دانلود مقاله خنثی سازی کربن توسط کانی سازی دی اکسید کربن در سنگدانه های بتن بازیافتی
چکیده
1. مقدمه
2. روش ها
3. نتایج
4. بحث
5. نتیجه گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Methods
3. Results
4. Discussion
5. Conclusions
Data availability
CRediT authorship contribution statement
Declaration of Competing Interest
Acknowledgements
References
چکیده
انرژی زیستی با جذب و ذخیره کربن (BECCS) یک راه حل حذف دی اکسید کربن (CDR) است که برای دستیابی به اهداف انتشار خالص کربن صفر ضروری است. در حالی که پتانسیل BECCS از گازهای گلخانه ای بزرگ اندازه گیری شده است، پتانسیل BECCS قطره چکان های کوچک، مانند تاسیسات بیوگاز، مورد بررسی قرار نگرفته است. علاوه بر این، بیشتر راه‌حل‌های BECCS به در دسترس بودن ظرفیت ذخیره‌سازی بزرگ زمین‌شناسی برای اجرای CDR در آینده تکیه می‌کنند، اگرچه استقرار زنجیره‌های تامین حمل و نقل و ذخیره‌سازی CO2 همچنان مانعی برای جاه‌طلبی‌های ذخیره‌سازی کربن زمین‌شناسی است. یک فرصت جایگزین برای جداسازی دائمی CO2 بتن است، که در آن CO2 جذب شده را می توان به طور دائم از طریق فن آوری های کانی سازی دی اکسید کربن تثبیت کرد. ما این راه حل را با کمی کردن پتانسیل یک انرژی زیستی اروپایی با زنجیره تامین جذب، استفاده و ذخیره کربن (BECCUS) توصیف و مورد بحث قرار می‌دهیم که به CO2 بیوژن از تاسیسات بیوگاز به عنوان منبع CO2 و بر کانی سازی دی اکسید کربن در بتن به عنوان یک منبع متکی است. سینک دائمی CO2 این راه حل امروزه در دسترس است، می تواند یکپارچه مورد استفاده قرار گیرد و برای استقرار آن نیازی به صرفه جویی در مقیاس ندارد. ما متوجه شدیم که تأسیسات بیوگاز اروپایی 24 میلیون تن CO2 بیوژنیک در سال تولید می کنند که 4 میلیون تن CO2 در سال از تأسیساتی که قبلاً بیوگاز را به بیو متان ارتقا می دهند منتشر می شود. ما تخمین می زنیم که کانی سازی دی اکسید کربن در سنگدانه های بتن بازیافتی در اروپا می تواند تا 8 میلیون تن CO2 در سال را به طور دائم ذخیره کند. با وجود پتانسیل ذخیره سازی محدود، زنجیره های تامین BECCUS فاصله حمل و نقل CO2 و پیچیدگی سیستم را در مقایسه با زنجیره های تامین BECCS کاهش می دهد و منجر به یک محصول قابل فروش به نام بتن می شود. به طور کلی، کانی سازی دی اکسید کربن در سنگدانه های بتن بازیافتی، استفاده از کربن را با جداسازی دائمی ترکیب می کند و از این رو به اهداف بی طرفی کربن کمک می کند.
توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.
Abstract
Bioenergy with carbon capture and storage (BECCS) is a carbon dioxide removal (CDR) solution necessary to achieve net-zero-carbon-emissions goals. While the BECCS potential from large industrial emitters has been quantified, the BECCS potential of small emitters, such as biogas facilities, has not been investigated. Moreover, most BECCS solutions rely on the expected availability of large geological storage capacity for future CDR implementation, although the deployment of CO2 transport and storage supply chains is still a barrier for geological carbon storage ambitions. An alternative opportunity for permanent sequestration of CO2 is concrete, in which captured CO2 can be permanently fixed through carbon dioxide mineralization technologies. We describe and discuss this solution by quantifying the potential of a European bioenergy with carbon capture, utilization, and storage (BECCUS) supply chain, which relies on biogenic CO2 from biogas facilities as a CO2 source, and on carbon dioxide mineralization in concrete as a permanent CO2 sink. This solution is available today, can be adopted seamlessly, and does not need economies of scale for its deployment. We find that European biogas facilities produce 24 Mtons of biogenic CO2 per year, of which 4 Mtons of CO2 per year are emitted from facilities already upgrading biogas into bio-methane.
Introduction
Reaching net-zero greenhouse gas (GHG) emissions by 2050 requires a rapid decarbonization of European economies (European Commission, 2018), as well as the deployment of carbon dioxide removal (CDR) solutions to offset unavoidable emissions (European Commission, 2021). About 10% (500 Mton CO2eq per year) of current European GHG emissions are estimated to be hard-to-decarbonize and will likely need some degree of CDR (European Commission, 2021). Many net-zero-GHG emissions (hereafter simply net-zero) scenarios rely on CDR using bioenergy with carbon capture and storage (BECCS) (Scott and Geden, 2018; Rogelj et al., 2019). BECCS consists in deploying biomass to produce bioenergy, capturing, and transporting the resulting CO2, and permanently storing it in underground geological formations (Bui et al., 2018; Fuss et al., 2018). Because sustainable biomass is a limited resource (Rosa et al., 2021b), there is a growing consensus that the societal value of using biomass for CDR (i.e., BECCS) will exceed the value of using biomass for bio-energy production only (Sandalow et al., 2021a; Fajardy et al., 2021).
Conclusions
A portfolio of solutions will be required to mitigate climate change. We introduce biogas-concrete BECCUS supply chains that permanently store biogenic CO2 in recycled concrete aggregates through carbon dioxide mineralization technologies. Biogas-concrete BECCUS supply chains combine carbon utilization with permanent sequestration and have the potential to permanently remove CO2 from the atmosphere while generating a marketable product, namely concrete, thus implementing a circular economy model. BECCUS supply chains represent a CDR solution available for small enterprises, such as biogas facilities, to mitigate their carbon emissions without the need of economies of scale and complex supply chains to transport and store CO2. We find that biogas-concrete BECCUS supply chains can permanently store 8 Mtons of CO2 per year in recycled concrete aggregates in Europe. On the one hand, this is a relatively small fraction of the CO2 that will likely need to be removed in Europe to reach net-zero GHG emissions (500 Mtons of CO2eq per year); in other words, the limited CO2 storage potential in recycled concrete aggregates is the bottleneck of BECCUS supply chains. On the other hand, short CO2 source-sink transportation distances represent a promising and efficient CDR opportunity for small emitters. This suggests that BECCUS supply chains should be deployed whenever possible and will have to be complemented with geological CO2 storage (or BECCS) to achieve European ambitious climate targets.