Cement, järn och stål, och kemikalier står för cirka 20 procent av de globala CO2-utsläppen. Utsläppen från dessa industrier är notoriskt svåra att minska eftersom, förutom utsläpp i samband med energianvändning, en betydande del av industriutsläppen kommer från själva processen. På bilden här är en stålverk i Pennsylvania. Kredit:christine592/Flickr
En avgörande utmaning för att uppfylla Parisavtalets långsiktiga mål att hålla den globala uppvärmningen väl under 2 grader Celsius är att kraftigt minska koldioxiden (CO) 2 ) och andra utsläpp av växthusgaser som genereras av de mest energikrävande industrier. Enligt en färsk rapport från International Energy Agency, dessa industrier – cement, järn och stål, kemikalier - står för cirka 20 procent av det globala koldioxidutsläppet 2 utsläpp. Utsläppen från dessa industrier är notoriskt svåra att minska eftersom, förutom utsläpp i samband med energianvändning, en betydande del av industriutsläppen kommer från själva processen.
Till exempel, inom cementindustrin, ungefär hälften av utsläppen kommer från nedbrytning av kalksten till kalk och CO 2 . Medan en övergång till energikällor utan koldioxid som sol- eller vinddriven el kan sänka CO 2 utsläpp i kraftsektorn, det finns inga lätta substitut för utsläppsintensiva industriella processer.
Ange industriell kolfångst och lagring (CCS). Denna teknik, som utvinner koldioxidutsläpp från punktkällor och binder dem under jorden, har potential att ta bort upp till 90–99 procent av CO 2 utsläpp från en industrianläggning, inklusive både energirelaterade och processutsläpp. Och det ställer frågan:Kanske CCS ensam möjliggör att industrier som är svåra att minska kan fortsätta att växa samtidigt som nästan alla CO 2 utsläpp de genererar från atmosfären?
Svaret är ett otvetydigt ja i en ny studie i tidskriften Tillämpad energi medförfattare av forskare vid MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change, MIT Energy Initiative, och ExxonMobil.
Genom att använda en förbättrad version av MIT Economic Projection and Policy Analysis (EPPA)-modellen som representerar olika industriella CCS-teknikval – och förutsatt att CCS är det enda alternativet för minskning av växthusgasutsläpp som är tillgängligt för svårbekämpade industrier – bedömer studien den långa - långsiktiga ekonomiska och miljömässiga effekter av CCS-utbyggnad under en klimatpolitik som syftar till att begränsa ökningen av den genomsnittliga globala yttemperaturen till 2 grader Celsius över förindustriella nivåer.
Forskarna finner att frånvarande industriell CCS -distribution, de globala kostnaderna för att implementera 2 grader Celsius-policyn är högre med 12 procent år 2075 och 71 procent år 2100, i förhållande till försäkringskostnaderna med CCS. De drar slutsatsen att industriellt CCS möjliggör fortsatt tillväxt i produktion och konsumtion av energiintensiva varor från svårindustrin, tillsammans med dramatiska minskningar av CO 2 utsläpp de genererar. Deras prognoser visar att när industriellt CCS vinner dragkraft i mitten av århundradet, denna tillväxt sker globalt såväl som inom geografiska regioner (främst i Kina, Europa, och USA) och cementen, järn och stål, och kemiska sektorer.
"Eftersom det kan möjliggöra djupa minskningar av industriella utsläpp, industriell CCS är ett viktigt begränsningsalternativ för ett framgångsrikt genomförande av politik som är anpassad till Parisavtalets långsiktiga klimatmål, "säger Sergey Paltsev, studiens huvudförfattare och biträdande chef för MIT Joint Program och senior forskare vid MIT Energy Initiative. "När tekniken går framåt, vårt modelleringsmetod erbjuder beslutsfattare en väg för att projicera distributionen av industriellt CCS i branscher och regioner. "
Men sådana framsteg kommer inte att ske utan betydande, löpande finansiering.
"Hållbart statligt politiskt stöd under årtionden kommer att behövas om CCS ska förverkliga sin potential att främja tillväxten av energikrävande industrier och ett stabilt klimat, säger Howard Herzog, en medförfattare till studien och senior forskningsingenjör vid MIT Energy Initiative.
Forskarna finner också att avancerade CCS -alternativ som kryogen kolavskiljning (CCC), i vilken extraherad CO 2 kyls till fast form med mycket mindre energi än konventionell kol- och gaseldad CCS-teknik, kan hjälpa till att utöka användningen av CCS i industriella miljöer genom ytterligare produktionskostnader och minskade utsläpp.
Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.
