Att skapa en vara av kol kan hjälpa till att kickstarta dess avlägsnande från atmosfären. Kredit:Elevate på Unsplash/Shutterstock
Det är mycket lättare att undvika förbränning av fossila bränslen än att rensa upp koldioxid 2 utsläpp när de väl är i jordens atmosfär. Men världen har inte längre lyxen att välja på – drastiska utsläppsminskningar och snabba koldioxid 2 borttagning och lagring kommer båda att vara nödvändiga för att undvika de värsta effekterna av global uppvärmning.
Tänk om, istället för att slösa bort all den CO 2 , kan det förvandlas till något användbart? Det finns för närvarande få ekonomiska incitament för industrier som släpper ut koldioxid 2 att fånga det, än mindre att dra ner det direkt från atmosfären. Att identifiera värdefulla produkter och hur man gör dem kan kickstarta CO 2 avlägsnande i industriell skala, och hjälpa till att minska utsläppen i processen. I vår senaste tidning, vi försökte klargöra vilka dessa processer och produkter kan vara.
Vi övervägde processer som använder CO 2 fångas upp från industriella utsläpp, och även biologiska processer som direkt kan dra ner CO 2 från luften. Vi beräknade att mellan en och tio gigaton CO 2 skulle kunna utnyttjas per år till 2050, till kostnader på under 100 USD (77 £) per ton CO 2 . Människor släpper för närvarande ut 37 gigaton CO 2 ett år, och vi måste minska vår påverkan till nettonoll till omkring 2050. Vissa uppskattningar tyder på att detta kan innebära att man tar bort cirka tio gigaton koldioxid 2 ett år från 2050 och framåt. Några av dessa idéer för att använda CO 2 , om det implementeras på rätt sätt, skulle kunna spela en roll för att göra det mer ekonomiskt lönsamt.
Några idéer för att använda CO 2 kanske inte kommer från ritbordet. Men med rätt investering och incitament, andra kan gå från nischade forskningsprojekt till trovärdiga planer, och från småföretagens arbete till målet för hela branscher. Här är ett urval av hur en persons förorening kan bli en annans produkt.
1. Gör byggnader
Det finns flera sätt på vilka byggnader kan byggas med material gjorda av CO 2 . Det första är uppenbart:använd trä. Att odla och hållbart skörda träd för att bygga innebär att CO 2 tas från atmosfären, omvandlas till en värdefull kommersiell produkt, och lagras som kol i långlivade byggnader.
Det minskar också efterfrågan på cement, som står för 10-15 % av de globala utsläppen av växthusgaser genom sin produktion. Ny teknik, såsom korslaminerat trä eller acetylerat trä, gör detta utbyte allt enklare.
Det andra sättet är att använda och sedan lagra CO 2 i betongtillverkningsprocesser, genom härdning av cement eller vid tillverkning av andra ingredienser som ballast.
2. Skapa plastprodukter
CO 2 kan användas i polymerer för att göra hållbar plast för bilar och byggnader. Omkring 60 % av plasten har tillämpningar inom andra sektorer än förpackningar. Plast tillverkad av CO 2 skulle kunna ersätta plastprodukter tillverkade av fossila bränslen för dessa sektorer, särskilt eftersom de inte kräver giftiga eller smutsiga ingredienser som fosgener eller epoxider, och kan vara billigare att tillverka än fossilbränslebaserade material. Eftersom CO 2 molekylen är en stabil del av polymerens ryggrad, det kan lagras i dessa material så länge de håller.
Även om det kommer att vara förhållandevis lätt för bilar och tåg att genomgå elektrifiering, flygplan kommer fortfarande att behöva flytande bränslen med hög energitäthet ett tag. Kredit:Milosz Maslanka/Shutterstock
3. Gör bränsle eller gödningsmedel
CO 2 kan användas som råvara för många kemiska processer, med hundratals potentiella slutprodukter, inklusive kolvätebränslen och ureagödselmedel.
Bränsle tillverkade av CO 2 kan förekomma i form av metanol såväl som mer komplexa produkter som så kallade synfuels. Dessa bränslen kan ofta blandas eller flyttas med hjälp av befintlig infrastruktur som rör och tankbilar. Och även om CO 2 bränslen är för närvarande mycket dyra att tillverka, i framtiden kan de vara värdefulla inom nischer som flyg eller långväga sjöfart, som är svårare att koldioxidutlösa än tåg och bilar eftersom de behöver bränslen med högre energitäthet.
Om CO 2 produkten är ett bränsle eller ett gödningsmedel, kompaniet 2 hamnar tillbaka i atmosfären när den en gång använts. Medan två användningar av kolet är bättre än en, om kolatomen ursprungligen kom från ett fossilt bränsle, det är ingen långsiktig lösning. Att vara klimatneutral, kompaniet 2 råvara måste hämtas från luften - så CO 2 tas från atmosfären, gjort till bränsle, och sedan släpps tillbaka till atmosfären. Detta är för närvarande dyrt och tekniskt utmanande. Avgörande, den energi som krävs för denna process måste också vara förnybar.
4. Öka skörden
Det finns nya bevis för att en ökning av mängden kol i jordar också kan öka skördarna. Detta är en naturlig form av CO 2 utnyttjande som redan sker – forskare och bönder kan bara ge det en hjälpande hand. Ett särskilt lovande sätt är att använda biokol – växtmaterial som har omvandlats till en stabil form av organiskt kol via en process som kallas pyrolys. Biokol nedgrävt i jordar kan lagra kol på lång sikt och öka skördarna.
De allmänna fördelarna med att fylla på och behålla kol i jorden är väl etablerade, men att använda jord som ett lager av kol är utmanande eftersom det lätt störs.
5. Extrahera mer olja
kontraintuitivt, det är möjligt att både producera olja och lagra CO 2 . Det beror på att injicera CO 2 i en oljekälla ökar mängden olja som kan utvinnas - så kallad "CO 2 förbättrad oljeutvinning".
Det är faktiskt möjligt att driva brunnen så att mer CO 2 läggs i den än vad som släpps ut i processen att producera oljan och bränna den. Men politiska förändringar skulle behövas för att stimulera detta – oljebolag skulle inte göra det annars. Och det är en tillfällig fix. I en värld som helt har avkolerats, efterfrågan på fossil olja bör vara nära noll.
Ändå, detta kan vara ett kortsiktigt sätt att stimulera välbehövlig efterfrågan på CO 2 fånga, eftersom utsläpparna kunde sälja sitt avfall CO 2 till oljeproducenter.
Alla dessa alternativ för att använda CO 2 har potential, men för att de ska bli verklighet krävs en klar förståelse för de möjliga oavsiktliga konsekvenserna. Många kan vara misslyckanden, så det vore oklokt att förlita sig enbart på någon av dem, men istället, sprid satsningar brett.
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
