Prototypowy reaktor łączy mikroby, minerały i sztuczną inteligencję w celu usuwania CO2
Europa musi szybko podjąć działania w celu ograniczenia lub wyeliminowania emisji gazów cieplarnianych, zwłaszcza CO2. Jednak istniejąca technologia nie zawsze może zapobiec jego uwalnianiu. W przypadku źródeł zanieczyszczeń wynikających z wielu działań, takich jak transport, rolnictwo i zużycie energii w gospodarstwach domowych, wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCS) — obiecujące rozwiązanie w zakresie redukcji emisji CO2 — nie jest obecnie możliwe.
Potencjalny przełom w usuwaniu CO2
Tradycyjne rozwiązania CCS są ekonomicznie opłacalne tylko na bardzo dużą skalę, gdy scentralizowane wychwytywanie i geologiczne składowanie może uzasadnić wysokie koszty kapitałowe i transportowe. Finansowany ze środków UE projekt BAM(odnośnik otworzy się w nowym oknie) zajął się tą luką, badając technologię, która może działać niezależnie w wielu lokalnych lokalizacjach bez ogromnego zapotrzebowania na energię,a która jednocześnie trwale magazynuje CO2. Celem inicjatywy BAM było opracowanie nowatorskiej technologii, która wykorzystuje mikroby i inne żywe organizmy, aby pomóc skałom naturalnie absorbować i usuwać CO2 z powietrza bardziej efektywnie, najlepiej przy użyciu minerałów odpadowych. „W ten sposób zamierzaliśmy osiągnąć niskoenergetyczną sekwestrację dwutlenku węgla” — wyjaśnia Ivan Janssens, profesor na Uniwersytecie w Antwerpii w Belgii, który koordynował projekt. Kolejną korzyścią jest to, że proces ten wytwarza dodatek, który poprawia jakość gleby, jednocześnie usuwając z atmosfery więcej CO2 niż powstaje podczas jego produkcji i użytkowania, a także ciecz zapobiegającą zakwaszaniu gleby i wód oceanicznych. Oferuje rozwiązanie technologiczne dla wielu małych emiterów CO2 rozproszonych na dużym obszarze. „Ponieważ przewiduje się, że koszt emisji CO2 wzrośnie w nadchodzących dziesięcioleciach, rośnie zapotrzebowanie na elastyczne, modułowe techniki zdolne do skutecznego ograniczania emisji ze źródeł rozproszonych” — wyjaśnia Janssens. „Potrzebna jest zatem lokalnie instalowana technologia skutecznego usuwania CO2, niewymagająca inwestowania w infrastrukturę na dużą skalę”.
Całkowicie nowe podejście do technologii usuwania CO2
Projekt BAM wykazał, że wietrzenie krzemianowe — naturalny proces chemiczny, w którym skały z czasem pochłaniają CO2 z powietrza — można przyspieszyć w normalnych, codziennych warunkach reaktora. Kluczowym spostrzeżeniem wynikającym z tych prac było to, że kontrolowanie warunków, takich jak pH, przepływ i mieszanie, jest niezbędne do zapewnienia, że wychwyt CO2 jest nie tylko wydajny, ale także zrównoważony i trwały. Efekt ten miał większy wpływ niż pomoc zapewniona przez mikroby lub inne żywe organizmy. Główna innowacja koncentrowała się na opracowaniu hybrydowego geochemiczno-maszynowego modelu uczenia. Poprzez integrację danych z czujników w czasie rzeczywistym ten model automatycznie reguluje reaktor w celu uzyskania maksymalnej wydajności. W rezultacie pokonuje obecne ograniczenia. Polegają one głównie na tym, że CO2 lub reagenty napotykają trudności w przemieszczaniu się do miejsca, w którym zachodzą reakcje, a nowe powstałe minerały blokują powierzchnię lub zatrzymują materiały, co uniemożliwia kolejne reakcje.
Bliżej reaktora gotowego do wprowadzenia na rynek
Chociaż projekt BAM nie dostarczył jeszcze reaktora, który byłby dostępny na rynku, uzyskano znaczną wiedzę na temat tego, jak sprawić, by skały rozpadały się i reagowały znacznie szybciej, zużywając przy tym bardzo mało energii. „W przyszłości obecny prototyp reaktora może zostać rozbudowany o scentralizowany, w pełni zautomatyzowany system sterowania i monitorowania, który łączy czujniki i siłowniki do wymiany wody, nawadniania, mieszania i dozowania chelatorów, co pomaga w szybszym przebiegu reakcji, takich jak wietrzenie lub wychwyt CO2” — podsumowuje Janssens. „Dzięki temu ulepszeniu możliwa będzie nieprzerwana praca i generowanie wysokiej jakości danych do kalibracji i walidacji modelu hybrydowego”.
