभाव्य उपाय महत्त्वाचा आहे.
स्वच्छ ऊर्जा प्रणालींमध्ये संक्रमण आणि डिकार्बोनाइजिंग उच्च-उत्सर्जन पद्धती जसे की बांधकाम किंवा वाहतूक. मानवता आपल्या वातावरणातून कार्बन काढून टाकण्यासाठी एकत्रित प्रयत्न करत आहे, आपण ज्या पद्धती बनवतो, वापरतो, प्रवास करतो आणि ऊर्जा निर्माण करतो.
परंतु कार्बन जप्तीसारख्या पद्धती दाखवतात की आपण हवामानाच्या संकटाचा सामना करण्यासाठी नैसर्गिक वातावरणाशी कसे कार्य करू शकतो.
कार्बन जप्तीच्या प्रक्रियेत काय सामील आहे?
कार्बन कॅप्चर आणि जप्ती तीन-चरण प्रक्रियेचे अनुसरण करते ज्यामध्ये हे समाविष्ट आहे:
- औद्योगिक प्रक्रिया किंवा पॉवर प्लांटमधून कार्बन डायऑक्साइड कॅप्चर करणे किंवा सुरक्षित करणे
- कॅप्चर केलेले आणि संकुचित कार्बन डायऑक्साइडचे वाहतूक
- खोल भूगर्भातील खडकांच्या निर्मितीमध्ये कार्बन ऑक्साईडचा संचय
कार्बन जप्तीचे प्रकार
जगभरातील उद्योग दरवर्षी 10 गिगाटन (एक अब्ज मेट्रिक टन) GHG उत्सर्जित करत असताना, कार्बन जप्त करण्याची गरज गंभीर आहे.
येथे कार्बन जप्तीचे काही प्रकार आहेत जे तुम्हाला वैयक्तिक आधारावर ग्लोबल वार्मिंग आणि हवामान बदलांना सामोरे जाण्यास मदत करतील.
- जंगलात जप्ती
- मातीत जप्ती
- डायरेक्ट एअर कॅप्चर (डीएसी) आणि स्टोरेज
- गवताळ प्रदेशात जप्ती
- वेटलँड जप्ती
- महासागर कार्बन जप्ती
- कार्बन कॅप्चर आणि स्टोरेज (CCS) पॉवर प्लांट
- इंजिनियर केलेले रेणू
- भौगोलिक कार्बन जप्ती
- औद्योगिक कार्बन जप्ती
1. जंगलात जप्ती
जंगले आणि वुडलँड्स हे नैसर्गिक कार्बन जप्तीचे सर्वोत्तम प्रकार म्हणून ओळखले जातात.
सरासरी, जंगले ते उत्सर्जित करतात त्यापेक्षा दुप्पट कार्बन साठवतात, तर अंदाजे 25% कार्बन उत्सर्जन जंगल-समृद्ध लँडस्केप जसे की रेंजलँड आणि गवताळ प्रदेश (शेते, प्रेअरी, झुडूप इ.) द्वारे वेगळे केले जाते.
जेव्हा झाडे, फांद्या आणि पाने मरतात आणि जमिनीवर पडतात, तेव्हा ते त्यांनी साठवलेला कार्बन जमिनीत सोडतात.
त्यामुळे, कार्बन सिंकद्वारे CO2 प्रभावीपणे शोषला जाईल हे सुनिश्चित करण्यासाठी, अशा नैसर्गिक पर्यावरणांचे संरक्षण आणि संवर्धन करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. वणवे आणि जंगलतोड , बांधकाम किंवा सघन शेती यांसारख्या मानवी कृती या नैसर्गिक प्रक्रियेसाठी सर्वात मोठा धोका निर्माण करतात.
2. मातीत जप्ती
प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे कार्बन जमिनीत वनस्पतींद्वारे कॅप्चर केला जाऊ शकतो आणि माती सेंद्रीय कार्बन (SOC) म्हणून संग्रहित केला जाऊ शकतो.
अशा प्रकारे, कृषी परिसंस्था मातीतील सेंद्रिय कार्बनची पातळी कमी करतात आणि कमी करतात. तसेच, बोग्स, पीट आणि दलदलीद्वारे, कार्बन कॅप्चर केला जाऊ शकतो आणि कार्बोनेट म्हणून संग्रहित केला जाऊ शकतो.
वाळवंटात आणि शुष्क जमिनीत, CO2 कॅल्शियम किंवा मॅग्नेशियम खनिजांसारख्या इतर खनिज घटकांमध्ये मिसळल्याने हजारो वर्षांमध्ये हे कार्बोनेट्स जमा होतात आणि "कॅलिचे" तयार होते.
अखेरीस, कार्बोनेटमध्ये साठवलेला हा कार्बन पृथ्वीवरून सोडला जातो, परंतु फार काळासाठी नाही - काही प्रकरणांमध्ये 70,000 वर्षांहून अधिक काळानंतर, तर मातीतील सेंद्रिय पदार्थ अनेक वर्षे कार्बन साठवतात.
कार्बन अधिक काळासाठी साठवण्यासाठी जमिनीत बारीक चिरलेले सिलिकेट टाकून कार्बोनेट बनवण्याच्या प्रक्रियेला गती देण्याच्या मार्गांवर शास्त्रज्ञ काम करत आहेत.
3. डायरेक्ट एअर कॅप्चर (डीएसी) आणि स्टोरेज
हा दृष्टीकोन पातळ हवेतून वायू मिळविण्यासाठी रसायने किंवा घन पदार्थांचा वापर करतो, नंतर, BECCS च्या बाबतीत, ते जमिनीखाली दीर्घकाळापर्यंत किंवा दीर्घकाळ टिकणाऱ्या सामग्रीमध्ये साठवले जाते.
ही एक अशी पद्धत आहे, ज्याद्वारे प्रगत तंत्रज्ञानाच्या संयंत्रांचा वापर करून थेट हवेतून कार्बन शोषला जातो. असे आढळून आले आहे की, सैद्धांतिकदृष्ट्या थेट हवा शोषण (डायरेक्ट एअर कॅप्चर) संयंत्रांपेक्षा हजार पटीने अधिक कार्यक्षमतेने हवेतून CO2 काढून टाकू शकते.
ही प्रक्रिया आधीच समुद्राच्या पृष्ठभागाच्या खाली असलेल्या पाणबुड्यांमध्ये आणि त्याच्या वरच्या अंतराळ वाहनांमध्ये वापरली जाते. तथापि, ही प्रक्रिया ऊर्जा-केंद्रित आणि महाग आहे, प्रति टन कार्बन काढून टाकलेल्या $500-$800 पर्यंत.
डायरेक्ट एअर कॅप्चर सारखी तंत्रे प्रभावी असू शकतात, तरीही मोठ्या प्रमाणावर अंमलबजावणी करण्यासाठी ते खूप महाग आहेत.
अॅरिझोना स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या लॅकनरमधील कार्बन-सिक्वेस्टरिंग कंटेनर्स, स्वित्झर्लंडमध्ये क्लाइमवर्क्सच्या नुकत्याच उघडलेल्या कार्बन-ट्रॅपिंग सुविधेसारख्या इतर प्रकल्पांसह त्याची उदाहरणे आहेत.
4. गवताळ प्रदेशात जप्ती
जंगलांना सामान्यतः महत्त्वाचे कार्बन सिंक म्हणून श्रेय दिले जाते, तर गवताळ प्रदेश देखील अधिक कार्बन भूमिगत करू शकतात आणि जेव्हा ते जळतात तेव्हा कार्बन पाने आणि वृक्षाच्छादित बायोमास ऐवजी मुळे आणि मातीमध्ये स्थिर राहतो.
जलद वणवा आणि जंगलतोडीमुळे जंगलांवर परिणाम होत असल्याने गवताळ प्रदेश आणि पर्वतीय प्रदेश हे जंगलांपेक्षा कार्बन साठवण्याचे अधिक विश्वसनीय क्षेत्र आहेत.
तथापि, जंगलांमध्ये गवताळ प्रदेशांपेक्षा जास्त कार्बन साठवण्याची क्षमता आहे, परंतु हवामान बदलामुळे अस्थिर परिस्थितीत, गवताळ प्रदेश अधिक लवचिक असू शकतात.
5. वेटलँड जप्ती
सर्व वनस्पतींप्रमाणे, आर्द्र प्रदेशातील वनस्पती कार्बन डायऑक्साइडच्या रूपात हवेतून कार्बन घेतात आणि ते कार्बन बायोमासमध्ये साठवतात. त्यांना महत्त्वाची नैसर्गिक संपत्ती म्हणून ओळखले जाते, जे वातावरणातील कार्बन घेण्यास सक्षम आहे आणि दीर्घकालीन संचयन सुलभ करण्यासाठी त्यानंतरच्या कार्बनचे नुकसान प्रतिबंधित करते.
ते जाणूनबुजून हवामानातील बदल कमी करण्यासाठी नैसर्गिक उपाय प्रदान करण्यासाठी तसेच जमिनीच्या वापरातील विविध बदल आणि नैसर्गिक चालकांमुळे ओलसर जमिनीचे थेट नुकसान भरून काढण्यात मदत करण्यासाठी व्यवस्थापित केले जाऊ शकते. शिवाय, कुजून रुपांतर झालेले वनस्पतिजन्य पदार्थ (सरपणासाठी याचा वापर होतो) सारख्या पाणथळ प्रदेश जंगल किंवा शेतजमिनीपेक्षा प्रति हेक्टर कार्बनची उच्च घनता असलेले कार्बन घेतात.
6. महासागर कार्बन जप्ती
जलीय पर्यावरण आणि मोठे जलाशय हे देखील CO2 चे उत्तम शोषक आहेत . महासागर दरवर्षी मानवी क्रियाकलापांमुळे उत्सर्जित होणाऱ्या कार्बन डायऑक्साइडपैकी सुमारे २५ टक्के वातावरणातून शोषून घेतात.
कार्बन महासागरात दोन्ही दिशांना जातो. जेव्हा कार्बन डाय ऑक्साईड समुद्रातून वातावरणात सोडला जातो तेव्हा ते तयार करते ज्याला सकारात्मक वातावरणीय प्रवाह म्हणतात. नकारात्मक प्रवाह म्हणजे कार्बन डायऑक्साइड शोषून घेणारा समुद्र. या फ्लक्सेसचा इनहेल आणि उच्छवास म्हणून विचार करा, जिथे या विरुद्ध दिशांचा निव्वळ परिणाम एकूण परिणाम निर्धारित करतो.
महासागराचे थंड आणि पोषक तत्वांनी समृद्ध भाग उष्ण भागांपेक्षा जास्त कार्बन डायऑक्साइड शोषून घेऊ शकतात. त्यामुळे, ध्रुवीय प्रदेश सामान्यतः कार्बन सिंक म्हणून काम करतात. २०२१ पर्यंत, जागतिक महासागराचा बराचसा भाग कार्बन डायऑक्साइडचा एक मोठा सिंक बनेल अशी अपेक्षा आहे. हा कार्बन प्रामुख्याने महासागराच्या वरच्या थरांमध्ये साठलेला असतो. तथापि, अतिरिक्त कार्बनमुळे पाणी आम्लधर्मी होऊ शकते, ज्यामुळे पाण्याखालील जैवविविधतेला धोका निर्माण होतो.
7. कार्बन कॅप्चर आणि स्टोरेज (CCS) पॉवर प्लांट
CCS मध्ये वीज निर्मिती किंवा सिमेंट वा पोलाद निर्मितीसारख्या औद्योगिक कार्यातून निर्माण होणारा कार्बन डायऑक्साइड पकडला जातो. त्यानंतर हा CO2 संकुचित करून जमिनीखालील खोल सुविधा केंद्रांमध्ये नेला जातो, जिथे तो कायमस्वरूपी साठवणुकीसाठी खडकांच्या थरांमध्ये इंजेक्ट केला जातो.
8. इंजिनियर केलेले रेणू
शास्त्रज्ञ अभियांत्रिकी रेणू आहेत जे हवेतून कार्बन डायऑक्साइड सुरक्षित आणि कॅप्चर करण्यास सक्षम नवीन प्रकारचे संयुगे तयार करून आकार बदलू शकतात.
इंजिनियर केलेले रेणू फिल्टर म्हणून काम करतात, फक्त ते शोधण्यासाठी इंजिनियर केलेले घटक आकर्षित करतात. सराव मध्ये, हे वातावरणातील कार्बन कमी करताना कच्चा माल तयार करण्याचा एक कार्यक्षम मार्ग सादर करू शकतो.
9. भूगर्भीय कार्बन जप्ती
ही प्रक्रिया भूगर्भीय भूगर्भीय रचनांमध्ये, जसे की खडकांमध्ये कार्बन डाय ऑक्साईड साठवण्याशी संबंधित आहे.
कार्बन डायऑक्साइड कार्बन डायऑक्साइडच्या औद्योगिक स्रोत जसे की स्टील किंवा सिमेंट उत्पादन कंपन्या किंवा ऊर्जा-संबंधित स्त्रोत जसे की पॉवर प्लांट किंवा नैसर्गिक वायू प्रक्रिया सुविधांमधून कॅप्चर केले जाते, जे नंतर दीर्घकालीन साठवणासाठी सच्छिद्र खडकांमध्ये इंजेक्ट केले जाते.
असा कार्बन कॅप्चर आणि स्टोरेज जीवाश्म इंधनाचा वापर करण्यास परवानगी देतो जोपर्यंत दुसरा ऊर्जा स्त्रोत मोठ्या प्रमाणावर सादर केला जात नाही.
10. औद्योगिक कार्बन जप्ती
हा कार्बन जप्तीचा व्यापकपणे स्वीकारलेला आणि कार्यक्षम प्रकार असू शकत नाही, परंतु काही उद्योगांमध्ये त्याचा वापर केला जाऊ शकतो. ते पॉवर प्लांटमधून तीन प्रकारे कार्बन कॅप्चर करतात, ज्वलनपूर्व, ज्वलनानंतर आणि ऑक्सीइंधन.
इंधन जाळण्यापूर्वी पॉवर प्लांटमधील कार्बन कॅप्चर करण्याशी प्री-कम्बशन डील करतो. कोळसा जाळण्यापूर्वी त्यातील कार्बन काढून टाकणे हा यामागचा उद्देश आहे.
ज्वलनानंतर, इंधन जाळल्यानंतर पॉवर स्टेशनच्या आउटपुटमधून कार्बन काढून टाकला जातो. याचा अर्थ कचरा वायू कॅप्चर केले जातात आणि त्यांचा कार्बन डाय ऑक्साईड धुराच्या ढिगाऱ्यांवर जाण्यापूर्वी ते स्वच्छ घासले जातात. हे अमोनियामधून वायू पास करून साध्य केले जाते, जे नंतर वाफेने स्वच्छ उडवले जाते, कार्बन डायऑक्साइड संचयनासाठी सोडते.
ऑक्सिइंधन किंवा ऑक्सि-ज्वलन इंधन जळत असताना, ते अधिक ऑक्सिजन घेते आणि परिणामी तयार होणारे सर्व वायू साठवतात. कार्बन डाय ऑक्साईडला इतर कचरा वायूंपासून परिश्रमपूर्वक वेगळे करण्याऐवजी, प्रक्रिया स्मोकस्टॅक्समधून संपूर्ण आउटपुट अडकवते आणि ते सर्व साठवते.
एक्झॉस्ट शुद्ध करण्यासाठी भट्टीत शुद्ध ऑक्सिजन फुंकला जातो, त्यामुळे इंधन पूर्णपणे जळते, तुलनेने शुद्ध वाफ आणि कार्बन डायऑक्साइड वायू तयार होते.
एकदा वाफेला थंड करून आणि संक्षेपण करून काढून टाकल्यानंतर, ते पाण्यात बनवल्यानंतर, कार्बन डायऑक्साइड सुरक्षितपणे साठवता येतो.
निष्कर्ष
या लेखाचा निष्कर्ष काढण्यासाठी, या विविध प्रकारांद्वारे कार्बन जप्तीमुळे पर्यावरणीय स्थिरतेला अनुकूलता मिळाली आहे कारण पर्यावरणात दैनंदिन कार्बन-उत्पादक क्रियाकलाप मुख्यतः मानवी क्रियाकलापांमुळे होतात.
त्यामुळे पर्यावरणाचे रक्षण आणि टिकाव धरण्यासाठी या पद्धती आणि कार्बन जप्त करण्याच्या प्रकारांची विनंती करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.