कार्बन कैप्चर और उपयोग: Difference between revisions
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[[File:CCU_vs_CCS.png|alt=|thumb|429x429px|कब्जा किए गए कार्बन डाइऑक्साइड के पृथक्करण और उपयोग के बीच तुलना]][[कार्बन]] कैप्चर | [[File:CCU_vs_CCS.png|alt=|thumb|429x429px|कब्जा किए गए कार्बन डाइऑक्साइड के पृथक्करण और उपयोग के बीच तुलना]]'''[[कार्बन]] कैप्चर और उपयोग''' '''(सीसीयू)''' औद्योगिक प्रक्रियाओं से[[ कार्बन डाईऑक्साइड | कैप्चर कार्बन डाईऑक्साइड]] (CO<sub>2</sub>) और इसे पाइपलाइनों के माध्यम से उस स्थान पर अभिगमन करने की प्रक्रिया है जहां कोई इसे औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोग करना चाहता है।<ref name=":0">{{cite journal |last1=Cuéllar-Franca |first1=Rosa M. |last2=Azapagic |first2=Adisa |title=Carbon capture, storage and utilisation technologies: A critical analysis and comparison of their life cycle environmental impacts |journal=Journal of CO<sub>2</sub> Utilization |date=March 2015 |volume=9 |pages=82–102 |doi=10.1016/j.jcou.2014.12.001 |doi-access=free }}</ref> | ||
कैप्चर | कैप्चर CO<sub>2</sub> को कई उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है: एक समूह अल्कोहल है, जैसे मेथनॉल, जिसका उपयोग ईंधन और ऊर्जा के अन्य वैकल्पिक और नवीकरणीय स्रोतों के रूप में किया जाता है। अन्य वाणिज्यिक उत्पादों में प्लास्टिक, कंक्रीट और विभिन्न रासायनिक संश्लेषण के लिए अभिकारक सम्मिलित हैं।<ref>{{Cite web|url=https://www.c2es.org/content/carbon-capture/|title=कार्बन अवशोषण|website=Center for Climate and Energy Solutions|access-date=2020-04-22}}</ref> | ||
एकल उत्पाद के संबंध में, सीसीयू के परिणामस्वरूप वातावरण में शुद्ध कार्बन धनात्मक नहीं होता है। यदि, इसके | एकल उत्पाद के संबंध में, सीसीयू के परिणामस्वरूप वातावरण में शुद्ध कार्बन धनात्मक नहीं होता है। यदि, इसके अतिरिक्त, यह उत्पाद जीवाश्म मूल में से किसी एक को प्रतिस्थापित करता है तो समग्र CO<sub>2</sub> उत्सर्जन में कमी आती है। | ||
सीसीयू [[कार्बन को पकड़ने और भंडारण|कार्बन कैप्चर और स्टोरेज]] (सीसीएस) से इस मायने में भिन्न है कि सीसीयू का लक्ष्य या परिणाम कार्बन डाइऑक्साइड का स्थायी [[कार्बन पृथक्करण|भूवैज्ञानिक भंडारण]] नहीं है। इसके बजाय, सीसीयू का लक्ष्य कैप्चर | सीसीयू [[कार्बन को पकड़ने और भंडारण|कार्बन कैप्चर और स्टोरेज]] (सीसीएस) से इस मायने में भिन्न है कि सीसीयू का लक्ष्य या परिणाम कार्बन डाइऑक्साइड का स्थायी [[कार्बन पृथक्करण|भूवैज्ञानिक भंडारण]] नहीं है। इसके बजाय, सीसीयू का लक्ष्य कैप्चर कार्बन डाइऑक्साइड को अधिक मूल्यवान पदार्थों या उत्पादों में परिवर्तित करना है; जैसे प्लास्टिक, कंक्रीट या [[ विद्युत ईंधन |विद्युत ईंधन]] ; उत्पादन प्रक्रियाओं की [[कार्बन तटस्थता]] को बनाए रखते हुए। | ||
सीसीयू और सीसीएस पर कभी-कभी सामूहिक रूप से कार्बन कैप्चर, उपयोग और पृथक्करण (सीसीयूएस) के रूप में चर्चा की जाती है। | सीसीयू और सीसीएस पर कभी-कभी सामूहिक रूप से कार्बन कैप्चर, उपयोग और पृथक्करण (सीसीयूएस) के रूप में चर्चा की जाती है। | ||
कैप्चर | कैप्चर CO<sub>2</sub> कई उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है: एक समूह अल्कोहल (रसायन) है, जैसे मेथनॉल, जिसका उपयोग ईंधन और अन्य [[कार्बन-तटस्थ ईंधन]] के रूप में किया जाता है। अन्य वाणिज्यिक उत्पादों में प्लास्टिक, कंक्रीट और विभिन्न रासायनिक संश्लेषण के लिए अभिकारक सम्मिलित हैं।<ref>{{cite journal |last1=Dibenedetto |first1=Angela |last2=Angelini |first2=Antonella |last3=Stufano |first3=Paolo |title=Use of carbon dioxide as feedstock for chemicals and fuels: homogeneous and heterogeneous catalysis: Use of carbon dioxide as feedstock for chemicals and fuels |journal=Journal of Chemical Technology & Biotechnology |date=March 2014 |volume=89 |issue=3 |pages=334–353 |doi=10.1002/jctb.4229 }}</ref> | ||
कई अतिरिक्त बातों को भी ध्यान में रखना होगा। चूंकि CO<sub>2</sub> कार्बन का | कई अतिरिक्त बातों को भी ध्यान में रखना होगा। चूंकि CO<sub>2</sub> कार्बन का ऊष्मागतिक रूप से स्थिर रूप है, इसलिए इससे उत्पाद बनाना ऊर्जा गहन है।<ref name=":4">{{Cite book|title=कार्बन कैप्चर और सीक्वेस्ट्रेशन का परिचय|last1=Smit|first1=Berend|last2=Reimer|first2=Jeffrey A|last3=Oldenburg|first3=Curtis M|last4=Bourg|first4=Ian C|date=2013-06-18|publisher=Imperial College Press|isbn=9781783263271|series=The Berkeley Lectures on Energy|doi=10.1142/p911}}</ref> सीसीयू में संनिवेशन करने से पहले उत्पाद बनाने के लिए अन्य कच्चे माल की उपलब्धता पर भी विचार किया जाना चाहिए। | ||
कैप्चर और उपयोग के लिए विभिन्न संभावित विकल्पों पर विचार करते हुए, शोध से पता चलता है कि जिनमें रसायन, ईंधन और सूक्ष्म शैवाल | कैप्चर और उपयोग के लिए विभिन्न संभावित विकल्पों पर विचार करते हुए, शोध से पता चलता है कि जिनमें रसायन, ईंधन और सूक्ष्म शैवाल सम्मिलित हैं उनमें {{CO2}} हटाने की सीमित क्षमता है, जबकि जो निर्माण सामग्री और कृषि उपयोग में सम्मिलित हैं वे अधिक प्रभावी हो सकते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Hepburn |first1=Cameron |last2=Adlen |first2=Ella |last3=Beddington |first3=John |last4=Carter |first4=Emily A. |last5=Fuss |first5=Sabine |last6=Mac Dowell |first6=Niall |last7=Minx |first7=Jan C. |last8=Smith |first8=Pete |last9=Williams |first9=Charlotte K. |title=The technological and economic prospects for CO<sub>2</sub> utilization and removal |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |date=6 November 2019 |volume=575 |issue=7781 |pages=87–97 |doi=10.1038/s41586-019-1681-6 |pmid=31695213 |bibcode=2019Natur.575...87H |doi-access=free }}</ref> | ||
सीसीयू की लाभप्रदता आंशिक रूप से वायुमंडल में छोड़े जा रहे | सीसीयू की लाभप्रदता आंशिक रूप से वायुमंडल में छोड़े जा रहे CO<sub>2</sub> की [[कार्बन कीमत]] पर निर्भर करती है। कार्बन कैप्चर और उपयोग प्रमुख स्थिर (औद्योगिक) उत्सर्जकों से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को महत्वपूर्ण रूप से कम करने की वैश्विक चुनौती पर प्रतिक्रिया दे सकता है। | ||
== कार्बन के स्रोत == | == कार्बन के स्रोत == | ||
CO<sub>2</sub> | CO<sub>2</sub> सामान्यतः [[भारी उद्योग]] जैसे [[पेट्रोकेमिकल उद्योग|पेट्रोकेमिकल संयंत्रों]] में निश्चित बिंदु स्रोतों से कैप्चर किया जाता है।<ref>{{Cite web |title=कार्बन कैप्चर, उपयोग और भंडारण - ईंधन और प्रौद्योगिकी|url=https://www.iea.org/fuels-and-technologies/carbon-capture-utilisation-and-storage |access-date=2022-06-08 |website=IEA |language=en-GB}}</ref> इन निकास धारा से कैप्चर CO<sub>2</sub> की सांद्रता अलग-अलग होती है। एक सामान्य कोयला बिजली संयंत्र की ग्रिप गैस निकास धारा में10-12% CO<sub>2</sub> सांद्रता होती है।<ref name=":1">{{cite journal |last1=Xu |first1=Yixiang |last2=Isom |first2=Loren |last3=Hanna |first3=Milford A. |title=इथेनॉल किण्वन से कार्बन डाइऑक्साइड का मूल्य जोड़ना|journal=Bioresource Technology |date=May 2010 |volume=101 |issue=10 |pages=3311–3319 |doi=10.1016/j.biortech.2010.01.006 |pmid=20110166 }}</ref> एक जैव ईंधन रिफाइनरी पानी और इथेनॉल जैसी अल्प मात्रा में अशुद्धियों के साथ CO<sub>2</sub> की उच्च शुद्धता (99%) का उत्पादन करती है।<ref name=":1" /> | ||
पृथक्करण प्रक्रिया स्वयं [[अवशोषण (रसायन विज्ञान)]], [[सोखना|अधिशोषण]], या [[झिल्ली]] जैसी पृथक्करण प्रक्रियाओं के माध्यम से की जा सकती है।<ref>{{cite journal |last1=De Ras |first1=Kevin |last2=Van de Vijver |first2=Ruben |last3=Galvita |first3=Vladimir V |last4=Marin |first4=Guy B |last5=Van Geem |first5=Kevin M |title=Carbon capture and utilization in the steel industry: challenges and opportunities for chemical engineering |journal=Current Opinion in Chemical Engineering |date=December 2019 |volume=26 |pages=81–87 |doi=10.1016/j.coche.2019.09.001 |s2cid=210619173 }}</ref> | पृथक्करण प्रक्रिया स्वयं [[अवशोषण (रसायन विज्ञान)]], [[सोखना|अधिशोषण]], या [[झिल्ली]] जैसी पृथक्करण प्रक्रियाओं के माध्यम से की जा सकती है।<ref>{{cite journal |last1=De Ras |first1=Kevin |last2=Van de Vijver |first2=Ruben |last3=Galvita |first3=Vladimir V |last4=Marin |first4=Guy B |last5=Van Geem |first5=Kevin M |title=Carbon capture and utilization in the steel industry: challenges and opportunities for chemical engineering |journal=Current Opinion in Chemical Engineering |date=December 2019 |volume=26 |pages=81–87 |doi=10.1016/j.coche.2019.09.001 |s2cid=210619173 }}</ref> | ||
सीसीयू प्रक्रिया में कैप्चर के अन्य संभावित स्रोत में वृक्षारोपण का उपयोग | सीसीयू प्रक्रिया में कैप्चर के अन्य संभावित स्रोत में वृक्षारोपण का उपयोग सम्मिलित है। यह विचार [[ कीलिंग वक्र |कीलिंग कर्व]] में अवलोकन से उत्पन्न हुआ है वायुमंडल में CO<sub>2</sub> का स्तर लगभग 5 पीपीएम (प्रति मिलियन भाग) की वार्षिक भिन्नता से गुजरता है, जिसका श्रेय वनस्पति के मौसमी परिवर्तन और उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध के बीच भूमि द्रव्यमान में अंतर को दिया जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Keeling |first1=Charles D. |title=वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता और समस्थानिक प्रचुरता|journal=Tellus |date=January 1960 |volume=12 |issue=2 |pages=200–203 |doi=10.3402/tellusa.v12i2.9366 |bibcode=1960Tell...12..200K |doi-access=free }}</ref><ref>{{cite journal |last1=Keeling |first1=Charles D. |last2=Bacastow |first2=Robert B. |last3=Bainbridge |first3=Arnold E. |last4=Ekdahl Jr. |first4=Carl A. |last5=Guenther |first5=Peter R. |last6=Waterman |first6=Lee S. |last7=Chin |first7=John F. S. |title=मौना लोआ वेधशाला, हवाई में वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड विविधताएँ|journal=Tellus |date=January 1976 |volume=28 |issue=6 |pages=538–551 |doi=10.3402/tellusa.v28i6.11322 |bibcode=1976Tell...28..538K }}</ref> चूंकि, पौधों द्वारा अवशोषित CO<sub>2</sub> पौधों के मरने पर वायुमंडल में वापस आ जाएगी। इस प्रकार, इसकी तीव्र वृद्धि और उच्च कार्बन कैप्चर दर को देखते हुए, C<sub>4</sub> कार्बन स्थिरीकरण के साथ फसलें लगाने का प्रस्ताव है, और फिर [[बायोचार|जैव चारकोल]] जैसे अनुप्रयोगों के लिए जैव ईंधन को संसाधित करने का प्रस्ताव है जिसे मिट्टी में स्थायी रूप से संग्रहीत किया जाएगा।<ref>{{Citation|last=X, the moonshot factory|title=We Solve for X: Mike Cheiky on negative carbon liquid fuels|url=https://www.youtube.com/watch?v=zkYVlZ9v_0o|access-date=2018-12-08}}</ref> | ||
==प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग के उदाहरण== | ==प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग के उदाहरण== | ||
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विभिन्न प्रकार के मूल्यवर्धित उत्पादों के लिए CO<sub>2</sub> विद्युतीकरण कई वर्षों से विकासाधीन है। कुछ प्रमुख लक्ष्य [[ प्रारूप |फॉर्मेट]], [[ऑक्सालेट]] और [[मेथनॉल]] हैं, क्योंकि CO<sub>2</sub> से इन उत्पादों का | विभिन्न प्रकार के मूल्यवर्धित उत्पादों के लिए CO<sub>2</sub> विद्युतीकरण कई वर्षों से विकासाधीन है। कुछ प्रमुख लक्ष्य [[ प्रारूप |फॉर्मेट]], [[ऑक्सालेट]] और [[मेथनॉल]] हैं, क्योंकि CO<sub>2</sub> से इन उत्पादों का विद्युत रासायनिक निर्माण एक बहुत ही पर्यावरणीय रूप से टिकाऊ अभ्यास होगा।<ref>{{cite journal |author1=Robert Francke |author2=Benjamin Schille |author3=Michael Roemelt |title=Homogeneously Catalyzed Electroreduction of Carbon Dioxide—Methods, Mechanisms, and Catalysts |year=2018 |journal=Chem. Rev. |volume=118 |issue=9 |pages=4631–4701 |doi=10.1021/acs.chemrev.7b00459|pmid=29319300 }}</ref>उदाहरण के लिए, CO<sub>2</sub> को जलीय उत्प्रेरण प्रक्रिया में इसे पकड़कर कार्बन-तटस्थ ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है।<ref>{{cite journal|last1=Song|first1=Yang|last2=Peng|first2=Rui|last3=Hensley|first3=Dale K.|last4=Bonnesen|first4=Peter V.|last5=Liang|first5=Liangbo|last6=Wu|first6=Zili|last7=Meyer|first7=Harry M.|last8=Chi|first8=Miaofang|author-link8=Miaofang Chi|last9=Ma|first9=Cheng|last10=Sumpter|first10=Bobby G.|last11=Rondinone|first11=Adam J.|date=2016-11-16|title=High-Selectivity Electrochemical Conversion of CO 2 to Ethanol using a Copper Nanoparticle/N-Doped Graphene Electrode|journal=ChemistrySelect|volume=1|issue=19|pages=6055–6061|doi=10.1002/slct.201601169|s2cid=99987768 }} | ||
*{{cite web |date=October 12, 2016 |title=Nano-spike catalysts convert carbon dioxide directly into ethanol |website=Oak Ridge National Laboratory |url=https://www.ornl.gov/news/nano-spike-catalysts-convert-carbon-dioxide-directly-ethanol}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Kim |first1=Dohyung |last2=Kley |first2=Christopher S. |last3=Li |first3=Yifan |last4=Yang |first4=Peidong |title=Copper nanoparticle ensembles for selective electroreduction of CO2 to C2–C3 products |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences |date=2017-10-03 |volume=114 |issue=40 |pages=10560–10565 |doi=10.1073/pnas.1711493114 |pmid=28923930 |pmc=5635920 |bibcode=2017PNAS..11410560K |doi-access=free }} | *{{cite web |date=October 12, 2016 |title=Nano-spike catalysts convert carbon dioxide directly into ethanol |website=Oak Ridge National Laboratory |url=https://www.ornl.gov/news/nano-spike-catalysts-convert-carbon-dioxide-directly-ethanol}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Kim |first1=Dohyung |last2=Kley |first2=Christopher S. |last3=Li |first3=Yifan |last4=Yang |first4=Peidong |title=Copper nanoparticle ensembles for selective electroreduction of CO2 to C2–C3 products |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences |date=2017-10-03 |volume=114 |issue=40 |pages=10560–10565 |doi=10.1073/pnas.1711493114 |pmid=28923930 |pmc=5635920 |bibcode=2017PNAS..11410560K |doi-access=free }} | ||
*{{cite web |author=Sarah Yang |date=September 18, 2017 |title=Copper Catalyst Yields High Efficiency CO2-to-Fuels Conversion |website=University of California Berkeley |url=https://vcresearch.berkeley.edu/news/copper-catalyst-yields-high-efficiency-co2-fuels-conversion}}</ref> इस तरह से CO<sub>2</sub> को सीधे [[इथेनॉल]] में परिवर्तित करना संभव है, जिसे बाद में[[ पेट्रोल | पेट्रोल]] और [[जेट ईंधन]] में उन्नयन किया जा सकता है।<ref>{{cite news |author1=Pacific Northwest National Laboratory |title=पीएनएनएल, लैंज़ाटेक टीम नया जेट ईंधन बनाएगी|url=http://www.ethanolproducer.com/articles/15663/pnnl-lanzatech-team-to-make-new-jet-fuel |work=Ethanol Producer Magazine |date=4 October 2018 }}</ref><ref>{{Cite journal |last1=Prajapati |first1=Aditya |last2=Sartape |first2=Rohan |last3=Galante |first3=Miguel T. |last4=Xie |first4=Jiahan |last5=Leung |first5=Samuel L. |last6=Bessa |first6=Ivan |last7=Andrade |first7=Marcio H. S. |last8=Somich |first8=Robert T. |last9=Rebouças |first9=Márcio V. |last10=Hutras |first10=Gus T. |last11=Diniz |first11=Nathália |last12=Singh |first12=Meenesh R. |date=2022-12-07 |title=Fully-integrated electrochemical system that captures CO<sub>2</sub> from flue gas to produce value-added chemicals at ambient conditions |url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ee/d2ee03396h |journal=Energy & Environmental Science |language=en |volume=15 |issue=12 |pages=5105–5117 |doi=10.1039/D2EE03396H |s2cid=253862974 |issn=1754-5706}}</ref> | *{{cite web |author=Sarah Yang |date=September 18, 2017 |title=Copper Catalyst Yields High Efficiency CO2-to-Fuels Conversion |website=University of California Berkeley |url=https://vcresearch.berkeley.edu/news/copper-catalyst-yields-high-efficiency-co2-fuels-conversion}}</ref> इस तरह से CO<sub>2</sub> को सीधे [[इथेनॉल]] में परिवर्तित करना संभव है, जिसे बाद में[[ पेट्रोल | पेट्रोल]] और [[जेट ईंधन]] में उन्नयन किया जा सकता है।<ref>{{cite news |author1=Pacific Northwest National Laboratory |title=पीएनएनएल, लैंज़ाटेक टीम नया जेट ईंधन बनाएगी|url=http://www.ethanolproducer.com/articles/15663/pnnl-lanzatech-team-to-make-new-jet-fuel |work=Ethanol Producer Magazine |date=4 October 2018 }}</ref><ref>{{Cite journal |last1=Prajapati |first1=Aditya |last2=Sartape |first2=Rohan |last3=Galante |first3=Miguel T. |last4=Xie |first4=Jiahan |last5=Leung |first5=Samuel L. |last6=Bessa |first6=Ivan |last7=Andrade |first7=Marcio H. S. |last8=Somich |first8=Robert T. |last9=Rebouças |first9=Márcio V. |last10=Hutras |first10=Gus T. |last11=Diniz |first11=Nathália |last12=Singh |first12=Meenesh R. |date=2022-12-07 |title=Fully-integrated electrochemical system that captures CO<sub>2</sub> from flue gas to produce value-added chemicals at ambient conditions |url=https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ee/d2ee03396h |journal=Energy & Environmental Science |language=en |volume=15 |issue=12 |pages=5105–5117 |doi=10.1039/D2EE03396H |s2cid=253862974 |issn=1754-5706}}</ref> | ||
=== कार्बन-तटस्थ ईंधन === | === कार्बन-तटस्थ ईंधन === | ||
{{Main| | {{Main|कार्बन-तटस्थ ईंधन}} | ||
मुख्य हाइड्रोकार्बन स्रोत के रूप में वायुमंडल से कैप्चर CO<sub>2</sub> का उपयोग करके कार्बन-तटस्थ ईंधन को संश्लेषित किया जा सकता है। फिर ईंधन का दहन किया जाता है और CO<sub>2</sub> दहन प्रक्रिया के उपोत्पाद के रूप में, वापस हवा में छोड़ दिया जाता है। इस प्रक्रिया में, वायुमंडल से कोई शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड जारी या हटाया नहीं जाता है, इसलिए इसे कार्बन-तटस्थ ईंधन कहा जाता है। | |||
==== मेथनॉल ईंधन ==== | ==== मेथनॉल ईंधन ==== | ||
हाइड्रोकार्बन का उत्पादन करने की | हाइड्रोकार्बन का उत्पादन करने की सिद्ध प्रक्रिया मेथनॉल बनाना है। परंपरागत रूप से, मेथनॉल का उत्पादन प्राकृतिक गैस से किया जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Garcia‐Garcia |first1=Guillermo |last2=Fernandez |first2=Marta Cruz |last3=Armstrong |first3=Katy |last4=Woolass |first4=Steven |last5=Styring |first5=Peter |title=Analytical Review of Life‐Cycle Environmental Impacts of Carbon Capture and Utilization Technologies |journal=ChemSusChem |date=18 February 2021 |volume=14 |issue=4 |pages=995–1015 |doi=10.1002/cssc.202002126|issn=1864-5631 |pmid=33314601 |pmc=7986834 }}</ref> मेथनॉल को {{CO2}} और H<sub>2</sub> से आसानी से संश्लेषित किया जाता है। इसी तथ्य के आधार पर [[मेथनॉल अर्थव्यवस्था]] का विचार जन्मा है। | ||
मेथनॉल, या मिथाइल अल्कोहल, [[हाइड्रोजन|CH<sub>3</sub>OH]] के रासायनिक सूत्र के साथ अल्कोहल कार्बनिक यौगिक के वर्ग का सबसे सरल सदस्य है। नवीकरणीय ऊर्जा के साथ उत्पादन करते समय एकत्रित कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके [[मेथनॉल ईंधन]] का निर्माण किया जा सकता है। परिणाम स्वरुप, कार्बन-तटस्थ स्थिरता कैप्चर करने के लिए बिजली उत्पादन में मेथनॉल ईंधन को [[जीवाश्म ईंधन]] के विकल्प के रूप में माना गया है।<ref>{{cite journal |last1=Olah |first1=George A. |title=Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy |journal=Angewandte Chemie International Edition |date=29 April 2005 |volume=44 |issue=18 |pages=2636–2639 |doi=10.1002/anie.200462121 |pmid=15800867 |url=http://d-nb.info/1149717262/04 }}</ref><ref>{{cite thesis |last1=Hagen |first1=David LeRoy |title=Methanol: its synthesis, use as fuel, economics, and hazards |date=1976 |publisher=University of Minnesota |id={{OSTI|7113633}} |oclc=43007998 }}</ref> कार्बन डाइऑक्साइड से मेथनॉल का संश्लेषण उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया के माध्यम से किया जाता है। सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले उत्प्रेरक तांबा, जस्ता और पैलेडियम हैं। ये प्रतिक्रियाएं सामान्यतः ले चैटेलियर के सिद्धांत के माध्यम से मेथनॉल उत्पाद की ओर प्रतिक्रिया [[संतुलन रसायन शास्त्र]] को स्थानांतरित करने के लिए उच्च दबाव स्थितियों की स्थिति में की जाती हैं।<ref>{{Cite journal |last1=Zhang |first1=Xinbao |last2=Zhang |first2=Guanghui |last3=Song |first3=Chunshan |last4=Guo |first4=Xinwen |date=2021 |title=Catalytic Conversion of Carbon Dioxide to Methanol: Current Status and Future Perspective |journal=Frontiers in Energy Research |volume=8 |doi=10.3389/fenrg.2020.621119 |issn=2296-598X |doi-access=free }}</ref> [[कार्बन रीसाइक्लिंग इंटरनेशनल]], आइसलैंड के ग्रिंडाविक में उत्पादन सुविधा वाली कंपनी, वर्तमान 4,000 [[टन]]/वर्ष उत्पादन क्षमता के साथ उत्सर्जन-से-तरल नवीकरणीय उच्च ऑक्टेन मेथनॉल ईंधन का विपणन करती है।<ref>{{Cite web|url=http://www.carbonrecycling.is/vulcanol/|title=वल्कनॉल|website=CRI - Carbon Recycling International|language=en-US|access-date=2018-12-08}}</ref> | |||
'''डाइमिथाइल ईथर''' | |||
[[डाइमिथाइल ईथर]] ने [[डीजल ईंधन]] के संभावित विकल्प के रूप में कार्बन तटस्थ ईंधन के रूप में विश्वास दिलाया है। डाइमिथाइल ईथर को सामान्यतः अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में मेथनॉल की निर्जलीकरण प्रतिक्रिया से संश्लेषित किया जाता है, लेकिन शोधकर्ताओं ने हाल ही में द्वि-कार्यात्मक उत्प्रेरक और सिनगैस से मेथनॉल के संश्लेषण के लिए समान स्थितियों का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को डाइमिथाइल ईथर में परिवर्तित करने के लिए एक कदम विधि विकसित की है।<ref>{{Cite journal |last1=Mota |first1=Noelia |last2=Millán Ordoñez |first2=Elena |last3=Pawelec |first3=Bárbara |last4=Fierro |first4=José Luis G. |last5=Navarro |first5=Rufino M. |date=2021 |title=Direct Synthesis of Dimethyl Ether from CO<sub>2</sub>: Recent Advances in Bifunctional/Hybrid Catalytic Systems |journal=Catalysts |language=en |volume=11 |issue=4 |pages=411 |doi=10.3390/catal11040411 |issn=2073-4344 |doi-access=free }}</ref> | |||
=== रासायनिक संश्लेषण === | === रासायनिक संश्लेषण === | ||
अत्यधिक वांछनीय | अत्यधिक वांछनीय C<sub>1</sub> (एक-कार्बन) रासायनिक फीडस्टॉक के रूप में, पहले से कैप्चर CO<sub>2</sub> को विभिन्न प्रकार के उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है। इनमें से कुछ उत्पादों में सम्मिलित हैं: [[पॉलीकार्बोनेट]] (जिंक आधारित उत्प्रेरक के माध्यम से) या अन्य कार्बनिक उत्पाद जैसे [[ एसीटिक अम्ल | एसिटिक एसिड]],<ref name=":2">{{Cite book|url=https://www.nap.edu/catalog/10153/carbon-management-implications-for-r-d-in-the-chemical-sciences|title=Carbon Management: Implications for R & D in the Chemical Sciences and Technology (A Workshop Report to the Chemical Sciences Roundtable)|last=Council|first=National Research|date=2001-06-27|isbn=9780309075732|language=en|doi=10.17226/10153|pmid=20669488}}</ref> [[यूरिया]],<ref name=":2" />और [[पॉलीविनाइल क्लोराइड|पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी)]]।<ref name=":3">{{Cite web|date=March 2011|title=Accelerating the uptake of CCS: industrial use of captured carbon dioxide|url=https://www.globalccsinstitute.com/archive/hub/publications/14026/accelerating-uptake-ccs-industrial-use-captured-carbon-dioxide.pdf|access-date=3 October 2020|website=globalccsinstitute.com|publisher=Global CCS Institute}}</ref> वर्तमान में 75% (112 मिलियन टन) यूरिया उत्पादन, 2% (2 मिलियन टन) मेथनॉल उत्पादन, 43% (30 हजार टन) सैलिसिलिक [[ एसीटिक अम्ल |एसिड]] उत्पादन, और 50% (40 हजार टन) साइक्लिक कार्बोनेट उत्पादन CO<sub>2</sub> का उपयोग फीडस्टॉक के रूप मे करते हैं।<ref>{{cite journal |author1=Erdogan Alper |author2=Ozge Yuksel Orhan |title=CO<sub>2</sub> utilization: Developments in conversion processes |year=2017 |journal=Petroleum |volume=3 |pages=109–126 |doi=10.1016/j.petlm.2016.11.003|doi-access=free }}</ref> रासायनिक संश्लेषण CO<sub>2</sub> का स्थायी भंडारण/उपयोग नहीं है, क्योंकि एलिफैटिक यौगिक (सीधी श्रृंखला) यौगिक 6 महीने के प्रारंभ में ही CO<sub>2</sub> को नष्ट करके वायुमंडल में वापस छोड़ सकते हैं।<ref name=":3" />जैसे-जैसे जीवाश्म ईंधन का उपयोग कम हो रहा है, हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने को वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैसों के दीर्घकालिक संचय को रोकने के तरीके के रूप में देखा जा रहा है। कार्बन उत्सर्जन और भंडारण के साथ-साथ जीवाश्म ईंधन के उपयोग में कमी को "निषेधात्मक उत्सर्जन" के रूप में जाना जाता है। | ||
=== | कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग सेल के बिना स्टार्च को संश्लेषित करने के लिए कीमोएंजाइमेटिक प्रक्रियाओं में भी किया जा सकता है। प्रकृति में स्टार्च को सामान्यतः प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड से सेल के भीतर संश्लेषित किया जाता है। सेल-मुक्त संश्लेषण में, कार्बन डाइऑक्साइड को अकार्बनिक उत्प्रेरक के साथ मेथनॉल में कम किया जाता है; फिर मेथनॉल को तीन कार्बन शर्करा इकाइयों में परिवर्तित किया जाता है। तीन कार्बन शर्करा इकाइयों को छह कार्बन शर्करा इकाइयों में परिवर्तित किया जाएगा और अंत में स्टार्च में बहुलकित किया जाएगा। प्रकाश संश्लेषण की तुलना में, जिसमें साठ जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं सम्मिलित होती हैं, सेल-मुक्त संश्लेषण के लिए ग्यारह चरणों की आवश्यकता होती है। इसका मतलब है कि सेल-मुक्त संश्लेषण प्रकाश संश्लेषण से तेज़ हो सकता है। संश्लेषण दर धान्य स्टार्च की तुलना में 8.5 गुना है, और कार्बन डाइऑक्साइड की अवशोषण दर पौधों की तुलना में अधिक कुशल है। <ref>{{cite journal |last1=Cai |first1=Tao |last2=Sun |first2=Hongbing |last3=Qiao |first3=Jing |last4=Zhu |first4=Leilei |last5=Zhang |first5=Fan |last6=Zhang |first6=Jie |last7=Tang |first7=Zijing |last8=Wei |first8=Xinlei |last9=Yang |first9=Jiangang |last10=Yuan |first10=Qianqian |last11=Wang |first11=Wangyin |last12=Yang |first12=Xue |last13=Chu |first13=Huanyu |last14=Wang |first14=Qian |last15=You |first15=Chun |last16=Ma |first16=Hongwu |last17=Sun |first17=Yuanxia |last18=Li |first18=Yin |last19=Li |first19=Can |last20=Jiang |first20=Huifeng |last21=Wang |first21=Qinhong |last22=Ma |first22=Yanhe |title=कार्बन डाइऑक्साइड से कोशिका-मुक्त कीमोएंजाइमेटिक स्टार्च संश्लेषण|url=https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.abh4049 |journal=Science |pages=1523–1527 |language=en |doi=10.1126/science.abh4049 |date=24 September 2021|volume=373 |issue=6562 |pmid=34554807 |bibcode=2021Sci...373.1523C |s2cid=237615280 }}</ref> यह पद्धति अभी भी विकसित हो रही है, और इस विषय पर पहला प्रकाशन केवल 2021 में हुआ था, इसलिए अभी भी कुछ समस्याएं हैं। सबसे पहले, इस विधि के लिए महत्वपूर्ण ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है, जैसे पौधों को सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता होती है। यदि उपयोग की जाने वाली बिजली का उत्पादन साफ-सुथरा नहीं किया जाता है, तो भी बड़े पैमाने पर कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन होगा। इसके अतिरिक्त, उच्च लागत व्यावसायीकरण में बाधा उत्पन्न करती है। | ||
2023 में, सिडनी विश्वविद्यालय और टोरंटो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की अंतरराष्ट्रीय टीम ने उत्सर्जन स्रोतों से या सीधे हवा से कैप्चर CO<sub>2</sub> के रूपांतरण के लिए नई [[ अम्ल |अम्ल]]-आधारित विद्युत रासायनिक प्रक्रिया विकसित की है।<ref>{{cite web |url=https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2023/03/15/more-efficient-transformation-of-captured-co2-developed-by-resea.html| title=New process gives CO2 conversion more "bang for buck" |website=University of Sydney |access-date=12 April 2023}}</ref> | |||
=== उन्नत तेल या गैस रिकवरी === | |||
{{Main|उन्नत तेल रिकवरी}} | |||
=== | ईओआर में, कुओं द्वारा निकाले जाने वाले तेल की मात्रा को बढ़ाने के लक्ष्य के साथ कैप्चर CO<sub>2</sub> को ख़त्म हो चुके तेल क्षेत्रों में अन्तःक्षेप किया जाता है। यह विधि तेल उत्पादन को 5-40% तक बढ़ाने में सिद्ध है।[<ref name=":3" /> | ||
=== उन्नत गैस रिकवरी (ईजीआर) === | |||
उन्नत गैस रिकवरी (सीएसईजीआर) के साथ कार्बन पृथक्करण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें CO<sub>2</sub> गैस भंडार में गहराई तक अन्तःक्षेप किया जाता है और परिणामस्वरूप, कुछ दूरी पर स्थित गैस कुओं पर, मीथेन (CH)<sub>4</sub> उत्पादन किया जाता है। CO<sub>2</sub> के सक्रिय अन्तःक्षेपन द्वारा यह प्रक्रिया दबाव और मीथेन विस्थापन का कारण बनती है, जिससे जल-अभियान या ह्रास-अभियान संचालन की तुलना में गैस रिकवरी बढ़ जाती है।<ref>{{cite journal |last1=Oldenburg |first1=Curtis M. |title=Carbon sequestration in natural gas reservoirs: Enhanced gas recovery and natural gas storage |date=8 April 2003 |url=https://www.osti.gov/servlets/purl/813580 |website=Office of Scientific and Technical Information |publisher=U.S. Department of Energy |language=en |osti=813580}}</ref> | |||
=== कार्बन खनिजीकरण === | === कार्बन खनिजीकरण === | ||
{{main| | {{main|खनिजकरण (मृदा विज्ञान)}} | ||
ग्रिप गैस जैसे स्रोतों से कार्बन डाइऑक्साइड को स्थिर ठोस [[कार्बोनेट]] बनाने के लिए [[मैग्नीशियम ऑक्साइड]] और [[कैल्शियम ऑक्साइड]] जैसे खनिजों के साथ प्रतिक्रिया की जाती है। इन खनिजों का खनन किया जा सकता है, या | ग्रिप गैस जैसे स्रोतों से कार्बन डाइऑक्साइड को स्थिर ठोस [[कार्बोनेट]] बनाने के लिए [[मैग्नीशियम ऑक्साइड]] और [[कैल्शियम ऑक्साइड]] जैसे खनिजों के साथ प्रतिक्रिया की जाती है। इन खनिजों का खनन किया जा सकता है, या सम्मिलित [[नमकीन|लवण जल]] और अपशिष्ट औद्योगिक खनिजों ([[ लावा |लावा]] सहित) का पुन: उपयोग किया जा सकता है।<ref name=":5">{{Cite book|title=Report: Greenhouse Gas Removal|year=2018|isbn=978-1-78252-349-9|url=https://royalsociety.org/-/media/policy/projects/greenhouse-gas-removal/royal-society-greenhouse-gas-removal-report-2018.pdf|pages=54}}</ref> उत्पादित कार्बोनेट का उपयोग निर्माण, उपभोक्ता उत्पादों और [[कार्बन कैप्चर और ज़ब्ती|कार्बन कैप्चर और अधिग्रहण]] (सीसीएस) के विकल्प के रूप में किया जा सकता है। | ||
प्रत्येक 3.7 टन खनिज कार्बोनेट के उत्पादन के लिए इसे हवा से लगभग 1 टन CO<sub>2</sub> हटा दिया जाता है।<ref name=":5">{{Cite book|title=Report: Greenhouse Gas Removal|year=2018|isbn=978-1-78252-349-9|url=https://royalsociety.org/-/media/policy/projects/greenhouse-gas-removal/royal-society-greenhouse-gas-removal-report-2018.pdf|pages=54}}</ref> | |||
=== सूक्ष्म शैवाल से जैव ईंधन === | === सूक्ष्म शैवाल से जैव ईंधन === | ||
{{Main| | {{Main|शैवाल ईंधन}} | ||
[[File:Algae fuel in a beaker.jpg|thumb|शैवाल से ईंधन का उत्पादन किया जा सकता है]]एक अध्ययन में सुझाव दिया गया है कि सूक्ष्म शैवाल का उपयोग ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोत के रूप में किया जा सकता है।<ref>{{cite journal |last1=Oncel |first1=Suphi S. |title=मैक्रोएनर्जी दुनिया के लिए सूक्ष्म शैवाल|journal=Renewable and Sustainable Energy Reviews |date=October 2013 |volume=26 |pages=241–264 |doi=10.1016/j.rser.2013.05.059 }}</ref>सूक्ष्म शैवाल के | [[File:Algae fuel in a beaker.jpg|thumb|शैवाल से ईंधन का उत्पादन किया जा सकता है]]एक अध्ययन में सुझाव दिया गया है कि सूक्ष्म शैवाल का उपयोग ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोत के रूप में किया जा सकता है।<ref>{{cite journal |last1=Oncel |first1=Suphi S. |title=मैक्रोएनर्जी दुनिया के लिए सूक्ष्म शैवाल|journal=Renewable and Sustainable Energy Reviews |date=October 2013 |volume=26 |pages=241–264 |doi=10.1016/j.rser.2013.05.059 }}</ref>सूक्ष्म शैवाल के तालाब को ग्रिप गैस जैसे कार्बन डाइऑक्साइड के स्रोत से खिलाया जाता है, और फिर सूक्ष्म शैवाल को फैलने की अनुमति दी जाती है। फिर शैवाल की कटाई की जाती है और कैप्चर जैव ईंधन को जैव ईंधन में बदल दिया जाता है। उत्पादित प्रति 1 टन शुष्क शैवाल जैव ईंधन से लगभग 1.8 टन CO<sub>2</sub> को हवा से हटाया जा सकता है, चूंकि यह संख्या वास्तव में प्रजातियों के आधार पर भिन्न होती है।<ref>{{cite web|url=http://www.globalccsinstitute.com/publications/accelerating-uptake-ccs-industrial-use-captured-carbon-dioxide/online/28426#c25|title=Accelerating the uptake of CCS: Industrial use of captured carbon dioxide|publisher=Global CCS Institute|access-date=7 October 2021|archive-url=https://web.archive.org/web/20120916011508/http://www.globalccsinstitute.com/publications/accelerating-uptake-ccs-industrial-use-captured-carbon-dioxide/online/28426#c25|archive-date=16 September 2012|url-status=dead}}</ref> कैप्चर CO<sub>2</sub> को अस्थायी रूप से संग्रहीत किया जाएगा क्योंकि उत्पादित जैव ईंधन का दहन किया जाएगा और CO<sub>2</sub> वापस हवा में छोड़ दिया जाएगा। चूंकि, जारी CO<sub>2</sub> को पहले वायुमंडल से पकड़ गया था और इसे वापस हवा में छोड़ने से ईंधन कार्बन-तटस्थ ईंधन बन जाता है। सूक्ष्म शैवाल जैव ईंधन को तीसरी पीढ़ी के जैव ईंधन का हिस्सा माना जाता है, जो पहली और दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन के साथ होने वाले नुकसान के बिना जीवाश्म ईंधन के लिए एक वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत है। <ref>{{cite journal |last1=Medipally |first1=Srikanth |last2=Yussof |first2=Fatimah |last3=Banerjee |first3=Sanjoy |last4=Shariff |first4=M. |title=जैव ईंधन उत्पादन के लिए सतत नवीकरणीय ऊर्जा फीडस्टॉक के रूप में सूक्ष्म शैवाल|journal=BioMed Res. Int. |date=March 22, 2015 |volume=2015 |page=519513 |doi=10.1155/2015/519513 |pmid=25874216 |pmc=4385614 |doi-access=free }}</ref> यह तकनीक अभी परिपक्व नहीं है.<ref>{{Cite web|url=https://www.chemengonline.com/mechanical-co2-sequestration-improves-algae-production/|title = Mechanical CO2 sequestration improves algae production|date = March 2019}}</ref>वर्तमान माइक्रोएल्गल कल्चर सिस्टम को उच्च साद्यांत जैव ईंधन वृद्धि और कार्बन कैप्चर के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। बड़े पैमाने पर माइक्रोएल्गल खेती के लिए रेसवे, उच्च दर वाले शैवाल तालाब और फोटोबायोरिएक्टर का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। इन प्रणालियों की सीमाएँ माइक्रोएल्गल विकास आवश्यकताओं से संबंधित हैं। पर्याप्त प्रकाश वितरण सुनिश्चित करने के लिए तालाबों को कम गहराई पर संचालित किया जाता है और इसलिए बड़ी भूमि की सतह की आवश्यकता होती है।<ref>{{Cite journal |last1=Nguyen |first1=Luong N. |last2=Vu |first2=Minh T. |last3=Vu |first3=Hang P. |last4=Johir |first4=Md. Abu Hasan |last5=Labeeuw |first5=Leen |last6=Ralph |first6=Peter J. |last7=Mahlia |first7=T. M. I. |last8=Pandey |first8=Ashok |last9=Sirohi |first9=Ranjna |last10=Nghiem |first10=Long D. |date=2023-01-17 |title=Microalgae-based carbon capture and utilization: A critical review on current system developments and biomass utilization |url=https://doi.org/10.1080/10643389.2022.2047141 |journal=Critical Reviews in Environmental Science and Technology |volume=53 |issue=2 |pages=216–238 |doi=10.1080/10643389.2022.2047141 |s2cid=247350232 |issn=1064-3389}}</ref> | ||
=== कृषि === | === कृषि === | ||
{{Main| | {{Main|जैव चारकोल}} | ||
एक दृष्टिकोण जिसे जलवायु परिवर्तन शमन प्रयास के रूप में भी प्रस्तावित किया गया है वह पौधे-आधारित कार्बन कैप्चर करना है।<ref>{{cite journal |last1=Matovic |first1=Darko |title=Biochar as a viable carbon sequestration option: Global and Canadian perspective |journal=Energy |date=April 2011 |volume=36 |issue=4 |pages=2011–2016 |doi=10.1016/j.energy.2010.09.031 }}</ref> परिणामी जैव ईंधन का उपयोग [[जैव ईंधन]] के लिए किया जा सकता है, जबकि जैव चारकोल उपोत्पाद का उपयोग मिट्टी-वर्धक के रूप में कृषि में अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। [https://www.coolplanet.com कूल प्लैनेट] एक निजी कंपनी है, जिसका कैलिफोर्निया के कैमारिलो में एक अनुसंधान एवं विकास संयंत्र है, जिसने कृषि अनुप्रयोगों के लिए जैव चारकोल का विकास किया है और दावा किया है कि उनका उत्पाद फसलों की उपज को 12.3% और तीन गुना रिटर्न (मुनाफ़ा) दे सकता है। [[मृदा स्वास्थ्य]] और पोषक तत्व बनाए रखने में सुधार के माध्यम से निवेश।<ref>{{Cite web|url=https://www.coolplanet.com/wp-content/uploads/2018/03/Cool-Planet-Completes-100th-Independent-Trial-of-Cool-Terra%C2%AE-1.pdf|title=Cool Planet Completes 100th Independent Trial of Cool Terra®|date=19 March 2018|website=Cool Planet}}</ref> चूंकि, जलवायु परिवर्तन को कम करने के लिए पौधे-आधारित कार्बन कैप्चर की प्रभावकारिता पर दावों को उचित मात्रा में संदेह है।<ref>{{Cite web|url=https://www.theverge.com/2014/4/14/5561250/cool-planet|title=हर चीज़ का आविष्कारक|last=Popper|first=Ben|date=2014-04-14|website=The Verge|language=en-US|access-date=2018-12-08}}</ref> | |||
==पर्यावरणीय प्रभाव== | ==पर्यावरणीय प्रभाव== | ||
[[File:CCU projects - 2011.png|thumb|273x273px|[[ वैश्विक सीसीएस संस्थान ]] की 2011 की रिपोर्ट के अनुसार, कार्बन कैप्चर और उपयोग परियोजनाओं और विकास की साइटें।<ref>{{Cite web|url=http://hub.globalccsinstitute.com/publications/accelerating-uptake-ccs-industrial-use-captured-carbon-dioxide/demonstration-projects|title=Demonstration projects {{!}} Global CCS Institute|website=hub.globalccsinstitute.com|access-date=2018-12-07|archive-date=2019-04-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20190412141429/http://hub.globalccsinstitute.com/publications/accelerating-uptake-ccs-industrial-use-captured-carbon-dioxide/demonstration-projects|url-status=dead}}</ref>|alt=]]पारंपरिक सीसीएस के खिलाफ चार मुख्य सीसीयू प्रौद्योगिकियों के प्रभावों का आकलन करने के लिए 16 जीवन चक्र पर्यावरणीय प्रभाव विश्लेषण किए गए हैं: रासायनिक संश्लेषण, कार्बन खनिजकरण, बायोडीजल उत्पादन, साथ ही उन्नत तेल रिकवरी (ईओआर)। इन प्रौद्योगिकियों का मूल्यांकन 10 जीवन-चक्र मूल्यांकन (एलसीए) प्रभावों के आधार पर किया गया था जैसे: अम्लीकरण क्षमता, | [[File:CCU projects - 2011.png|thumb|273x273px|[[ वैश्विक सीसीएस संस्थान ]] की 2011 की रिपोर्ट के अनुसार, कार्बन कैप्चर और उपयोग परियोजनाओं और विकास की साइटें।<ref>{{Cite web|url=http://hub.globalccsinstitute.com/publications/accelerating-uptake-ccs-industrial-use-captured-carbon-dioxide/demonstration-projects|title=Demonstration projects {{!}} Global CCS Institute|website=hub.globalccsinstitute.com|access-date=2018-12-07|archive-date=2019-04-12|archive-url=https://web.archive.org/web/20190412141429/http://hub.globalccsinstitute.com/publications/accelerating-uptake-ccs-industrial-use-captured-carbon-dioxide/demonstration-projects|url-status=dead}}</ref>|alt=]]2015 तक, पारंपरिक सीसीएस के खिलाफ चार मुख्य सीसीयू प्रौद्योगिकियों के प्रभावों का आकलन करने के लिए 16 जीवन चक्र पर्यावरणीय प्रभाव विश्लेषण किए गए हैं: रासायनिक संश्लेषण, कार्बन खनिजकरण, बायोडीजल उत्पादन, साथ ही उन्नत तेल रिकवरी (ईओआर)। इन प्रौद्योगिकियों का मूल्यांकन 10 जीवन-चक्र मूल्यांकन (एलसीए) प्रभावों के आधार पर किया गया था जैसे: अम्लीकरण क्षमता, सुपोषण क्षमता, वैश्विक ऊष्मण क्षमता और ओजोन रिक्तीकरण क्षमता। 16 अलग-अलग मॉडलों से निष्कर्ष यह निकला कि रासायनिक संश्लेषण में सबसे अधिक वैश्विक ऊष्मण क्षमता (सीसीएस की तुलना में 216 गुना) है, जबकि उन्नत तेल रिकवरी में सबसे कम वैश्विक ऊष्मण क्षमता (सीसीएस की 1.8 गुना) है।<ref name=":0"/> | ||
जीवन-चक्र मूल्यांकन (एलसीए) को मानकीकृत नहीं किया गया है क्योंकि उन्हें करने वाले अध्ययन विभिन्न मूल्यांकन पद्धतियों और पैरामीटर का उपयोग करते हैं जो एलसीए के परिणामों को बदलते हैं। विभिन्न सीसीयू प्रौद्योगिकियों के प्रभाव को बेहतर ढंग से मापने और तुलना करने के लिए उन्नत कार्यप्रणाली दिशानिर्देश और अभ्यास का मानकीकरण आवश्यक है।<ref>{{Cite journal |last1=Thonemann |first1=Nils |last2=Zacharopoulos |first2=Leon |last3=Fromme |first3=Felix |last4=Nühlen |first4=Jochen |date=2022-01-15 |title=Environmental impacts of carbon capture and utilization by mineral carbonation: A systematic literature review and meta life cycle assessment |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652621042335 |journal=Journal of Cleaner Production |language=en |volume=332 |pages=130067 |doi=10.1016/j.jclepro.2021.130067 |s2cid=245201124 |issn=0959-6526}}</ref> | जीवन-चक्र मूल्यांकन (एलसीए) को मानकीकृत नहीं किया गया है क्योंकि उन्हें करने वाले अध्ययन विभिन्न मूल्यांकन पद्धतियों और पैरामीटर का उपयोग करते हैं जो एलसीए के परिणामों को बदलते हैं। विभिन्न सीसीयू प्रौद्योगिकियों के प्रभाव को बेहतर ढंग से मापने और तुलना करने के लिए उन्नत कार्यप्रणाली दिशानिर्देश और अभ्यास का मानकीकरण आवश्यक है।<ref>{{Cite journal |last1=Thonemann |first1=Nils |last2=Zacharopoulos |first2=Leon |last3=Fromme |first3=Felix |last4=Nühlen |first4=Jochen |date=2022-01-15 |title=Environmental impacts of carbon capture and utilization by mineral carbonation: A systematic literature review and meta life cycle assessment |url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652621042335 |journal=Journal of Cleaner Production |language=en |volume=332 |pages=130067 |doi=10.1016/j.jclepro.2021.130067 |s2cid=245201124 |issn=0959-6526}}</ref> | ||
== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
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*कार्बन पृथक्करण | *कार्बन पृथक्करण | ||
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* {{cite report |doi=10.26356/CARBONCAPTURE |date=2018 |title=Novel carbon capture and utilisation technologies: Research and climate aspects Berlin: SAPEA |website=Science Advice for Policy by European Academies}} | * {{cite report |doi=10.26356/CARBONCAPTURE |date=2018 |title=Novel carbon capture and utilisation technologies: Research and climate aspects Berlin: SAPEA |website=Science Advice for Policy by European Academies}} | ||
*[https://www.dtu.dk/english/news/2019/09/new-route-to-carbon-neutral-fuels-from-carbon-dioxide-discovered-by-stanford-dtu-team?id=4feafcd3-bf1d-4e02-80ea-ea018bfc6caf New route to carbon-neutral fuels from carbon dioxide discovered by Stanford-DTU team] | *[https://www.dtu.dk/english/news/2019/09/new-route-to-carbon-neutral-fuels-from-carbon-dioxide-discovered-by-stanford-dtu-team?id=4feafcd3-bf1d-4e02-80ea-ea018bfc6caf New route to carbon-neutral fuels from carbon dioxide discovered by Stanford-DTU team] | ||
{{DEFAULTSORT:Carbon capture and utilization}}[[Category: कार्बन डाईऑक्साइड]] [[Category: कार्बन कैप्चर और भंडारण| कार्बन कैप्चर और भंडारण]] [[Category: जलवायु इंजीनियरिंग]] [[Category: उभरती तकनीकी]] [[Category: पर्यावरण प्रौद्योगिकी]] [[Category: वहनीयता]] [[Category: कार्बन डाइऑक्साइड के अनुप्रयोग| कार्बन डाइऑक्साइड के अनुप्रयोग]] | {{DEFAULTSORT:Carbon capture and utilization}}[[Category: कार्बन डाईऑक्साइड]] [[Category: कार्बन कैप्चर और भंडारण| कार्बन कैप्चर और भंडारण]] [[Category: जलवायु इंजीनियरिंग]] [[Category: उभरती तकनीकी]] [[Category: पर्यावरण प्रौद्योगिकी]] [[Category: वहनीयता]] [[Category: कार्बन डाइऑक्साइड के अनुप्रयोग| कार्बन डाइऑक्साइड के अनुप्रयोग]] | ||
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कार्बन कैप्चर और उपयोग (सीसीयू) औद्योगिक प्रक्रियाओं से कैप्चर कार्बन डाईऑक्साइड (CO2) और इसे पाइपलाइनों के माध्यम से उस स्थान पर अभिगमन करने की प्रक्रिया है जहां कोई इसे औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोग करना चाहता है।[1]
कैप्चर CO2 को कई उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है: एक समूह अल्कोहल है, जैसे मेथनॉल, जिसका उपयोग ईंधन और ऊर्जा के अन्य वैकल्पिक और नवीकरणीय स्रोतों के रूप में किया जाता है। अन्य वाणिज्यिक उत्पादों में प्लास्टिक, कंक्रीट और विभिन्न रासायनिक संश्लेषण के लिए अभिकारक सम्मिलित हैं।[2]
एकल उत्पाद के संबंध में, सीसीयू के परिणामस्वरूप वातावरण में शुद्ध कार्बन धनात्मक नहीं होता है। यदि, इसके अतिरिक्त, यह उत्पाद जीवाश्म मूल में से किसी एक को प्रतिस्थापित करता है तो समग्र CO2 उत्सर्जन में कमी आती है।
सीसीयू कार्बन कैप्चर और स्टोरेज (सीसीएस) से इस मायने में भिन्न है कि सीसीयू का लक्ष्य या परिणाम कार्बन डाइऑक्साइड का स्थायी भूवैज्ञानिक भंडारण नहीं है। इसके बजाय, सीसीयू का लक्ष्य कैप्चर कार्बन डाइऑक्साइड को अधिक मूल्यवान पदार्थों या उत्पादों में परिवर्तित करना है; जैसे प्लास्टिक, कंक्रीट या विद्युत ईंधन ; उत्पादन प्रक्रियाओं की कार्बन तटस्थता को बनाए रखते हुए।
सीसीयू और सीसीएस पर कभी-कभी सामूहिक रूप से कार्बन कैप्चर, उपयोग और पृथक्करण (सीसीयूएस) के रूप में चर्चा की जाती है।
कैप्चर CO2 कई उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है: एक समूह अल्कोहल (रसायन) है, जैसे मेथनॉल, जिसका उपयोग ईंधन और अन्य कार्बन-तटस्थ ईंधन के रूप में किया जाता है। अन्य वाणिज्यिक उत्पादों में प्लास्टिक, कंक्रीट और विभिन्न रासायनिक संश्लेषण के लिए अभिकारक सम्मिलित हैं।[3]
कई अतिरिक्त बातों को भी ध्यान में रखना होगा। चूंकि CO2 कार्बन का ऊष्मागतिक रूप से स्थिर रूप है, इसलिए इससे उत्पाद बनाना ऊर्जा गहन है।[4] सीसीयू में संनिवेशन करने से पहले उत्पाद बनाने के लिए अन्य कच्चे माल की उपलब्धता पर भी विचार किया जाना चाहिए।
कैप्चर और उपयोग के लिए विभिन्न संभावित विकल्पों पर विचार करते हुए, शोध से पता चलता है कि जिनमें रसायन, ईंधन और सूक्ष्म शैवाल सम्मिलित हैं उनमें CO2 हटाने की सीमित क्षमता है, जबकि जो निर्माण सामग्री और कृषि उपयोग में सम्मिलित हैं वे अधिक प्रभावी हो सकते हैं।[5]
सीसीयू की लाभप्रदता आंशिक रूप से वायुमंडल में छोड़े जा रहे CO2 की कार्बन कीमत पर निर्भर करती है। कार्बन कैप्चर और उपयोग प्रमुख स्थिर (औद्योगिक) उत्सर्जकों से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को महत्वपूर्ण रूप से कम करने की वैश्विक चुनौती पर प्रतिक्रिया दे सकता है।
कार्बन के स्रोत
CO2 सामान्यतः भारी उद्योग जैसे पेट्रोकेमिकल संयंत्रों में निश्चित बिंदु स्रोतों से कैप्चर किया जाता है।[6] इन निकास धारा से कैप्चर CO2 की सांद्रता अलग-अलग होती है। एक सामान्य कोयला बिजली संयंत्र की ग्रिप गैस निकास धारा में10-12% CO2 सांद्रता होती है।[7] एक जैव ईंधन रिफाइनरी पानी और इथेनॉल जैसी अल्प मात्रा में अशुद्धियों के साथ CO2 की उच्च शुद्धता (99%) का उत्पादन करती है।[7]
पृथक्करण प्रक्रिया स्वयं अवशोषण (रसायन विज्ञान), अधिशोषण, या झिल्ली जैसी पृथक्करण प्रक्रियाओं के माध्यम से की जा सकती है।[8]
सीसीयू प्रक्रिया में कैप्चर के अन्य संभावित स्रोत में वृक्षारोपण का उपयोग सम्मिलित है। यह विचार कीलिंग कर्व में अवलोकन से उत्पन्न हुआ है वायुमंडल में CO2 का स्तर लगभग 5 पीपीएम (प्रति मिलियन भाग) की वार्षिक भिन्नता से गुजरता है, जिसका श्रेय वनस्पति के मौसमी परिवर्तन और उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध के बीच भूमि द्रव्यमान में अंतर को दिया जाता है।[9][10] चूंकि, पौधों द्वारा अवशोषित CO2 पौधों के मरने पर वायुमंडल में वापस आ जाएगी। इस प्रकार, इसकी तीव्र वृद्धि और उच्च कार्बन कैप्चर दर को देखते हुए, C4 कार्बन स्थिरीकरण के साथ फसलें लगाने का प्रस्ताव है, और फिर जैव चारकोल जैसे अनुप्रयोगों के लिए जैव ईंधन को संसाधित करने का प्रस्ताव है जिसे मिट्टी में स्थायी रूप से संग्रहीत किया जाएगा।[11]
प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग के उदाहरण
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CO2 विद्युतपघटन
विभिन्न प्रकार के मूल्यवर्धित उत्पादों के लिए CO2 विद्युतीकरण कई वर्षों से विकासाधीन है। कुछ प्रमुख लक्ष्य फॉर्मेट, ऑक्सालेट और मेथनॉल हैं, क्योंकि CO2 से इन उत्पादों का विद्युत रासायनिक निर्माण एक बहुत ही पर्यावरणीय रूप से टिकाऊ अभ्यास होगा।[12]उदाहरण के लिए, CO2 को जलीय उत्प्रेरण प्रक्रिया में इसे पकड़कर कार्बन-तटस्थ ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है।[13][14] इस तरह से CO2 को सीधे इथेनॉल में परिवर्तित करना संभव है, जिसे बाद में पेट्रोल और जेट ईंधन में उन्नयन किया जा सकता है।[15][16]
कार्बन-तटस्थ ईंधन
मुख्य हाइड्रोकार्बन स्रोत के रूप में वायुमंडल से कैप्चर CO2 का उपयोग करके कार्बन-तटस्थ ईंधन को संश्लेषित किया जा सकता है। फिर ईंधन का दहन किया जाता है और CO2 दहन प्रक्रिया के उपोत्पाद के रूप में, वापस हवा में छोड़ दिया जाता है। इस प्रक्रिया में, वायुमंडल से कोई शुद्ध कार्बन डाइऑक्साइड जारी या हटाया नहीं जाता है, इसलिए इसे कार्बन-तटस्थ ईंधन कहा जाता है।
मेथनॉल ईंधन
हाइड्रोकार्बन का उत्पादन करने की सिद्ध प्रक्रिया मेथनॉल बनाना है। परंपरागत रूप से, मेथनॉल का उत्पादन प्राकृतिक गैस से किया जाता है।[17] मेथनॉल को CO2 और H2 से आसानी से संश्लेषित किया जाता है। इसी तथ्य के आधार पर मेथनॉल अर्थव्यवस्था का विचार जन्मा है।
मेथनॉल, या मिथाइल अल्कोहल, CH3OH के रासायनिक सूत्र के साथ अल्कोहल कार्बनिक यौगिक के वर्ग का सबसे सरल सदस्य है। नवीकरणीय ऊर्जा के साथ उत्पादन करते समय एकत्रित कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग करके मेथनॉल ईंधन का निर्माण किया जा सकता है। परिणाम स्वरुप, कार्बन-तटस्थ स्थिरता कैप्चर करने के लिए बिजली उत्पादन में मेथनॉल ईंधन को जीवाश्म ईंधन के विकल्प के रूप में माना गया है।[18][19] कार्बन डाइऑक्साइड से मेथनॉल का संश्लेषण उत्प्रेरक की उपस्थिति में हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया के माध्यम से किया जाता है। सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले उत्प्रेरक तांबा, जस्ता और पैलेडियम हैं। ये प्रतिक्रियाएं सामान्यतः ले चैटेलियर के सिद्धांत के माध्यम से मेथनॉल उत्पाद की ओर प्रतिक्रिया संतुलन रसायन शास्त्र को स्थानांतरित करने के लिए उच्च दबाव स्थितियों की स्थिति में की जाती हैं।[20] कार्बन रीसाइक्लिंग इंटरनेशनल, आइसलैंड के ग्रिंडाविक में उत्पादन सुविधा वाली कंपनी, वर्तमान 4,000 टन/वर्ष उत्पादन क्षमता के साथ उत्सर्जन-से-तरल नवीकरणीय उच्च ऑक्टेन मेथनॉल ईंधन का विपणन करती है।[21]
डाइमिथाइल ईथर
डाइमिथाइल ईथर ने डीजल ईंधन के संभावित विकल्प के रूप में कार्बन तटस्थ ईंधन के रूप में विश्वास दिलाया है। डाइमिथाइल ईथर को सामान्यतः अम्ल उत्प्रेरक की उपस्थिति में मेथनॉल की निर्जलीकरण प्रतिक्रिया से संश्लेषित किया जाता है, लेकिन शोधकर्ताओं ने हाल ही में द्वि-कार्यात्मक उत्प्रेरक और सिनगैस से मेथनॉल के संश्लेषण के लिए समान स्थितियों का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को डाइमिथाइल ईथर में परिवर्तित करने के लिए एक कदम विधि विकसित की है।[22]
रासायनिक संश्लेषण
अत्यधिक वांछनीय C1 (एक-कार्बन) रासायनिक फीडस्टॉक के रूप में, पहले से कैप्चर CO2 को विभिन्न प्रकार के उत्पादों में परिवर्तित किया जा सकता है। इनमें से कुछ उत्पादों में सम्मिलित हैं: पॉलीकार्बोनेट (जिंक आधारित उत्प्रेरक के माध्यम से) या अन्य कार्बनिक उत्पाद जैसे एसिटिक एसिड,[23] यूरिया,[23]और पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी)।[24] वर्तमान में 75% (112 मिलियन टन) यूरिया उत्पादन, 2% (2 मिलियन टन) मेथनॉल उत्पादन, 43% (30 हजार टन) सैलिसिलिक एसिड उत्पादन, और 50% (40 हजार टन) साइक्लिक कार्बोनेट उत्पादन CO2 का उपयोग फीडस्टॉक के रूप मे करते हैं।[25] रासायनिक संश्लेषण CO2 का स्थायी भंडारण/उपयोग नहीं है, क्योंकि एलिफैटिक यौगिक (सीधी श्रृंखला) यौगिक 6 महीने के प्रारंभ में ही CO2 को नष्ट करके वायुमंडल में वापस छोड़ सकते हैं।[24]जैसे-जैसे जीवाश्म ईंधन का उपयोग कम हो रहा है, हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने को वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैसों के दीर्घकालिक संचय को रोकने के तरीके के रूप में देखा जा रहा है। कार्बन उत्सर्जन और भंडारण के साथ-साथ जीवाश्म ईंधन के उपयोग में कमी को "निषेधात्मक उत्सर्जन" के रूप में जाना जाता है।
कार्बन डाइऑक्साइड का उपयोग सेल के बिना स्टार्च को संश्लेषित करने के लिए कीमोएंजाइमेटिक प्रक्रियाओं में भी किया जा सकता है। प्रकृति में स्टार्च को सामान्यतः प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड से सेल के भीतर संश्लेषित किया जाता है। सेल-मुक्त संश्लेषण में, कार्बन डाइऑक्साइड को अकार्बनिक उत्प्रेरक के साथ मेथनॉल में कम किया जाता है; फिर मेथनॉल को तीन कार्बन शर्करा इकाइयों में परिवर्तित किया जाता है। तीन कार्बन शर्करा इकाइयों को छह कार्बन शर्करा इकाइयों में परिवर्तित किया जाएगा और अंत में स्टार्च में बहुलकित किया जाएगा। प्रकाश संश्लेषण की तुलना में, जिसमें साठ जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं सम्मिलित होती हैं, सेल-मुक्त संश्लेषण के लिए ग्यारह चरणों की आवश्यकता होती है। इसका मतलब है कि सेल-मुक्त संश्लेषण प्रकाश संश्लेषण से तेज़ हो सकता है। संश्लेषण दर धान्य स्टार्च की तुलना में 8.5 गुना है, और कार्बन डाइऑक्साइड की अवशोषण दर पौधों की तुलना में अधिक कुशल है। [26] यह पद्धति अभी भी विकसित हो रही है, और इस विषय पर पहला प्रकाशन केवल 2021 में हुआ था, इसलिए अभी भी कुछ समस्याएं हैं। सबसे पहले, इस विधि के लिए महत्वपूर्ण ऊर्जा इनपुट की आवश्यकता होती है, जैसे पौधों को सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता होती है। यदि उपयोग की जाने वाली बिजली का उत्पादन साफ-सुथरा नहीं किया जाता है, तो भी बड़े पैमाने पर कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन होगा। इसके अतिरिक्त, उच्च लागत व्यावसायीकरण में बाधा उत्पन्न करती है।
2023 में, सिडनी विश्वविद्यालय और टोरंटो विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की अंतरराष्ट्रीय टीम ने उत्सर्जन स्रोतों से या सीधे हवा से कैप्चर CO2 के रूपांतरण के लिए नई अम्ल-आधारित विद्युत रासायनिक प्रक्रिया विकसित की है।[27]
उन्नत तेल या गैस रिकवरी
ईओआर में, कुओं द्वारा निकाले जाने वाले तेल की मात्रा को बढ़ाने के लक्ष्य के साथ कैप्चर CO2 को ख़त्म हो चुके तेल क्षेत्रों में अन्तःक्षेप किया जाता है। यह विधि तेल उत्पादन को 5-40% तक बढ़ाने में सिद्ध है।[[24]
उन्नत गैस रिकवरी (ईजीआर)
उन्नत गैस रिकवरी (सीएसईजीआर) के साथ कार्बन पृथक्करण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें CO2 गैस भंडार में गहराई तक अन्तःक्षेप किया जाता है और परिणामस्वरूप, कुछ दूरी पर स्थित गैस कुओं पर, मीथेन (CH)4 उत्पादन किया जाता है। CO2 के सक्रिय अन्तःक्षेपन द्वारा यह प्रक्रिया दबाव और मीथेन विस्थापन का कारण बनती है, जिससे जल-अभियान या ह्रास-अभियान संचालन की तुलना में गैस रिकवरी बढ़ जाती है।[28]
कार्बन खनिजीकरण
ग्रिप गैस जैसे स्रोतों से कार्बन डाइऑक्साइड को स्थिर ठोस कार्बोनेट बनाने के लिए मैग्नीशियम ऑक्साइड और कैल्शियम ऑक्साइड जैसे खनिजों के साथ प्रतिक्रिया की जाती है। इन खनिजों का खनन किया जा सकता है, या सम्मिलित लवण जल और अपशिष्ट औद्योगिक खनिजों (लावा सहित) का पुन: उपयोग किया जा सकता है।[29] उत्पादित कार्बोनेट का उपयोग निर्माण, उपभोक्ता उत्पादों और कार्बन कैप्चर और अधिग्रहण (सीसीएस) के विकल्प के रूप में किया जा सकता है।
प्रत्येक 3.7 टन खनिज कार्बोनेट के उत्पादन के लिए इसे हवा से लगभग 1 टन CO2 हटा दिया जाता है।[29]
सूक्ष्म शैवाल से जैव ईंधन
एक अध्ययन में सुझाव दिया गया है कि सूक्ष्म शैवाल का उपयोग ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोत के रूप में किया जा सकता है।[30]सूक्ष्म शैवाल के तालाब को ग्रिप गैस जैसे कार्बन डाइऑक्साइड के स्रोत से खिलाया जाता है, और फिर सूक्ष्म शैवाल को फैलने की अनुमति दी जाती है। फिर शैवाल की कटाई की जाती है और कैप्चर जैव ईंधन को जैव ईंधन में बदल दिया जाता है। उत्पादित प्रति 1 टन शुष्क शैवाल जैव ईंधन से लगभग 1.8 टन CO2 को हवा से हटाया जा सकता है, चूंकि यह संख्या वास्तव में प्रजातियों के आधार पर भिन्न होती है।[31] कैप्चर CO2 को अस्थायी रूप से संग्रहीत किया जाएगा क्योंकि उत्पादित जैव ईंधन का दहन किया जाएगा और CO2 वापस हवा में छोड़ दिया जाएगा। चूंकि, जारी CO2 को पहले वायुमंडल से पकड़ गया था और इसे वापस हवा में छोड़ने से ईंधन कार्बन-तटस्थ ईंधन बन जाता है। सूक्ष्म शैवाल जैव ईंधन को तीसरी पीढ़ी के जैव ईंधन का हिस्सा माना जाता है, जो पहली और दूसरी पीढ़ी के जैव ईंधन के साथ होने वाले नुकसान के बिना जीवाश्म ईंधन के लिए एक वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत है। [32] यह तकनीक अभी परिपक्व नहीं है.[33]वर्तमान माइक्रोएल्गल कल्चर सिस्टम को उच्च साद्यांत जैव ईंधन वृद्धि और कार्बन कैप्चर के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। बड़े पैमाने पर माइक्रोएल्गल खेती के लिए रेसवे, उच्च दर वाले शैवाल तालाब और फोटोबायोरिएक्टर का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। इन प्रणालियों की सीमाएँ माइक्रोएल्गल विकास आवश्यकताओं से संबंधित हैं। पर्याप्त प्रकाश वितरण सुनिश्चित करने के लिए तालाबों को कम गहराई पर संचालित किया जाता है और इसलिए बड़ी भूमि की सतह की आवश्यकता होती है।[34]
कृषि
एक दृष्टिकोण जिसे जलवायु परिवर्तन शमन प्रयास के रूप में भी प्रस्तावित किया गया है वह पौधे-आधारित कार्बन कैप्चर करना है।[35] परिणामी जैव ईंधन का उपयोग जैव ईंधन के लिए किया जा सकता है, जबकि जैव चारकोल उपोत्पाद का उपयोग मिट्टी-वर्धक के रूप में कृषि में अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। कूल प्लैनेट एक निजी कंपनी है, जिसका कैलिफोर्निया के कैमारिलो में एक अनुसंधान एवं विकास संयंत्र है, जिसने कृषि अनुप्रयोगों के लिए जैव चारकोल का विकास किया है और दावा किया है कि उनका उत्पाद फसलों की उपज को 12.3% और तीन गुना रिटर्न (मुनाफ़ा) दे सकता है। मृदा स्वास्थ्य और पोषक तत्व बनाए रखने में सुधार के माध्यम से निवेश।[36] चूंकि, जलवायु परिवर्तन को कम करने के लिए पौधे-आधारित कार्बन कैप्चर की प्रभावकारिता पर दावों को उचित मात्रा में संदेह है।[37]
पर्यावरणीय प्रभाव
वैश्विक सीसीएस संस्थान की 2011 की रिपोर्ट के अनुसार, कार्बन कैप्चर और उपयोग परियोजनाओं और विकास की साइटें।[38]
2015 तक, पारंपरिक सीसीएस के खिलाफ चार मुख्य सीसीयू प्रौद्योगिकियों के प्रभावों का आकलन करने के लिए 16 जीवन चक्र पर्यावरणीय प्रभाव विश्लेषण किए गए हैं: रासायनिक संश्लेषण, कार्बन खनिजकरण, बायोडीजल उत्पादन, साथ ही उन्नत तेल रिकवरी (ईओआर)। इन प्रौद्योगिकियों का मूल्यांकन 10 जीवन-चक्र मूल्यांकन (एलसीए) प्रभावों के आधार पर किया गया था जैसे: अम्लीकरण क्षमता, सुपोषण क्षमता, वैश्विक ऊष्मण क्षमता और ओजोन रिक्तीकरण क्षमता। 16 अलग-अलग मॉडलों से निष्कर्ष यह निकला कि रासायनिक संश्लेषण में सबसे अधिक वैश्विक ऊष्मण क्षमता (सीसीएस की तुलना में 216 गुना) है, जबकि उन्नत तेल रिकवरी में सबसे कम वैश्विक ऊष्मण क्षमता (सीसीएस की 1.8 गुना) है।[1]
जीवन-चक्र मूल्यांकन (एलसीए) को मानकीकृत नहीं किया गया है क्योंकि उन्हें करने वाले अध्ययन विभिन्न मूल्यांकन पद्धतियों और पैरामीटर का उपयोग करते हैं जो एलसीए के परिणामों को बदलते हैं। विभिन्न सीसीयू प्रौद्योगिकियों के प्रभाव को बेहतर ढंग से मापने और तुलना करने के लिए उन्नत कार्यप्रणाली दिशानिर्देश और अभ्यास का मानकीकरण आवश्यक है।[39]
यह भी देखें
- कार्बन को पकड़ने और भंडारण
- कार्बन तटस्थ ईंधन
- कार्बन पृथक्करण
- जलवायु परिवर्तन शमन
- ग्रीनहाउस गैस निष्कासन
- ऊर्जा विषयों की सूची
- निम्न-कार्बन अर्थव्यवस्था
- सोलर फूड्स लिमिटेड
संदर्भ
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अग्रिम पठन
- Introduction to Carbon Capture and Sequestration. The Berkeley Lectures on Energy. Vol. 1. 2014. doi:10.1142/p911. ISBN 978-1-78326-327-1.
- Novel carbon capture and utilisation technologies: Research and climate aspects Berlin: SAPEA. Science Advice for Policy by European Academies (Report). 2018. doi:10.26356/CARBONCAPTURE.
- New route to carbon-neutral fuels from carbon dioxide discovered by Stanford-DTU team
