Penangkapan dan penyimpanan karbon

Penangkapan / pengawalan dan penyimpanan karbon (carbon capture / control and sequestration / storage, CCS) adalah proses menangkap sisa besar karbon dioksida () dari sumber utama seperti loji kuasa dijana bahan api fosil, mengangkut sisa tersebut ke tapak penyimpanan serta mengumpulnya dalam suatu bentuk yang tidak akan dilepaskan ke atmosfera, biasanya dalam bentuk muka bumi bawah tanah. Ia bertujuan mencegah pelepasan  ke atmosfera besar-besaran (hasil penjanaan tenaga dan industri lain daripada bahan api fosil). Ia merupakan suatu cara berpotensi mengurangkan hasil tindak balas lepasan bahan bakar fosil kepada pemanasan global dan pengasidan lautan.

Walaupun proses penyuntikan ini telah lama dilakukan selama beberapa dekad untuk pelbagai tujuan, termasuk meningkatkan pemulihan minyak, penyimpanan  secara jangka panjang merupakan suatu konsep yang agak baru. Projek seumpamanya yang pertama pada tahap komersial pertama ialah Projek Karbon Dioksida Weyburn-Midale pada tahun 2000.

Proses ini juga merujuk kepada penyingkiran  daripada atmosfera udara sebagai suatu teknologi kejuruteraan iklim.

Penangkapan 
 paling berkesan ditangkap pada sumber titiknya seperti kemudahan tenaga biojisim atau bahan api fosil, imdustri pengeluar banyak gas ini, pemprosesan gas ali, kilang baabhn api sintetik serta kilang penghasilan hidrogen berasaskan bahan api fosil. Pengekstrakan  dari udara sekeliling juga bisa dilakukan namun sukar dilaksanakan kerana ketepuan gas tersebut dalam atmosfera yang jauh lebih kurang.

Terdapat tiga jenis kaedah penangkapan karbon dioksida yang wujud:

 pasca-pembakaran (post combustion capture):  disingkirkan berikutan pembakaran bahan api fosil
 pra-pembakaran (pre-combustion): dipakai secara meluas dalam pembuatan baja, kimia, bahan api bergas (H2, CH4) dan penghasilan tenaga.
 pembakaran bahan api beroksigen (oxy-fuel combustion): bahan api dibakar dalam oksigen tulen sepenuhnya, bukannya udara biasa. Gas sampingan terhasil ini terdiri daripada karbon dioksida dan wap air, di mana komponen gas ini akan terkumpul melalui penyejatan lalu menhadilkan suatu aliran karbon dioksida yang dapat dialirkan ke dalam kawasan takungan untuk disimpan. Langkah pemisahan udara ini menggunankan tenaga yang banyak.

Pengangkutan 
Gas  ditangkap akan diangkut ke tempat penakungan yang sesuai, biasanya melalui laluan paip kerana kosnya yang murah.

Pengasingan 
Berbagai-bagai kaedah telah dicadangkan untuk peringkat penyimpanan kekal karbon dioksida ini yang melibatkan baik dalam bentuk gas disimpan dalam pelbagai bentuk muka bumi geologi (termasuk binaan garam dan lelah gas) mahupun secara pejal melalui tindak balas kimia bersama oksida besi untuk menghasilkan karbonat-karbonat stabil.

Geologi 
 kadangkalanya disuntik ke kawasan gali minyak untuk meningkatkan minyak pemulihan minyak; dikira sekitar 30 hingga 50 juta tan metrik  disuntik ke dalam tempat penggalian minyak di serata Amerika Syarikat setiap tahun. Pilihan ini dilihat menarik kerana adanya pengetahuan mengenai takungan sebegini serta pengimbangan kos sebahagiannya oleh penjualan minyak lebihan yang dibaikpulih daripada proses ini, walau bagimanapun pembakaran minyak lebihan ini akan menaikkan semula kadar  yang dilepaskan.

Bentuk galian 
Dalam proses ini,  bertindak balas secara eksotermik dengan oksida besi seterusnya menghasilkan karbonat stabil (contohnya kalsit, magnesit). Proses ini wujud dengan semulajadinya selama bertahun-tahun serta banyak menyumbang kepada pembentukan batu kapur di permukaan Bumi.Tindak balas ini  boleh dipercepatkan menggunakan pemangkin atau penyelarasan pada suhu atau tekanan yang lebih tinggi, meskipun kaedah ini boleh memerlukan tenaga yang lebih banyak. IPCC menganggarkan bahawa sebuah loji kuasa dilengkapi dengan teknologi CCS berasaskan penyimpanan galian memerlukan lebih 60-180% tenaga daripada sebuah loji kuasa tanpa CCS.

Kos
Meskipun kaedah yang didapati dalam proses penangkapan dan penyimpanan ini telah ditunjukkan dalam bidang industri, penggunapakaian dalam komersil langsung tiada; maka, kos yang ditanggung tidak dapat ditentukan secara pastinya. Ada anggaran yang diperolehi bahawa penangkapan dan penyimpanan karbon dioksida ialah sekitar US$60 per tan, yang bertepatam dengan kenaikan harga elektrik sebanyak USD0.06 per kW/j (berdasarkan jumlah lepasan loji kuasa arang batu sebanyak   per kWh) -  iaitu sebanyak dua kali ganda harga elektrik industri di Amerika Syarikat (kini sekitar 6c per kWh) lalu meningkatkan harga elektrik kediaman sebanyak 50% (anggaran sekiranya 100% datang daripada arang batu - sumber tenaga berbeza dari negeri ke negeri).

Kesan

Rujukan

Bacaan lanjut 
 
 
 
 

 
 , Imperial College Press,  
 GA Mansoori, N Enayati, LB Agyarko (2016), Energy: Sources, Utilization, Legislation, Sustainability, Illinois as Model State, World Sci. Pub. Co.,

Pautan luar 
 http://www.powerplantccs.com/ccs/cap/fut/alg/alg.html 
 2007 NETL Carbon Sequestration Atlas
 Scientific Facts on  Capture and Storage, a peer-reviewed summary of the IPCC Special Report on CCS.
 Carbon Capture: A Technology Assessment Congressional Research Service
 Carbon Sequestration News  
 "Burying Climate Change: Efforts Begin to Sequester Carbon Dioxide from Power Plants", Scientific American, September 22, 2009.
 National Assessment of Geologic Carbon Dioxide Storage Resources: Results Pemantauan Geologi Amerika Syarikat
 A Guide To Carbon Capture And Storage: Can carbon capture and storage save the climate from the consequences of fossil fuel burning?
 http://www.powerplantccs.com 
 Paving the Legal Path for Carbon Sequestration from Coal  2009 journal article on CCS legal questions.
  MIT Carbon Capture and Sequestration

Karbon dioksida