user: 탄소 포집 및 저장이 뭐야?

gpt: **탄소 포집 및 저장** 또는 **탄소 포집 및 격리** 또는 **탄소 제어 및 격리**는 화석 연료 발전소와 같은 대규모 지점 원천에서 이산화탄소를 포집하여 저장고로 이송하는 과정이고 현장에 침투하여 대기에 침투하지 않는 곳, 일반적으로 지하 지질 형성에 사용된다. 그 목적은 다량의 CO2가 대기 중으로 방출되는 것을 방지하는 것이다. . 이것은 지구 온난화와 해양 산성화에 화석 연료 배출의 기여를 경감시키는 잠재적인 수단이다. CO2가 석유 회수의 향상을 포함한 다양한 목적을 위해 수십 년 동안 지질 형성으로 주입되었지만 CO2의 장기 저장은 상대적으로 새로운 개념이다. 처음의 상업적 사례는 2000년 Weyburn-Midale Carbon Dioxide Project였다. 또 다른 예로는 SaskPower의 이 있다. 'CCS'는 기후 공학 기술로서 주변 대기에서 이산화탄소를 제거하는 기술을 나타낼 때도 사용할 수 있다.

통합된 소규모 실험용 CCS발전소는 기술적 실행가능성 및 경제적 효율성을 테스트하기 위해 유틸리티 Vattenfall에 의해 운영되는 Schwarze Pumpe 동부 독일 발전소에서 2008년 9월에 가동되기 시작했다. 현대의 전통적인 발전소에 적용된 CCS는 CCS가없는 공장에 비교하여 대기로의 CO2 배출량을 약 80-90 %까지 줄일 수 있다. IPCC는 CCS의 경제적 잠재력이 2100년까지 총 탄소 저감 노력의 10%에서 55% 사이가 될 수 있다고 추정했다.

이산화탄소는 흡착 , 막 가스 분리 또는 흡착 기술을 사용하여 공기 또는 화석 연료 발전소 연도 가스에서 포집할 수 있다. 아민은 선도적인 탄소 스크러빙 기술이다. CO2를 포집하고 압축하면 석탄 연소 CCS 발전소의 에너지 요구량이 25-40% 증가할 수 있다. 이러한 시스템 비용과 기타 시스템 비용은 화석 연료 발전소에 대해 21-91% 생산되는 와트 시간당 에너지 비용을 증가시키는 것으로 추정된다. 이 기술을 기존의 공장에 적용하는 것은 더 많은 비용이 들고, 특히 격리 구역과 멀리 떨어져있는 경우 더 그렇다. 2005년 산업 보고서에 따르면 성공적인 연구, 개발 및 배치로 2025년에 격리된 석탄 기반 발전은 오늘날 그렇지 않은 석탄 발전보다 비용이 적을 수 있다고 한다.

이산화탄소는 깊은 지질 형성 또는 광물 탄산염 형태로 저장된다. 심해 저장은 현재 해양 산성화의 관련된 효과로 인해 불가능하다. 지질 형성은 현재 가장 유망한 격리 장소로 여겨진다. 국가 에너지 기술 연구소는 북미 지역의 현재 생산 속도에서 900년 이상의 가치의 이산화탄소를 충분한 저장 용량 보유하고 있다고 보고했다. 일반적인 문제는 잠수함 또는 지하 저장 보안에 대한 장기간의 예측이 매우 어렵고 불확실하며, CO2가 대기로 누출 될 위험이 여전히 존재한다는 것이다.

user: 격리에 대해서도 설명해 주세요.

gpt: 를 바다에 저장할 수 있다고 제안되었지만, 이는 해양의 산성화를 악화시킬 것이며 런던 협약 및 OSPAR 협약에 따라 불법이 되었다. 해양 저장은 더 이상 실행 가능하지 않은 것으로 간주된다.

## 지질 저장
지질 격리라고도 하는 이 방법은, 일반적으로 초임계 형태의 이산화탄소를 지하 지질에 직접 주입하는 방법이다. 유전, 가스전, 식염수 지층, 채광할 수 없는 석탄층, 식염수로 채워진 현무암 지층이 저장 장소로 제안되었다. 다양한 물리적 특징 및 지구-화학적 포획 메커니즘은 표면으로의  노출을 막는다.

격리의 이점이 일부 무효화된다.

식염수 형태는 고도로 광물화 된 염수가 포함되어 있으며 지금까지 인간에게 유익하지 않은 것으로 간주되어 왔다. 식염수 대수층은 몇 가지 화학 폐기물 저장에 사용되었다. 식염수 대수층의 주요한 이점은 잠재적 저장 부피가 크고 자연적으로 발생한다는 점이다. 식염수 대수층의 주요한 단점은 특히 유전에 비하여 알려진 것이 거의 없다는 것이다. 수용 가능한 양을 알아내기 위한 지구-물리학적 조사가 제안되어 있어 대수층 구조에 대한 불확실성이 크다. 유전이나 석탄층 저장과 달리 어떠한 부산물도 저장 비용을 상쇄하지 않는다. 구조적 트래핑, 잔류 트래핑, 용해도 트래핑 및 미네랄 트래핑과 같은 트래핑 메커니즘은 를 지하에 고정시키고 누출 위험을 감소시킨다.

### 향상된 석유 회수
향상된 석유 회수 기술로 이산화탄소를 유전에 주입하는 경우가 많지만, 석유를 태울 때 이산화탄소가 방출되기 때문에 탄소 중립 과정이 아니다.

## 이산화탄소 분해 조류 및 박테리아
지구-화학적 주입의 대안은 이산화탄소 분해 능력을 갖춘 조류나 박테리아가 있는 용기에 이산화탄소를 저장하는 것이다. 이론적 이산화탄소 저장 용기 안에 이산화탄소 대사 박테리아인 Clostridium thermocellum을 이용하는 것이 이상적일 것이다. 이 박테리아를 이용하면 이론적 이산화탄소 저장 용기의 과압을 방지할 수 있다.

## 광물 저장
이 과정에서, 는 이용 가능한 산화물과 발열반응을 일으켜 안정적인 탄산염을 생성한다. 이 과정은 수년에 걸쳐서 자연적으로 발생하며 많은 양의 표면 석회암을 생성한다. 감람석을 사용하는 아이디어는 지구-화학자 Olaf Schuiling에 의하여 추진되었다. 반응 속도는 촉매를 사용하거나 높은 온도 및 압력에서 반응하거나 미네랄 전처리를 통하여 빠르게 할 수 있지만, 이 방법은 추가적인 에너지가 필요할 수 있다. IPCC는 광물 저장을 이용하는 CCS발전소는 CCS를 사용하지 않는 발전소보다 60-180%의 에너지가 더 필요하다고 추정한다.

규모에 따른 광물 탄화의 경제성은 호주, Newcastle에 있는 세계 최초의 Pilot plant 프로젝트에서 시험되고 있다. 광물 활성과 반응을 위한 기술은 GreenMag 그룹과 Newcastle 대학교에서 개발되었으며, 호주 정부 및 New South Wales의 자금 지원으로 2013년까지 운영된다.

2009년, 과학자들은 미국에서 미국의 500년 분량의 이산화탄소를 저장하는데 사용할 수 있는 6000평방 마일(16,000다음 표는 지각의 주요 금속 산화물을 나열한 표이다. 이론적으로 이 광물들 질량의 22퍼센트가 탄산염을 형성할 수 있다.
Ultramafic 광미는 광산산업에서 온실 가스를 줄이기 위한 인공 탄소 흡수원 역할을 할 수 있는 미세입자 금속 산화물의 공급원이다. 미네랄 탄산화를 통한 수동적  격리 가속화는 미네랄 용해 및 탄산염 침전을 향상시키는 미생물 공정을 통하여 이룰 수 있다.

## 에너지 요건
탄소 저장을 열 발전에 사용할 경우 전기 비용에 $0.18/kWh를 추가되며 재생에너지에 비하여 수익성 및 경쟁 우위에 도달하지 못하게 한다.