Fler människor än någonsin är mycket medvetna om att stigande halter av koldioxid (CO₂) i atmosfären påskyndar klimatförändringarna och den globala uppvärmningen. Och ändå har livsmedelstillverkare utfärdat skarpa varningar om att de nästan har slut på gasen, som används i många produkter från öl till smulor. Den uppenbara frågan är:varför kan vi inte bara fånga upp överskottet av CO₂ från atmosfären och använda det?

Det är faktiskt möjligt att ta CO₂ från atmosfären med en process som kallas direkt luftinfångning. Verkligen, det finns ett antal företag över hela världen, inklusive en i Schweiz och en annan i Kanada, som redan kan genomföra denna process. I teorin, det kan förvandla ett problem till en värdefull resurs, särskilt i utvecklingsländer med lite annan naturrikedom.

Problemet är kostnaden. Medan mängden CO₂ i luften skadar klimatet, relativt sett finns det så få CO₂-molekyler i luften att det är väldigt dyrt att suga ut dem. Men det kan finnas andra lösningar som kan bidra till att minska koldioxidutsläppen och tillhandahålla en ny källa till CO₂ för industrin.

Allt handlar om koncentration och energiförbrukning. Mängden CO₂ i luften (som till största delen består av kväve och syre) är cirka 400 ppm eller 0,04%. Om vi ​​skulle representera ett prov av molekyler från luften som en påse med 5, 000 bollar, bara två av dem skulle vara CO₂. Att dra ut dem ur påsen skulle vara mycket svårt.

Vi kan fånga CO₂ med hjälp av vad som kallas ett sorbentmaterial som antingen fysiskt interagerar eller binder med gasen på molekylär nivå. För att fånga upp en livskraftig mängd CO₂ från luften, vi skulle behöva komprimera enorma mängder för att passera det genom sorbenten, något som skulle kräva mycket energi.

Avgaserna från kraftverk är en mer koncentrerad källa till CO₂ (och en källa som står för så mycket av våra totala koldioxidutsläpp). Carbon XPRIZE, en tävling för att uppmuntra utvecklingen av teknik för avskiljning och användning av koldioxid, har identifierat tio finalister som fokuserar på att fånga upp CO₂ från kraftverk snarare än atmosfären.

Men medan den typiska CO₂-koncentrationen på cirka 10 % (600 bollar av 5, 000) i kraftverksavgaserna är mycket större än luftens, att fånga upp CO₂ skulle fortfarande vara ett kostsamt sätt att rena gasen med hjälp av nuvarande teknik. Du måste också ta bort vattenångan i avgasröret, vilket skulle kräva mer energi.

Bättre källor

När det blir viktigare att minska koncentrationen av CO₂ i atmosfären, eller om du behövde producera gasen på avlägsna platser med stora förnybara energikällor, direkt luftinfångning kan bli en användbar teknik. Men för närvarande finns det CO₂-källor som är mer koncentrerade och så billigare att utnyttja.

Till exempel, destillerier och bryggerier producerar gasen som en avfallsprodukt med hög renhet (över 99,5%) när allt vatten har avlägsnats. Cementverk, stålverk och andra processindustrier har också relativt höga CO₂-koncentrationer. Att bygga mindre anläggningar som bara fångar upp CO₂ från enskilda fabriker och anläggningar skulle vara ett billigare sätt att skapa en ny gaskälla. De kan också visa sig vara en bra investering i anläggningar som behöver sin egen försörjning av CO₂ för att utföra sina processer.

Den nuvarande CO₂-bristen påverkar främst livsmedels- och dryckesindustrin. Men vi börjar också se en större push för att använda CO₂ i andra industrier som ett sätt att skapa en marknad för ett ämne som annars är en restprodukt som bidrar till farliga klimatförändringar. Du kan nu köpa kemikalier och byggmaterial som startade livet som CO₂-molekyler istället för fossila bränslen, till exempel, inklusive mineralaggregat som faktiskt fångar upp mer kol än vad som används för att producera dem.

När fler av dessa tekniker för CO₂-utnyttjande dyker upp, efterfrågan på gasen kommer att öka och likaså behovet av mer lokaliserad produktion. Framtiden handlar om att förvandla ett avfall till en vara.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.