कार्बन कैप्चर और भंडारण के साथ बायोएनेर्जी

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कार्बन को पकड़ने और भंडारण (बीईसीसीएस) के साथ जैव बायोमास (ऊर्जा) और कार्बन प्राप्त और स्टोरेज से बायोएनेर्जी निकालने की प्रक्रिया है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड हटाने हटाया जाता है।[1] बीईसीएस ऋणात्मक उत्सर्जन विधि (NET) हो सकता है।[2] बायोमास में कार्बन ग्रीनहाउस गैस कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) से आता है) जो बढ़ता है, बायोमास द्वारा कार्बन निर्धारण होता है। ऊर्जा (बायोएनेर्जी) को उपयोगी रूपों (बिजली, गर्मी, जैव ईंधन, आदि) में निकाला जाता है क्योंकि बायोमास का उपयोग दहन, किण्वन, पाइरोलिसिस या अन्य रूपांतरण विधियों के माध्यम से किया जाता है।

बायोमास में कार्बन में से कुछ को CO2 में परिवर्तित कर दिया जाता है या बायोचार जो तब कार्बन डाइऑक्साइड हटाने (सीडीआर) को सक्षम करते हुए, क्रमशः CO2 या भूमि अनुप्रयोग के भूगर्भिक अनुक्रम द्वारा संग्रहीत किया जा सकता है। [2]

बीईसीसीएस से ऋणात्मक उत्सर्जन की संभावित सीमा प्रति वर्ष शून्य से 22 गीगाटन होने का अनुमान लगाया गया था।[3] As of 2019, दुनिया भर में पांच सुविधाएं सक्रिय रूप से बीईसीएस प्रौद्योगिकियों का उपयोग कर रही थीं और CO2 के प्रति वर्ष लगभग 1.5 मिलियन टन प्रति वर्ष प्राप्त कर रही थीं.[4] बीईसीएस की व्यापक नियती बायोमास की लागत और उपलब्धता से विवश है।[5][6]: 10 

ऋणात्मक उत्सर्जन

See also: कार्बन सिंक and कार्बन डाइऑक्साइड रिमूवल
विभिन्न ऊर्जा प्रणालियों के लिए कार्बन प्रवाह योजनाबद्ध।

बीक्स की मुख्य अपील CO2 के ऋणात्मक उत्सर्जन के परिणामस्वरूप होने की क्षमता में है।।बायोएनेर्जी स्रोतों से कार्बन डाइऑक्साइड का अधिकृत प्रभावी रूप से CO2 को वातावरण से हटा देता है।[7][8]

बायोएनेर्जी बायोमास से लिया गया है जो अक्षय ऊर्जा स्रोत है और इसके विकास के समय कार्बन सिंक के रूप में कार्य करता है।औद्योगिक प्रक्रियाओं के समय, बायोमास ने CO2 को फिर से वातावरण में संसाधित किया। कार्बन प्राप्त एंड स्टोरेज (सीसीएस) विधि CO2 के उत्सर्जन को रोकने के लिए कार्य करती है वातावरण में और इसे भूवैज्ञानिक भंडारण स्थानों में पुनर्निर्देशित करें[9] या ठोस।[10] CO2 के शुद्ध शून्य उत्सर्जन के परिणामस्वरूप होने वाली प्रक्रिया, चूंकि यह बायोमास वृद्धि, परिवहन और प्रसंस्करण से जुड़े कार्बन उत्सर्जन के आधार पर सकारात्मक या ऋणात्मक रूप से परिवर्तित कर सकता है, पर्यावरणीय विचारों के अनुसार नीचे देखें।[11] CO2 बायोमास मूल के साथ न केवल बायोमास ईंधन वाले बिजली संयंत्रों से जारी किया जाता है, बल्कि पेपर बनाने के लिए और बायोगैस और बायोएथेनॉल जैसे जैव ईंधन के उत्पादन में लुगदी (कागज) के उत्पादन के समय भी किया जाता हैं। बीईसीएस विधि को इन जैसी औद्योगिक प्रक्रियाओं पर भी नियोजित किया जाता है[12] और सीमेंट बनाया जाता हैं।[13]

बीक्स टेक्नोलॉजीज अर्ध-स्थायी तरीके से भूगर्भिक संरचनाओं में कार्बन डाइऑक्साइड को फंसाता है, जबकि पेड़ अपने कार्बन को अपने जीवनकाल के समय ही संग्रहीत करता है। 2005 में यह अनुमान लगाया गया था कि भूगर्भिक अनुक्रम के माध्यम से संग्रहीत 99% से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड 1000 से अधिक वर्षों तक रहने की संभावना है।[14] जबकि अन्य प्रकार के कार्बन सिंक जैसे कि महासागर, पेड़ और मिट्टी में बढ़े हुए तापमान पर प्रतिकूल जलवायु परिवर्तन प्रतिक्रियाओं का जोखिम सम्मलित हो सकता है, बीईसीएस विधि को CO2 स्टोर करके भूवैज्ञानिक संरचनाओं में उच्चतम स्थायित्व प्रदान करने की संभावना है।[15][14] औद्योगिक प्रक्रियाओं ने बहुत अधिक CO2 जारी किया है कम उत्सर्जन लक्ष्यों तक पहुंचने के लिए पेड़ों और मिट्टी जैसे पारंपरिक सिंक द्वारा अवशोषित किया जाना हैं।[16] वर्तमान में संचित उत्सर्जन के अतिरिक्त, इस सदी के समय महत्वपूर्ण अतिरिक्त उत्सर्जन होगा, यहां तक कि सबसे महत्वाकांक्षी कम-उत्सर्जन परिदृश्यों में की गई थी। इसलिए बीक्स को उत्सर्जन की प्रवृत्ति को उलटने और शुद्ध ऋणात्मक उत्सर्जन की वैश्विक प्रणाली बनाने के लिए विधि के रूप में सुझाया गया है।[1][17][16][18][19] इसका तात्पर्य यह है कि उत्सर्जन न केवल शून्य होगा, बल्कि ऋणात्मक होगा, जिससे कि न केवल उत्सर्जन हो, बल्कि CO2 की पूर्ण मात्रा हो वातावरण में कम हो जाएगा।

आवेदन

स्त्रोत CO2 स्त्रोत Sector
इथेनॉल उत्पादन गन्ना, गेहूं या मकई जैसे बायोमास का किण्वन उप-उत्पाद के रूप में CO2 को मुक्त करता है। उद्योग
लुगदी और कागज का संयुक्त पदार्थ

सीमेंट उत्पादन

  • CO2 रिकवरी बॉयलर में उत्पादित।
  • CO2 चूने की भट्टियों में उत्पादित, जैसे कि सीमेंट बनाते समय।[13]
  • गैसीकरण प्रौद्योगिकियों के लिए, CO2 ब्लैक एल्कोहाल और बायोमास जैसे पेड़ की छाल और लकड़ी के गैसीकरण के दौरान उत्पन्न होता है।
  • भारी मात्रा में CO2 संयुक्त चक्र प्रक्रिया में, गैसीकरण के एक उत्पाद, सिनगैस के दहन से भी मुक्त होते हैं।
 उद्योग
बायोगैस उत्पादन बायोगैस उन्नयन प्रक्रिया में, CO2 उच्च गुणवत्ता वाली गैस का उत्पादन करने के लिए मीथेन से अलग किया जाता है। उद्योग
विद्युत ऊर्जा संयंत्र उप-उत्पाद के रूप में भाप या गैस चालित जनरेटर में बायोमास या जैव ईंधन का दहन CO2 ऊर्जा
ताप विद्युत संयंत्र ऊष्मा उत्पादन के लिए जैव ईंधन का दहन CO2 उप-उत्पाद के रूप में आमतौर पर हीटिंग के लिए उपयोग किया जाता है। ऊर्जा

लागत

बीईसीएस के लिए लागत अनुमान $ 60- $ 250 प्रति टन CO2 से होता है.[20] यह अनुमान लगाया गया था कि गैर-जीवाश्म ईंधन-व्युत्पन्न बिजली द्वारा संचालित खनिज अपक्षय के साथ खनिज पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के संयोजन के इलेक्ट्रोगेकेमिकल तरीके, औसतन, ऊर्जा उत्पादन और CO2 दोनों में वृद्धि कर सकते हैं बीईसी के सापेक्ष 50 गुना से अधिक को हटाना, बराबर या यहां तक कि कम लागत पर, किन्तु इस प्रकार की विधियों को विकसित करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है।[21]

प्रौद्योगिकी

Main article: कार्बन को पकड़ने और भंडारण

CO2 के लिए मुख्य विधि बायोटिक स्रोतों से प्राप्त सामान्यतः पारंपरिक जीवाश्म ईंधन स्रोतों से कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त के समान विधि को नियुक्त करता है।[citation needed] मोटे तौर पर, तीन अलग-अलग प्रकार की प्रौद्योगिकियां सम्मलित हैं: पोस्ट दहन प्राप्त या पोस्ट-दहन, पूर्व-दहन, और ऑक्सी-ईंधन दहन प्रक्रिया या ऑक्सी-ईंधन दहन इत्यादि।[22]

ऑक्सी-दहन

See also: ऑक्सी-ईंधन दहन प्रक्रिया

ऑक्सी, ईंधन दहन कांच, सीमेंट और स्टील उद्योगों में सामान्य प्रक्रिया रही है। यह CCS के लिए आशाजनक विधिी दृष्टिकोण भी है। OXY2 तथा ईंधन दहन में, पारंपरिक वायु फायरिंग और पुनर्नवीनीकरण फ्लू गैस में मुख्य अंतर यह है कि ई के मिश्रण में ईंधन जलाया जाता है। O2 वायु पृथक्करण इकाई (एएसयू) द्वारा निर्मित है, जो वायुमंडलीय N2 को आक्सीकारक स्ट्रीम से हटा देता है। N2 को हटाकर प्रक्रिया के अपस्ट्रीम, CO2 की उच्च एकाग्रता के साथ ग्रिप गैस और जल वाष्प का उत्पादन किया जाता है, जो पोस्ट एक्यूस कॉम्बिशन प्राप्त प्लांट की आवश्यकता को समाप्त करता है। पानी के वाष्प को संघनन द्वारा हटाया जा सकता है, जिससे अपेक्षाकृत उच्च CO2 का उत्पाद धारा छोड़कर निकलता है जो, बाद में शुद्धिकरण और निर्जलीकरण के बाद, भूवैज्ञानिक भंडारण स्थल पर पंप किया जा सकता है।[23]

ऑक्सी-दहन का उपयोग करके बीईसीएस कार्यान्वयन की प्रमुख चुनौतियां दहन प्रक्रिया से जुड़ी हैं।उच्च वाष्पशील सामग्री बायोमास के लिए, आग और विस्फोट के जोखिम को कम करने के लिए मिल तापमान को कम तापमान पर रखा जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, लौ का तापमान कम है।इसलिए, ऑक्सीजन की एकाग्रता को 27-30%तक बढ़ाने की आवश्यकता है।[23]

पूर्व-दहन

पूर्व-दहन कार्बन प्राप्त उन प्रक्रियाओं का वर्णन करता है जो ऊर्जा उत्पन्न करने से पहले CO2 पर अधिकार स्थापित कर लेता हैं। यह प्रायः पांच ऑपरेटिंग चरणों में पूरा किया जाता है: ऑक्सीजन जनरेशन, सिनगास जेनरेशन, CO2 पृथक्करण, CO2 संपीड़न, और बिजली उत्पादन। ईंधन पहले CO2 और H की धारा बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके गैसीकरण प्रक्रिया के माध्यम से जाता है, जो सिनगैस है। उत्पाद तब वाटर-गैस शिफ्ट रिएक्टर से गुजरेंगे, जो कि CO2 और He2 बनाने के लिए होगा। CO2 द्वारा जो उत्पादित किया जाता है उसे तब प्राप्त किया जाएगा, और H2, जो शुद्ध स्रोत है, जिसका उपयोग ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए दहन के लिए किया जाएगा।[24] सिनगैस उत्पादन के साथ CO गैसीकरण की प्रक्रिया को एकीकृत गैसीकरण CO चक्र (IGCC) कहा जाता है। एक वायु पृथक्करण इकाई (एएसयू) ऑक्सीजन स्रोत के रूप में काम कर सकती है, किन्तु कुछ शोधों में पाया गया है कि ही फ्ल्यू गैस के साथ, ऑक्सीजन गैसीकरण केवल वायु गैसीकरण से थोड़ा उच्चतम है। दोनों में ईंधन स्रोत के रूप में कोयले का उपयोग करके लगभग 70% की ऊष्मीय दक्षता है।[23] इस प्रकार, एएसयू का उपयोग पूर्व-दहन में वास्तव में आवश्यक नहीं है।

बायोमास को सल्फर-मुक्त माना जाता है, जो पूर्व-दहन प्राप्त के लिए ईंधन के रूप में होता है। चूंकि, बायोमास दहन में अन्य ट्रेस तत्व हैं जैसे कि के और NA जो सिस्टम में जमा हो सकते हैं और अंत में यांत्रिक भागों के क्षरण का कारण बन सकते हैं।[23]इस प्रकार, उन ट्रेस तत्वों के लिए पृथक्करण विधियों के आगे के विकास की आवश्यकता है। इसमें और भी गैसीकरण प्रक्रिया होने के बाद, CO2 बायोमास स्रोतों के लिए सिनगैस धारा में द्रव्यमान द्वारा 13% - 15.3% तक लेता है, जबकि यह कोयले के लिए केवल 1.7% - 4.4% है।[23] यह CO के लिए CO2 के रूपांतरण को सीमित करता है जल गैस की पारी में, और H2 के लिए उत्पादन दर तदनुसार कम हो जाएगा। चूंकि, बायोमास का उपयोग करके पूर्व -दहन प्राप्त की ऊष्मीय दक्षता कोयले से मिलती जुलती है जो लगभग 62% - 100% है। कुछ शोधों में पाया गया कि बायोमास/पानी के घोल ईंधन क्षेत्र के अतिरिक्त सूखी प्रणाली का उपयोग करना बायोमास के लिए अधिक ऊष्मीय रूप से कुशल और व्यावहारिक था।[23]

पोस्ट-दहन

पूर्व-दहन और ऑक्सी-ईंधन दहन प्रौद्योगिकियों के अतिरिक्त, पोस्ट-दहन आशाजनक विधि है जिसका उपयोग बायोमास ईंधन संसाधनों से उत्सर्जन करके CO2 को निकालने के लिए किया जा सकता है। प्रक्रिया के समय, CO2 बायोमास ईंधन को जलाने और पृथक्करण प्रक्रिया से गुजरने के बाद फ्ल्यू गैस स्ट्रीम में अन्य गैसों से अलग किया जाता है। क्योंकि इसमें कुछ सम्मलिता बिजली संयंत्रों जैसे कि स्टीम बॉयलर या अन्य नए निर्मित पावर स्टेशनों पर रेट्रोफिट करने की क्षमता है, पोस्ट-दहन विधि को पूर्व-दहन प्रौद्योगिकी की तुलना में उच्चतम विकल्प माना जाता है। इस तथ्य के अनुसार कि मार्च 2018 में जारी कार्बन प्राप्त और स्टोरेज के साथ जैव-ऊर्जा की खपत क्रमशः CO2 के लिए 85% और कुशल दर पर 87.5% की है।[25] वर्तमान-दहन प्रौद्योगिकियों के लिए विकास पूरी तरह से कई समस्याओं के कारण नहीं किया गया है। कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ने के लिए इस विधि का उपयोग करने वाली प्रमुख चिंताओं में से परजीवी ऊर्जा की खपत है।[26] यदि इकाई की क्षमता को छोटा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, तो आसपास के गर्मी की हानि बहुत अधिक ऋणात्मक परिणामों का कारण बनने के लिए पर्याप्त है।दहन के बाद के कार्बन प्राप्त की और चुनौती यह है कि दहन के बाद प्रारंभिक बायोमास सामग्री से ग्रिप गैसों में मिश्रण के घटकों से कैसे निपटें।मिश्रण में उच्च मात्रा में क्षार धातु, हैलोजेन, अम्लीय तत्व और संक्रमण धातुएं होती हैं जो प्रक्रिया की दक्षता पर ऋणात्मक प्रभाव डाल सकते हैं। इस प्रकार, विशिष्ट सॉल्वैंट्स की पसंद और विलायक प्रक्रिया को कैसे प्रबंधित किया जाए, सावधानीपूर्वक डिजाइन और संचालित किया जाना चाहिए।

बायोमास फीडस्टॉक्स

See also: जैव

बीक में उपयोग किए जाने वाले बायोमास स्रोतों में कृषि अवशेषों और अपशिष्ट, वानिकी अवशेष और अपशिष्ट, औद्योगिक और नगरपालिका अपशिष्ट, और ऊर्जा फसलों को विशेष रूप से ईंधन के रूप में उपयोग के लिए उगाया जाता है। वर्तमान बीईसीएस प्रोजेक्ट्स प्राप्त CO2 इथेनॉल बायो-रिफाइनरी प्लांट्स और नगरपालिका सॉलिड वेस्ट (MSW) रीसाइक्लिंग सेंटर से किया जाता हैं।

यह सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न चुनौतियों का सामना करना चाहिए कि बायोमास-आधारित कार्बन प्राप्त संभव है और कार्बन तटस्थ है। बायोमास स्टॉक को पानी और उर्वरक इनपुट की उपलब्धता की आवश्यकता होती है, जो स्वयं संसाधन व्यवधान, संघर्ष और उर्वरक अपवाह के स्थिति में पर्यावरणीय चुनौतियों के नेक्सस में सम्मलित हैं।एक दूसरी बड़ी चुनौती लॉजिस्टिक है: भारी बायोमास उत्पादों को भौगोलिक सुविधाओं के लिए परिवहन की आवश्यकता होती है जो अनुक्रम को सक्षम करते हैं।[27]

वर्तमान परियोजनाएं

आज तक, उत्तरी अमेरिका और यूरोप में बहुमत के साथ, दुनिया भर में 23 बीसीसी परियोजनाएं हुई हैं।[23][28] आज, ऑपरेशन में केवल 6 परियोजनाएं हैं, CO2 प्राप्तिंग इथेनॉल बायो-रिफाइनरी प्लांट्स और एमएसडब्ल्यू रीसाइक्लिंग सेंटर से होता हैं।

इथेनॉल पौधों पर

इलिनोइस इंडस्ट्रियल कार्बन प्राप्त एंड स्टोरेज (IL-CCS) मील के पत्थर में से है, जो 21 वीं सदी की शुरुआत में पहली औद्योगिक-स्केल बीक्स परियोजना है। डेकाटुर, इल्नौइस, यूएसए, IL-CCS2 में स्थित है आर्चर डेनियल मिडलैंड (ADM) इथेनॉल प्लांट से CO2 को प्राप्त किया गया इसके बाद माउंट साइमन सैंडस्टोन में गहरे खारा गठन के अनुसार इंजेक्ट किया जाता है। IL-CCS में 2 चरण होते हैं। पहला पायलट परियोजना है जिसे 11/2011 से 11/2014 तक लागू किया गया था। चरण 1 की पूंजी लागत लगभग 84 मिलियन अमेरिकी डॉलर है। 3 साल की अवधि में, प्रौद्योगिकी ने सफलतापूर्वक 1 मिलियन टन CO2 पर स्थापत्य स्थापित करने के लिए किया और अनुक्रमित किया ADM प्लांट से एक्विफर तक होता चला आया हैं। CO2 का कोई लीक नहीं होता है इसके इंजेक्शन क्षेत्र से इस अवधि के समय पाया गया था। भविष्य के संदर्भ के लिए परियोजना की अभी भी जाँच की जा रही है। चरण 1 की सफलता ने चरण 2 की नियती को प्रेरित किया, जिससे आईएल-सीसीएस (और बीईसी) को औद्योगिक पैमाने पर लाया गया। चरण 2 11/2017 से संचालन में है और माउंट साइमन सैंडस्टोन में उसी इंजेक्शन क्षेत्र का उपयोग भी चरण 1 के रूप में है। दूसरे चरण के लिए पूंजी लागत लगभग 208 मिलियन अमेरिकी डॉलर है, जिसमें ऊर्जा विभाग से 141 मिलियन अमेरिकी डॉलर फंड सम्मलित है।चरण 2 में पायलट परियोजना (चरण 1) की तुलना में लगभग 3 समय बड़ी क्षमता प्राप्तिंग है। वार्षिक रूप से, IL-CCS 1 मिलियन टन से अधिक CO2 पर अधिकृत कर सकता है। प्राप्तिंग क्षमता के साथ, IL-CCS वर्तमान में दुनिया की सबसे बड़ी बीईसीएस परियोजना है।[29][30][31]

IL-CCS परियोजना के अतिरिक्त, लगभग तीन और परियोजनाएं हैं जो CO2 पर अधिकृत करती हैं। उदाहरण के लिए छोटे पैमानों पर इथेनॉल के पौधे से कंसास, यूएसए में अर्कालोन 0.18-0.29 एमटी प्रति वर्ष CO2 पर अधिकृत कर सकता है, नीदरलैंड में OCAP लगभग 0.1-0.3 mtco2/yr पर अधिकृत कर सकता है, और कनाडा में हस्की ऊर्जा 0.09-0.1 mtco2/yr पर अधिकृत कर सकती है।

MSW रीसाइक्लिंग केंद्रों में

CO प्राप्तिंग CO के अतिरिक्त2 इथेनॉल के पौधों से, वर्तमान में, यूरोप में 2 मॉडल हैं जो CO2 को प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं नगरपालिका ठोस अपशिष्ट के प्रसंस्करण से।ओस्लो, नॉर्वे में क्लेमेट्रड प्लांट 175 जीडब्ल्यूएच उत्पन्न करने के लिए बायोजेनिक नगरपालिका ठोस कचरे का उपयोग करता है और CO2 के 315 केटन को हर वर्ष को प्राप्त करता है। यह CO2 प्राप्त यूनिट के रूप में ऐकर समाधान उन्नत अमीन विलायक के साथ अवशोषण विधि का उपयोग करता है। इसी तरह, नीदरलैंड में एआरवी ड्यूवेन ही विधि का उपयोग करता है, किन्तु यह कम CO2 प्राप्त करता है पिछले मॉडल की तुलना में।ARV दिया गया 126 GWh और केवल अध्याय 50 टन CO2 के आसपास उत्पन्न हुआ था।

बीक्स और TESBIC प्रोजेक्ट के टेक्नो-इकोनॉमिक्स

बीईसीएस का सबसे बड़ा और सबसे विस्तृत विधिी-आर्थिक मूल्यांकन सीएमसीएल नवाचारों और टीईएसबीआईसी द्वारा किया गया था[32] समूह (2012 में सीसीएस के लिए बायोमास का विधिी-आर्थिक अध्ययन)। इस परियोजना ने कार्बन प्राप्त एंड स्टोरेज (सीसीएस) के साथ मिलकर बायोमास ईंधन बिजली उत्पादन प्रौद्योगिकियों के सबसे आशाजनक सेट की प्रस्तुति की। परियोजना के परिणामों से U.K के लिए विस्तृत "बायोमास CCS रोडमैप" होता है।

चुनौतियां

पर्यावरणीय विचार

See also: जैव ईंधन से संबंधित मुद्दे

पर्यावरणीय विचार और बीईसी के व्यापक कार्यान्वयन के बारे में अन्य चिंताएं सीसी के समान हैं। चूंकि, CCS के प्रति बहुत अधिक आलोचना यह है कि यह समाप्त करने योग्य जीवाश्म ईंधन और पर्यावरणीय रूप से आक्रामक कोयला खनन पर निर्भरता को मजबूत कर सकता है। यह बीक्स के साथ स्थिति नहीं है, क्योंकि यह अक्षय बायोमास पर निर्भर करता है। चूंकि अन्य विचार हैं जिनमें बीईसी सम्मलित हैं और ये चिंताएं जैव ईंधन के संभावित बढ़े हुए उपयोग से संबंधित हैं। बायोमास उत्पादन स्थिरता की बाधाओं की सीमा के अधीन है, जैसे: कृषि योग्य भूमि और ताजे पानी की कमी, जैव विविधता हानि, खाद्य उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा, वनों की कटाई और फास्फोरस की कमी है।[33] यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि बायोमास का उपयोग इस तरह से किया जाता है जो ऊर्जा और जलवायु लाभ दोनों को अधिकतम करता है। कुछ सुझाए गए बीईसीएस नियती परिदृश्यों की आलोचना हुई है, जहां बायोमास इनपुट में वृद्धि पर बहुत भारी निर्भरता होगी।[34]

औद्योगिक पैमाने पर बीईसीसी को संचालित करने के लिए भूमि के बड़े क्षेत्रों की आवश्यकता होगी। 10 बिलियन टन CO2 को हटाने के लिए, 300 मिलियन हेक्टेयर भूमि क्षेत्र (भारत से बड़ा) की आवश्यकता होगी।[20]परिणामस्वरूप, बीईसीएस भूमि का उपयोग करके जोखिम करता है जो कृषि और खाद्य उत्पादन के लिए विशेष रूप से विकासशील देशों में उच्चतम हो सकता है।

इन प्रणालियों के अन्य ऋणात्मक दुष्प्रभाव हो सकते हैं। चूंकि वर्तमान में बीईसीएस नियती के लिए अनुमति देने के लिए ऊर्जा या उद्योग अनुप्रयोगों में जैव ईंधन के उपयोग का विस्तार करने की आवश्यकता नहीं है।आज पहले से ही बायोमास व्युत्पन्न CO2 के बिंदु स्रोतों से अधिक उत्सर्जन है, जिसका उपयोग बीक्स के लिए किया जा सकता है। चूंकि, संभावित भविष्य में बायोएनेर्जी सिस्टम अपस्केलिंग परिदृश्यों में, यह महत्वपूर्ण विचार हो सकता है।

अपस्कलिंग बीक्स को बायोमास की स्थायी आपूर्ति की आवश्यकता होगी - जो भूमि, पानी या खाद्य सुरक्षा को चुनौती नहीं देता है। फीडस्टॉक के रूप में बायोएनेर्जी फसलों का उपयोग न केवल स्थिरता की चिंताओं का कारण होगा, बल्कि मिट्टी के संदूषण और जल प्रदूषण के लिए अग्रणी अधिक उर्वरक के उपयोग की आवश्यकता होगी।[citation needed] इसके अतिरिक्त, फसल की उपज सामान्यतः जलवायु स्थिति के अधीन होती है, अर्थात इस जैव-फीडस्टॉक की आपूर्ति को नियंत्रित करना कठिनाई हो सकता है। बायोमास सेक्टर को बायोमास के आपूर्ति स्तर को पूरा करने के लिए भी विस्तार करना चाहिए। बायोएनेर्जी का विस्तार करने के लिए विधिी और आर्थिक विकास की आवश्यकता होगी।

विधिी चुनौतियां

See also: बायोमास हीटिंग सिस्टम

अन्य कार्बन प्राप्त और स्टोरेज टेक्नोलॉजीज के साथ, बीसीएस विधि को लागू करने के लिए चुनौती, दहन संयंत्र बनाने और सीक्वेस्टर प्राप्त CO2 के लिए उपयुक्त भौगोलिक स्थानों को खोजने के लिए है। यदि बायोमास स्रोत दहन इकाई के पास नहीं हैं, तो परिवहन बायोमास एमआईटीएस CO2 की राशि ऑफसेट बीईसीएस द्वारा अधिकृत कर लिया। बीईसीएस को बायोमास को जलाने की दक्षता के बारे में विधिी चिंताओं का भी सामना करना पड़ता है। जबकि प्रत्येक प्रकार के बायोमास में अलग हीटिंग मूल्य होता है, सामान्य रूप से बायोमास कम गुणवत्ता वाला ईंधन होता है। बायोमास के ऊष्मीय रूपांतरण में तुलना के लिए सामान्यतः 20-27%की दक्षता होती है।[35] कोयले से चलने वाले पौधों में लगभग 37%की दक्षता होती है।[36]

बीईसीएस भी सवाल का सामना करता है कि क्या प्रक्रिया वास्तव में ऊर्जा सकारात्मक है। कम ऊर्जा रूपांतरण दक्षता, ऊर्जा-गहन बायोमास आपूर्ति, CO को बिजली देने के लिए आवश्यक ऊर्जा के साथ CO2 प्राप्त और स्टोरेज यूनिट सिस्टम पर ऊर्जा जुर्माना लगाते हैं। इससे कम बिजली उत्पादन दक्षता हो सकती है।[37]

संभावित समाधान

वैकल्पिक बायोमास स्रोत

कृषि और वानिकी अवशेष

वैश्विक स्तर पर, फसल उत्पादन (मुख्य रूप से जौ, गेहूं, मकई, गन्ने और चावल) से 14 जीटी वानिकी अवशेष और 4.4 जीटी अवशेष हर साल उत्पन्न होते हैं। यह बायोमास की महत्वपूर्ण मात्रा है जिसे 26 ईजे/वर्ष उत्पन्न करने और ऋणात्मक CO2 के 2.8 जीटी प्राप्त करने के लिए दहन किया जा सकता है बीईसीएस के माध्यम से उत्सर्जन।कार्बन प्राप्त के लिए अवशेषों का उपयोग करने से ग्रामीण समुदायों को सामाजिक और आर्थिक लाभ मिलेगा।फसलों और वानिकी से कचरे का उपयोग करना बीक की पारिस्थितिक और सामाजिक चुनौतियों से बचने की विधि है।[38]

नगरपालिका ठोस अपशिष्ट

नगरपालिका ठोस अपशिष्ट (MSW) बायोमास के नए विकसित स्रोतों में से है।[39] दो सम्मलिता बीक्स प्लांट फीडस्टॉक्स के रूप में एमएसडब्ल्यू का उपयोग कर रहे हैं।दैनिक जीवन से एकत्र किए गए कचरे को भस्मीकरण अपशिष्ट उपचार प्रक्रिया के माध्यम से पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।अपशिष्ट उच्च तापमान ऊष्मीय उपचार से गुजरता है और कचरे के कार्बनिक हिस्से को दहन करने से उत्पन्न गर्मी का उपयोग बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। CO2 इस प्रक्रिया से उत्सर्जित मोनोएथाइलमाइन का उपयोग करके अवशोषण के माध्यम से अधिकृत कर लिया गया है।[clarification needed] प्रत्येक 1 कचरे के कचरे के लिए, 0.7 ऋणात्मक CO2 के किलो उत्सर्जन प्राप्त किया जाता है। ठोस कचरे का उपयोग करने के अन्य पर्यावरणीय लाभ भी हैं।[38]

बायोमास के साथ CO-फायरिंग कोयला

See also: कोफायरिंग

2017 तक दुनिया में लगभग 250 कोफायरिंग पौधे थे, जिनमें अमेरिका में 40 सम्मलित थे।[40] कोयले के साथ बायोमास कॉफायरिंग कोयला दहन के पास दक्षता है।[36] CO-फायरिंग के अतिरिक्त, संयंत्र में या से अधिक जनरेटिंग इकाइयों के कोयले से बायोमास में पूर्ण रूपांतरण को प्राथमिकता दी जा सकती है।[41]

नीति

क्योटो प्रोटोकोल समझौते के आधार पर, स्वच्छ विकास तंत्र (सीडीएम) या CO कार्यान्वयन (जीआई) परियोजनाओं के लिए उपयोग किए जाने वाले उत्सर्जन में कमी उपकरण के रूप में कार्बन प्राप्त और स्टोरेज प्रोजेक्ट्स लागू नहीं थे।[42] सीसीएस प्रौद्योगिकियों को उत्सर्जन में कमी उपकरण के रूप में मान्यता देना ऐसे पौधों के कार्यान्वयन के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि ऐसी प्रणालियों के कार्यान्वयन के लिए कोई अन्य वित्तीय प्रेरणा नहीं है। प्रोटोकॉल में सम्मलित होने के साथ -साथ वर्तमान पेरिस समझौते में सम्मलित जीवाश्म सीसी और बीसीसी के लिए समर्थन बढ़ रहा है। यह कैसे लागू किया जा सकता है, इस पर लेखांकन अध्ययन भी किया जा सकता है।[43]

यूरोपीय संघ

भविष्य की कुछ नीतियां हैं जो अक्षय ऊर्जा निर्देश (लाल) और ईंधन गुणवत्ता निर्देश (FQD) जैसे बायोएनेर्जी का उपयोग करने के लिए प्रोत्साहन देती हैं, जिन्हें 2020 तक बायोमास, बायोलिकिड्स और बायोगैस पर आधारित कुल ऊर्जा खपत का 20% की आवश्यकता होती है।[44]

स्वीडिश ऊर्जा एजेंसी को स्वीडिश सरकार द्वारा 2022 तक लागू किए जाने वाले बीक्स के लिए स्वीडिश समर्थन प्रणाली डिजाइन करने के लिए कमीशन किया गया है।[45]

यूनाइटेड किंगडम

2018 में जलवायु परिवर्तन पर समिति ने सिफारिश की कि विमानन जैव ईंधन को 2050 तक कुल विमानन ईंधन की मांग का 10% तक प्रदान करना चाहिए, और यह कि सभी विमानन जैव ईंधन को सीसीएस के साथ उत्पादित किया जाना चाहिए जैसे ही विधि उपलब्ध होती है।[46]: 159 

संयुक्त राज्य अमेरिका

2018 में अमेरिकी कांग्रेस ने कार्बन पृथक्करण ऑक्साइड के लिए धारा 45Q टैक्स क्रेडिट में अधिक वृद्धि की और बढ़ाया।यह कई वर्षों से कार्बन प्राप्त और सीक्वेस्ट्रेशन (CCS) समर्थकों की सर्वोच्च प्राथमिकता रही है।यह $ 25.70 से बढ़कर $ 50 कर क्रेडिट प्रति टन CO2 बढ़ गया सुरक्षित भूवैज्ञानिक भंडारण के लिए और $ 15.30 से $ 35 कर क्रेडिट प्रति टन CO2 बढ़ाया तेल वसूली में उपयोग किया जाता है।[47]

सार्वजनिक धारणा

सीमित अध्ययनों ने बीईसीसी की सार्वजनिक धारणाओं की जांच की है।[citation needed] उनके अध्ययनों में, सबसे अधिक उत्तरी गोलार्ध में विकसित देशों से उत्पन्न होता है और इसलिए यह दुनिया भर में दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है।

2018 के अध्ययन में यूनाइटेड किंगडम, CO राज्य अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया और न्यूजीलैंड के ऑनलाइन पैनल उत्तरदाताओं को सम्मलित करते हुए, उत्तरदाताओं ने बीसीएस प्रौद्योगिकियों के बारे में बहुत कम पूर्व जागरूकता दिखाई।उत्तरदाताओं की धारणाओं के उपायों से पता चलता है कि सार्वजनिक COयोगी सकारात्मक और ऋणात्मक दोनों विशेषताओं के संतुलन के साथ जुड़ता है। चार देशों में, 45% उत्तरदाताओं ने संकेत दिया कि वे बीक के छोटे पैमाने पर परीक्षणों का समर्थन करेंगे, जबकि केवल 21% का विरोध किया गया था। बीईसीएस को कार्बन डाइऑक्साइड हटाने के अन्य विधियों के बीच मध्यम रूप से पसंद किया गया था जैसे प्रत्यक्ष वायु प्राप्त या बढ़ाया अपक्षय, और सौर विकिरण प्रबंधन के विधियों पर बहुत पसंद किया गया।[48]

यह भी देखें

संदर्भ

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