कार्बन डाइऑक्साइड निष्कासन

कार्बन डाइऑक्साइड पृथककरण (सीडीआर), जिसे ऋणात्मक पृथककरण भी कहा जाता है, यह वह प्रक्रिया है जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड गैस  को पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड और लंबे समय तक कार्बन पृथक्करण में हटा दिया जाता है।  इसी प्रकार ग्रीनहाउस गैस पृथककरण (जीजीआर) या ऋणात्मक ग्रीनहाउस गैस पृथककरण को जानबूझकर मानव गतिविधियों द्वारा वायुमंडल से ग्रीनहाउस गैसों (जीएचजी) को पृथककरण के लिए, अर्थात् पृथककरण के अतिरिक्त जो प्राकृतिक कार्बन चक्र या वायुमंडलीय रसायन विज्ञान प्रक्रियाओं के माध्यम से होता है।  शुद्ध शून्य ग्रीनहाउस गैस पृथककरण लक्ष्य के संदर्भ में, सीडीआर जलवायु परिवर्तन की रणनीतियों के नए तत्व के रूप में, जलवायु नीति में तेजी से एकीकृत है। सीडीआर और जीजीआर विधियों को ऋणात्मक पृथककरण प्रौद्योगिकियों (NET) के रूप में भी जाना जाता है, और कुछ कृषि ग्रीनहाउस गैस पृथककरण को रोकने की तुलना में सस्ता हो सकता है। सीडीआर विधियों में वनीकरण, कृषि प्रथाएं सम्मलित हैं जो मिट्टी में कार्बन, कार्बन कैप्चर और स्टोरेज के साथ जैव-ऊर्जा, महासागर निषेचन, बढ़ी हुई अपक्षय, और भंडारण के साथ संयुक्त होने पर प्रत्यक्ष वायु कैप्चर करने के लिए किया जाता हैं।  यह आकलन करने के लिए कि क्या किसी विशेष प्रक्रिया द्वारा शुद्ध ऋणात्मक पृथककरण प्राप्त किया जाता है, प्रक्रिया का व्यापक जीवन चक्र विश्लेषण किया जाना चाहिए।

यूएस नेशनल एकेडमीज ऑफ साइंसेज, अभियांत्रिकी, और मेडिसिन (नैसेम) द्वारा 2019 की सहमति की रिपोर्ट ने निष्कर्ष निकाला कि स्केल पर मौजूदा सीडीआर विधियों का उपयोग करके जो सुरक्षित और आर्थिक रूप से नियत हो सकते हैं, 10 गिगेटन कार्बन डाइऑक्साइड के लिए पृथककरण और अनुक्रम करने की क्षमता है।वर्ष। यह ग्रीनहाउस गैस पृथककरण को उस दर के पांचवें स्थान पर ऑफसेट करेगा जिस पर वे उत्पादित किए जाते हैं।

सभी पृथककरण मार्ग जो ग्लोबल वार्मिंग को 1.5°C या 2°C तक सीमित करते हैं, वर्ष 2100 तक पृथककरण में कमी के साथ संयोजन में सीडीआर दृष्टिकोण का उपयोग मान लेते हैं।

परिभाषाएँ
कार्बन डाइऑक्साइड पृथककरण (सीडीआर) को परिभाषित किया गया है:

"मानवजनित गतिविधियाँ को वायुमंडल से हटाती हैं और इसे भूगर्भीय, स्थलीय, या समुद्री जलाशयों या उत्पादों में स्थायी रूप से संग्रहीत करती हैं। इसमें जैविक या भू-रासायनिक सिंक की मौजूदा और संभावित मानवजनित वृद्धि और प्रत्यक्ष वायु पर कब्जा और भंडारण सम्मलित है, किन्तु प्राकृतिक अपवाह सम्मलित नहीं है जो सीधे मानव गतिविधियों के कारण नहीं होता है।"

एक ही परिभाषा का उपयोग सामान्यतः शुद्ध ऋणात्मक ग्रीनहाउस गैस पृथककरण, शुद्ध शून्य CO2 पृथककरण और शुद्ध शून्य ग्रीनहाउस गैस पृथककरण के लिए किया जाता है।

जानबूझकर की मात्रा को कम करने की अवधारणा वातावरण में प्रायः गलती से छाता शब्द जलवायु अभियांत्रिकी के अनुसार सौर विकिरण प्रबंधन के साथ समूहीकृत किया जाता है। जब सीडीआर को जलवायु अभियांत्रिकी के रूप में तैयार किया जाता है, तो लोग इसे आंतरिक रूप से जोखिम भरे के रूप में देखते हैं।  वास्तव में, सीडीआर जलवायु परिवर्तन के मूल कारण को संबोधित करता है और शुद्ध पृथककरण को कम करने और ऊंचा वायुमंडलीय CO2 से संबंधित खतरों का प्रबंधन करने के लिए रणनीतियों का भाग है।

समान शब्दावली का उपयोग करके अवधारणाएं
सीडीआर को कार्बन को पकड़ने और भंडारण (CCS) के साथ भ्रमित किया जा सकता है, प्रक्रिया जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड को प्वाइंट-सोर्स जैसे गैस से भरे बिजली संयंत्र से एकत्रित किया जाता है, जिनके स्मोकस्टैक्स का पृथककरण  केंद्रित धारा में होता है।  तब संपीड़ित और अनुक्रमित या उपयोग किया जाता है। जब गैस से चलने वाले पावर प्लांट से कार्बन को अनुक्रमित करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो CCS बिंदु स्रोत के निरंतर उपयोग से पृथककरण को कम करता है, किन्तु वायुमंडल में पहले से ही कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा को कम नहीं करता है।

जलवायु परिवर्तन शमन के लिए क्षमता
जलवायु परिवर्तन शमन के तत्व के रूप में सीडीआर (कार्बन डाइऑक्साइड पृथककरण) की संभावना सार्वजनिक रूप से जलवायु परिवर्तन के मुद्दों से जुड़े व्यक्तियों और संगठनों द्वारा व्यक्त की गई है, जिसमें आईपीसीसी प्रमुख डॉ। होसुंग ली, सम्मलित हैं, यूएनएफसीसीसी के कार्यकारी सचिव क्रिश्चियन फिगेरेस, और विश्व घड़ी संस्थान। सीडीआर पर ध्यान केंद्रित करने वाले प्रमुख कार्यक्रमों वाले संस्थानों में पृथ्वी संस्थान में सस्टेनेबल एनर्जी के लिए लेनफेस्ट सेंटर सम्मलित हैं। पृथ्वी संस्थान, कोलंबिया विश्वविद्यालय और जलवायु निर्णय लेने का केंद्र, अंतरराष्ट्रीय सहयोग कार्नेगी-मेलन विश्वविद्यालय के अभियांत्रिकी और सार्वजनिक नीति विभाग से संचालित हुआ।

ग्रीनहाउस गैस पृथककरण को कम करने के अन्य प्रयासों के साथ समानांतर में सीडीआर का उपयोग करना, जैसे कि अक्षय ऊर्जा को नियत करना, अकेले अन्य प्रयासों का उपयोग करने की तुलना में कम महंगा और विघटनकारी होने की संभावना है। विज्ञान, अभियांत्रिकी और चिकित्सा के राष्ट्रीय अकादमियों द्वारा 2019 की सहमति अध्ययन रिपोर्ट ने महासागर के निषेचन के अतिरिक्त सीडीआर के सभी रूपों की क्षमता का आकलन किया, जो वर्तमान प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके सुरक्षित और आर्थिक रूप से नियत किया जा सकता है, और अनुमान लगाया गया कि वे 10 गीगाटनप्रति वर्ष   हटा सकते हैं यदि पूरी तरह से दुनिया भर में नियत किया गया। यह 50 गीगाटन  का एक-पांचवां भाग है  मानव गतिविधियों द्वारा प्रति वर्ष पृथककरण करता हैं। 2018 में, सभी ने एकीकृत मूल्यांकन मॉडलिंग का विश्लेषण किया जो 1.5 से अधिक  से अधिक को रोक देगा; वार्मिंग K°C में सीडीआर उपाय सम्मलित थे।

कुछ शमन मार्ग तकनीक की बड़े पैमाने पर तैनाती के माध्यम से सीडीआर की उच्च दर को प्राप्त करने का प्रस्ताव करते हैं, चूंकि ये मार्ग यह मानते हैं कि सैकड़ों लाखों हेक्टेयर क्रॉपलैंड को बढ़ती जैव ईंधन फसलों में परिवर्तित कर दिया जाता है। प्रत्यक्ष वायु कैप्चर, कार्बन डाइऑक्साइड के भूगर्भिक अनुक्रम और कार्बन खनिज के क्षेत्रों में आगे के शोध से संभावित रूप से तकनीकी प्रगति हो सकती है जो सीडीआर की उच्च दर को आर्थिक रूप से संभव बनाती है।

सीडीआर के बड़े पैमाने पर तैनाती पर रिलायंस को 2018 में 1.5 से कम के लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए बड़ा जोखिम माना गया था; वार्मिंग के °C, सीडीआर को कितनी जल्दी पैमाने पर नियत किया जा सकता है। जलवायु परिवर्तन को कम करने के लिए रणनीतियाँ जो सीडीआर पर कम और स्थायी ऊर्जा पर अधिक निर्भर करती हैं, इस जोखिम से कम होती हैं। बड़े पैमाने पर भविष्य के सीडीआर तैनाती की संभावना को नैतिक खतरे के रूप में वर्णित किया गया है, क्योंकि इससे जलवायु परिवर्तन को कम करने के लिए निकट अवधि के प्रयासों में कमी हो सकती है। 2019 नैसेम रिपोर्ट का निष्कर्ष:

"शमन प्रयासों में देरी के लिए कोई भी तर्क क्योंकि एनईटी एक बैकस्टॉप प्रदान करेगा, उनकी वर्तमान क्षमताओं और अनुसंधान प्रगति की संभावित गति को गलत तरीके से प्रस्तुत करता है।"

वनीकरण, पुनर्वितरण, और वानिकी प्रबंधन
प्रकृति संरक्षण के लिए अंतर्राष्ट्रीय संघ के अनुसार: प्राकृतिक प्रणालियों के नुकसान और गिरावट को रोकना और उनकी पृथककरण को बढ़ावा देने से कुल जलवायु परिवर्तन शमन वैज्ञानिकों का तिहाई से अधिक योगदान करने की क्षमता है, जिसका कहना है कि 2030 तक आवश्यक है।

जंगल मानव समाज, जानवरों और पौधों की प्रजातियों के लिए महत्वपूर्ण हैं।ऐसा इसलिए है क्योंकि पेड़ हवा को साफ रखते हैं, स्थानीय जलवायु को विनियमित करते हैं और कई प्रजातियों के लिए निवास स्थान प्रदान करते हैं। पेड़ और पौधे प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन में वापस परिवर्तित कर देते हैं। वे विनियमित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं, हवा में स्तर, क्योंकि वे हवा से कार्बन को हटाते हैं और संग्रहीत करते हैं। उनके बिना, वातावरण जल्दी से गर्म हो जाएगा और जलवायु को अस्थिर कर देगा। इसके निर्माण में लकड़ी के बढ़ते उपयोग पर विचार किया जा रहा है।

बायोसेक्वेस्ट्रेशन
बायोसेक्वेस्ट्रेशन निरंतर या बढ़ी हुई जैविक प्रक्रियाओं द्वारा वायुमंडलीय ग्रीनहाउस गैस कार्बन डाइऑक्साइड का कब्जा और भंडारण है। कार्बन अनुक्रम का यह रूप भूमि उपयोग के माध्यम से प्रकाश संश्लेषण की बढ़ी हुई दरों के माध्यम से होता है। भूमि-उपयोग प्रथाओं जैसे कि पुनर्वितरण, स्थिरता वन प्रबंधन और आनुवंशिक अभियांत्रिकी में उपयोगी है। जैविक अध्ययन के लिए मनोवैज्ञानिक अध्ययन के लिए प्लांट्स उपक्रम जोआन बीमार के नेतृत्व में बायोसीक्वेस्ट्रेशन बढ़ाये गए प्रकाश संश्लेषण की पहल का उदाहरण है। इस प्रकार जैविक प्रक्रियाओं के माध्यम से कार्बन अनुक्रम वैश्विक कार्बन चक्र को प्रभावित करता है।

बायोकैर
बायोकैर बायोमास के पाइरोलिसिस द्वारा बनाया गया है, और कार्बन अनुक्रम की विधि के रूप में जांच के अधीन है। बायोकैर चारकोल है जिसका उपयोग कृषि उद्देश्यों के लिए किया जाता है जो कार्बन अनुक्रम में भी सहायता करता है, कार्बन पर कब्जा या पकड़ बनाने के लिए पायरोलिसिस नामक प्रक्रिया का उपयोग करके किया जा रहा है, जो मूल रूप से कम ऑक्सीजन के स्तर वाले वातावरण में उच्च तापमान हीटिंग बायोमास का कार्य है।क्या अवशेष सामग्री है जिसे चारकोल के समान चार के रूप में जाना जाता है, किन्तु स्थायी प्रक्रिया के माध्यम से बनाया जाता है, इस प्रकार बायोमास का उपयोग। बायोमास जीवित जीवों या हाल ही में जीवित जीवों, सबसे अधिक पौधों या पौधों पर आधारित सामग्री द्वारा निर्मित कार्बनिक पदार्थ है। यूके बायोकैर रिसर्च सेंटर द्वारा किए गए अध्ययन में कहा गया है कि, रूढ़िवादी स्तर पर, बायोकैर प्रति वर्ष 1 गीगाटन कार्बन को एकत्रित कर सकता है।मार्केटिंग और बायोकैर की स्वीकृति में अधिक प्रयास के साथ, लाभ बायोकैर मिट्टी में प्रति वर्ष 5-9 गीगाटन का भंडारण हो सकता है।

बढ़ाया अपक्षय
बढ़ी हुई अपक्षय कार्बन डाइऑक्साइड को पृथककरण के लिए रासायनिक दृष्टिकोण है जिसमें भूमि- या महासागर-आधारित तकनीकों को सम्मलित किया गया है। भूमि-आधारित बढ़ी हुई अपक्षय तकनीक का उदाहरण सिलिकेट्स का सीटू कार्बोनेशन है। उदाहरण के लिए, अनुमानों के अनुसार पृथककरण अल्ट्रामैफिक रॉक में सैकड़ों से हजारों वर्षों तक एकत्रित करने की क्षमता है।  महासागर-आधारित तकनीकों में क्षारीयता वृद्धि सम्मलित है, जैसे कि ओलिविन, लिमस्टोन, सिलिकेट्स, या कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड को पीसना, फैलाव और भंग करना, महासागर अम्लीयकरण और CO2 को संबोधित करना इसका मुख्य अनुक्रम हैं। बढ़ी हुई अपक्षय की व्यवहार्यता पर शोध परियोजना का उदाहरण आइसलैंड में कार्बफिक्स परियोजना है।

कार्बन अनुक्रम के साथ प्रत्यक्ष वायु कैप्चर
डायरेक्ट एयर कैप्चर (डीएसी) निकालने के लिए रासायनिक या भौतिक प्रक्रियाओं का उपयोग में सीधे आने वाली परिवेशी हवा से है। यदि उतसर्जित किये गए  पर सुरक्षित दीर्घकालिक भंडारण में कार्बन अनुक्रम है, समग्र प्रक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड पृथककरण को प्राप्त करेगी। 2002 तक यह लाभदायक नहीं है क्योंकि कार्बन डाइऑक्साइड को सीक्वेस्टर करने के लिए डीएसी का उपयोग करने की लागत कार्बन मूल्य से कई गुना है।

मैग्नीशियम सिलिकेट/ऑक्साइड सीमेंट में
सीमेंट में कार्बोनेट का प्रतिस्थापन कंक्रीट जीवनचक्र पर कार्बन डाइऑक्साइड के संभावित अवशोषण के लिए अनुमति देता है। चूंकि, जीवनचक्र मात्रा अभी तक पूरी तरह से समझ में नहीं आई है।

आर्थिक मुद्दे
सीडीआर की लागत नियोजित प्रौद्योगिकी की परिपक्वता के साथ -साथ स्वैच्छिक कार्बन पृथककरण वाले बाजारों और भौतिक उत्पादन दोनों के अर्थशास्त्र के आधार पर अधिक भिन्न होती है; उदाहरण के लिए, बायोमास का पायरोलिसिस बायोकैर का उत्पादन करता है जिसमें विभिन्न वाणिज्यिक अनुप्रयोग होते हैं, जिसमें मिट्टी पुनर्जनन और अपशिष्ट जल उपचार सम्मलित हैं। 2021 में डीएसी की लागत $ 250 से $ 600 प्रति टन है, जबकि बायोकैर के लिए $ 100 की तुलना में और प्रकृति-आधारित समाधानों के लिए $ 50 से कम, जैसे कि पुनर्वितरण और वनीकरण। तथ्य यह है कि बायोकैर प्रकृति-आधारित समाधानों की तुलना में कार्बन पृथककरण वाले बाजार में अधिक कीमत की कमान करता है, इस तथ्य को दर्शाता है कि यह कार्बन के साथ सैकड़ों या हजारों वर्षों तक अनुक्रमित होने के साथ अधिक टिकाऊ सिंक है, जबकि प्रकृति-आधारित समाधान अधिक अस्थिर रूप का प्रतिनिधित्व करते हैं, भंडारण, जो जंगल की आग, कीटों, आर्थिक दबावों और बदलती राजनीतिक प्राथमिकताओं से संबंधित जोखिम। नेट ज़ीरो के लिए ऑक्सफोर्ड सिद्धांतों ने कार्बन ऑफसेटिंग में कहा है कि पेरिस समझौते के साथ संगत होने के लिए मुख्य संगठनों को धीरे-धीरे कार्बन पृथककरण के प्रतिशत को बढ़ाने के लिए प्रतिबद्ध होना चाहिए जो वे विशेष रूप से मध्य-शताब्दी तक कार्बन रिमूवल के दृश्य के साथ खरीदते हैं। इंजीनियर कार्बन पृथककरण के लिए नए उद्योग मानकों के विकास के साथ -साथ ये पहल, जैसे कि पुरो मानक, कार्बन पृथककरण वाले बाजार के विकास का समर्थन करने में सहायता करेगी। कार्बन क्रेडिट बनाने के लिए जंगलों का उपयोग किया जा सकता है, प्रायः वन क्षेत्र या पुनर्वितरण पहल के संरक्षण द्वारा कार्बन ऑफ़सेट की गणना करने के लिए भौगोलिक सूचना प्रणाली के उपयोग को सम्मलित करना हैं। रेड+ कार्बन क्रेडिट पहल का उदाहरण है।व्यक्ति और व्यवसाय सत्यापित खुदरा विक्रेताओं जैसे Act4 के माध्यम से कार्बन क्रेडिट खरीद सकते हैं।

2021 में, व्यवसायी एलोन मस्क ने घोषणा की कि वह सर्वश्रेष्ठ कार्बन कैप्चर तकनीक के लिए पुरस्कार के लिए $ 100M दान कर रहे हैं। यद्यपि सीडीआर 2021 तक यूरोपीय संघ के भत्ते से कवर नहीं किया गया है, यूरोपीय आयोग कार्बन पृथककरण प्रमाणीकरण और अंतर के लिए कार्बन अनुबंध पर विचार करने की तैयारी कर रहा है। सीडीआर को भविष्य में यूके पृथककरण ट्रेडिंग योजना में भी जोड़ा जा सकता है। कार्बन रिमूवल के विपरीत, वर्तमान में कार्बन कटौती के आधार पर इन कैप-एंड-ट्रेड योजनाओं के लिए 2021 कार्बन की कीमतों के अंत तक, $ 100 से नीचे रही।  अप्रैल 2022 में, मेटा प्लेटफ़ॉर्म, गूगल और शापिफाई सहित प्रमुख सदस्यों के साथ धारी (कंपनी) के नेतृत्व में निजी क्षेत्र के गठबंधन ने कार्बन को स्थायी रूप से कैप्चर करने और एकत्रित करने में सक्षम कंपनियों को पुरस्कृत करने के लिए लगभग 1 बिलियन डॉलर का फंड का खुलासा किया हैं।सीनियर स्ट्राइप कर्मचारी नान रैंसोहॉफ के अनुसार, नया फंड 2021 में सम्मलित कार्बन-रिमोवल मार्केट का लगभग 30 गुना है।

विज्ञान, अभियांत्रिकी और चिकित्सा के राष्ट्रीय अकादमियों के अनुसार, इन ऋणात्मक-पृथककरण प्रौद्योगिकियों में से कुछ का उपयोग पहले से ही बड़े पैमाने पर किया जा रहा है।कांग्रेस ने 45Q कर पारित किया, जो कंपनियों को हर टन कार्बन डाइऑक्साइड के लिए $ 50 का क्रेडिट देता है जिसे वे ठीक करते हैं और एकत्रित करते हैं। इसलिए अध्ययन में कुछ CO2 निर्धारण प्रौद्योगिकियों का प्रस्ताव है, जिनकी लागत $ 20 और $ 100 प्रति टन के बीच है।

अन्य ग्रीनहाउस गैसों को पृथककरण करना
चूंकि कुछ शोधकर्ताओं ने मीथेन को पृथककरण की विधियों का सुझाव दिया है, दूसरों का कहना है कि नाइट्रस ऑक्साइड वातावरण में लंबे समय तक जीवनकाल के कारण अनुसंधान के लिए उच्चतम विषय होगा।

यह भी देखें

 * कार्बन डाइऑक्साइड स्क्रबर
 * कार्बन-तटस्थ ईंधन
 * जलवायु परिवर्तन परिदृश्य
 * जलवायु अभियांत्रिकी
 * उभरती प्रौद्योगिकियों की सूची
 * लिथियम पेरोक्साइड
 * कम कार्बन अर्थव्यवस्था
 * वर्जिन अर्थ चैलेंज

बाहरी कड़ियाँ

 * Deep Dives by Carbon180. Info about carbon removal solutions.


 * The Road to Ten Gigatons - Carbon Removal Scale Up Challenge Game.
 * The Road to Ten Gigatons - Carbon Removal Scale Up Challenge Game.