مزارع بادی فراساحلی می توانند در ذخیره کربن نقش داشته باشند
دیوید گلدبرگ، استاد محقق در لامونت در دانشگاه کلمبیا است. این داستان در ابتدا در تاریخ ارائه شد گفتگو.
در سواحل ماساچوست و نیویورک، توسعه دهندگان در حال آماده شدن برای ساختن اولین مزرعه بادی فراساحلی مورد تایید فدرال در ایالات متحده هستند - 74 توربین که می تواند انرژی 470000 خانه را تامین کند. بیش از ده ها پروژه بادی فراساحلی دیگر در انتظار تایید در سواحل شرقی هستند.
تا سال 2030، هدف دولت بایدن این است که 30 گیگاوات انرژی بادی در دریا داشته باشد که برای تامین برق بیش از 10 میلیون خانه کافی است.
جایگزینی انرژی سوخت فسیلی با انرژی پاک، مانند انرژی باد، برای جلوگیری از اثرات بد تغییرات آب و هوایی ضروری است. اما این انتقال به اندازه کافی سریع اتفاق نمی افتد که گرمایش جهانی را متوقف کند. فعالیت‌های انسانی به قدری دی اکسید کربن را به اتمسفر پمپاژ کرده است که ما نیز باید دی اکسید کربن را از هوا حذف کرده و آن را برای همیشه در آن قفل کنیم.
مزارع بادی فراساحلی موقعیت منحصر به فردی دارند که هر دو را انجام دهند - و در هزینه ها صرفه جویی کنند.
به عنوان یک ژئوفیزیک دریایی، پتانسیل جفت کردن توربین‌های بادی را با فناوری کشف کردم که دی اکسید کربن را مستقیماً از هوا گرفته و در مخازن طبیعی زیر اقیانوس ذخیره می‌کند. روی هم رفته، این فناوری‌ها می‌توانند هزینه‌های انرژی برای جذب کربن را کاهش دهند و نیاز به خطوط لوله خشکی را به حداقل برسانند و اثرات زیست‌محیطی را کاهش دهند.
جذب CO2 از هوا
چندین گروه تحقیقاتی و استارت آپ های فناوری در حال آزمایش دستگاه های جذب مستقیم هوا هستند که می توانند دی اکسید کربن را مستقیماً از جو بیرون بکشند. این فناوری کار می کند، اما پروژه های اولیه هنوز گران و انرژی بر هستند.
سیستم ها از فیلترها یا محلول های مایع استفاده می کنند که CO را جذب می کنند2 از هوایی که در میان آنها پراکنده شده است. پس از پر شدن فیلترها، برای آزادسازی دی اکسید کربن و شروع مجدد چرخه جذب، به برق و گرما نیاز است.
برای اینکه فرآیند به انتشار خالص منفی برسد، منبع انرژی باید بدون کربن باشد.
بزرگترین کارخانه جذب مستقیم هوای فعال جهان که امروزه فعال است، این کار را با استفاده از گرمای هدر رفته و انرژی های تجدیدپذیر انجام می دهد. کارخانه در ایسلند سپس دی اکسید کربن جذب شده خود را به سنگ بازالت پایینی پمپ می کند، جایی که CO2 با بازالت واکنش می دهد و کلسیفیه می شود و تبدیل به یک ماده معدنی جامد می شود.
فرآیند مشابهی را می توان با توربین های بادی فراساحلی ایجاد کرد.
اگر سیستم‌های جذب مستقیم هوا همراه با توربین‌های بادی فراساحلی ساخته می‌شدند، منبعی فوری از انرژی پاک از انرژی اضافی باد خواهند داشت و می‌توانستند دی اکسید کربن جذب‌شده را مستقیماً به ذخیره‌سازی زیر بستر دریا ببرند و نیاز به سیستم‌های خط لوله گسترده را کاهش دهند.
محققان در حال حاضر در حال مطالعه نحوه عملکرد این سیستم ها در شرایط دریایی هستند. جذب مستقیم هوا به تازگی شروع به استقرار در خشکی کرده است و احتمالاً این فناوری برای محیط خشن اقیانوس باید اصلاح شود. اما برنامه‌ریزی باید از هم اکنون آغاز شود تا پروژه‌های بادی برای استفاده از مکان‌های ذخیره‌سازی کربن در موقعیتی قرار گیرند و به گونه‌ای طراحی شوند که بتوان پلتفرم‌ها، زیرساخت‌های زیرآبی و شبکه‌های کابلی را به اشتراک گذاشت.
در مواقعی که نیاز نیست از انرژی اضافی باد استفاده کنید
طبیعتاً انرژی باد دوره ای است. تقاضای انرژی نیز متفاوت است. زمانی که باد بتواند انرژی بیشتری از حد نیاز تولید کند، تولید محدود می شود و برق قابل استفاده از بین می رود.
در عوض، می توان از این قدرت استفاده نشده برای حذف کربن از هوا و قفل استفاده کرد.
به عنوان مثال، هدف ایالت نیویورک این است که تا سال 2035، 9 گیگاوات انرژی بادی دریایی داشته باشد. انتظار می رود این 9 گیگاوات، 27.5 تراوات ساعت برق در سال تامین کند.
بر اساس نرخ تاریخی کنترل باد در ایالات متحده، با گسترش مزارع بادی فراساحلی برای دستیابی به این هدف، می توان بیش از 825 مگاوات ساعت برق در سال انتظار داشت. با فرض اینکه راندمان جذب مستقیم هوا همچنان بهبود می یابد و به اهداف تجاری می رسد، این انرژی مازاد می تواند برای جذب و ذخیره بیش از 0.5 میلیون تن CO استفاده شود.2 در سال.
این در صورتی است که سیستم فقط از انرژی اضافی استفاده کند که هدر می رود. اگر از انرژی باد بیشتری استفاده کند، پتانسیل آن برای جذب و ذخیره کربن افزایش می یابد.
هیئت بین‌دولتی تغییرات آب و هوا پیش‌بینی می‌کند که 100 تا 1000 گیگاتن دی‌اکسید کربن باید طی قرن‌ها از جو حذف شود تا گرمایش جهانی کمتر از 1.5 درجه سانتی‌گراد (2.7 فارنهایت) نسبت به سطوح پیش از صنعتی شدن باشد.
محققان تخمین زده اند که سازندهای زمین شناسی زیر آب در نزدیکی بادهای دریایی که در سواحل شرقی ایالات متحده برنامه ریزی شده اند، ظرفیت ذخیره بیش از 500 گیگاتن CO را دارند.2. سنگ‌های بازالت احتمالاً در مجموعه‌ای از حوضه‌های مدفون در این منطقه وجود دارند که ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتری را اضافه می‌کند و اجازه می‌دهد تا CO2 با بازالت واکنش داده و در طول زمان سخت شود، اگرچه مطالعات ژئوتکنیکی هنوز این ذخایر را آزمایش نکرده است.
برنامه ریزی همزمان باعث صرفه جویی در زمان و هزینه می شود
مزارع بادی جدید ساخته شده با جذب مستقیم هوا می توانند انرژی تجدیدپذیر را به شبکه تامین کنند و انرژی مازاد را برای جذب و ذخیره کربن فراهم کنند و این سرمایه گذاری عظیم را برای منافع مستقیم آب و هوا بهینه کنند.
اما این نیاز به برنامه ریزی دارد که قبل از ساخت شروع می شود. راه اندازی بررسی های ژئوفیزیک دریایی، الزامات پایش محیطی و فرآیندهای تایید برای باد و ذخیره سازی با هم می تواند باعث صرفه جویی در زمان، جلوگیری از درگیری و بهبود مدیریت زیست محیطی شود.
[ad_2]