Apa itu penangkapan udara langsung ? Apakah bekerja efisien?

Penangkapan udara langsung adalah proses mengekstraksi udara dari atmosfer dan kemudian menggunakan reaksi kimia untuk memisahkan gas dari karbon dioksida (CO2). CO2 yang ditangkap dapat disimpan di bawah tanah atau digunakan untuk menghasilkan bahan yang tahan lama seperti beton dan plastik. Tujuan penangkapan udara langsung adalah menggunakan solusi teknologi untuk mengurangi konsentrasi umum CO2 di atmosfer. Dengan cara ini, penangkapan udara langsung dapat bekerja sama dengan inisiatif lain untuk membantu mengurangi dampak buruk dari krisis iklim.

Menurut Badan Energi Internasional, sebuah organisasi pemodelan energi, ada 15 pabrik penangkap udara langsung yang beroperasi di Amerika Serikat, Eropa, dan Kanada. Pabrik ini menangkap lebih dari 9.000 ton CO2 per tahun. Amerika Serikat juga mengembangkan fasilitas penangkapan udara langsung yang akan memiliki kapasitas untuk menghilangkan 1 juta ton CO2 dari udara setiap tahunnya.

Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim PBB (IPCC) telah memperingatkan bahwa emisi CO2 global harus dikurangi 30% hingga 85% pada tahun 2050 untuk menjaga tingkat CO2 di atmosfer di bawah 440 bagian per juta volume dan suhu global naik lebih dari 2 derajat Celcius (3,6 derajat Fahrenheit). Dapatkah penangkapan udara langsung berkontribusi pada pengurangan ini?

Untuk memperlambat perkembangan perubahan iklim, para ilmuwan dan ekonom IPCC menyepakati perlunya langkah-langkah jangka panjang untuk mengurangi jumlah emisi gas rumah kaca antropogenik. Penangkapan udara langsung telah banyak dikritik karena tidak melakukan cukup untuk mengurangi jumlah CO2 berbahaya di atmosfer. Ini juga lebih mahal per ton CO2 yang ditangkap daripada strategi mitigasi krisis iklim lainnya.

Berapa banyak CO2 di udara?

CO2 membentuk sekitar 0,04% dari atmosfer bumi. Namun, kemampuan mereka untuk memerangkap panas membuat konsentrasi mereka meningkat secara khusus.

Para peneliti dari Scripps Institution of Oceanography di University of California di San Diego telah merekam konsentrasi CO2 di atmosfer bumi di Mauna Loa Observatory di Hawaii sejak tahun 1958. Saat itu, kadar CO2 di atmosfer kurang dari 320 bagian per juta (ppm) dan meningkat sekitar 0,8 ppm per tahun. Tingkat peningkatan telah dipercepat menjadi 2,4 ppm yang mengkhawatirkan per tahun selama dekade terakhir.

Menurut Scripps Institution of Oceanography, tingkat CO2 mencapai puncaknya pada 417,1 ppm pada Mei 2020, puncak musiman tertinggi dalam 61 tahun pengamatan yang tercatat.

Bagaimana cara kerja penangkapan udara langsung?

Pengambilan udara langsung menggunakan dua cara berbeda untuk menghilangkan CO2 langsung dari atmosfer. Proses pertama menggunakan apa yang disebut sorben padat untuk menyerap CO2. Contoh penyerap padat adalah bahan kimia dasar yang ditemukan di permukaan bahan padat. Saat udara mengalir di atas sorben padat, reaksi kimia terjadi dan gas CO2 asam berikatan dengan padatan dasar. Ketika sorben padat diisi dengan CO2, dipanaskan antara 80 C dan 120 C (176 F dan 248 F) atau vakum digunakan untuk menyerap gas dari sorben padat. Sorben padat kemudian dapat didinginkan dan digunakan kembali.

Jenis lain dari sistem penangkapan udara langsung menggunakan pelarut cair dan merupakan proses yang lebih kompleks. Mulailah dengan wadah besar di mana larutan cair dasar kalium hidroksida (KOH) mengalir di atas permukaan plastik. Udara ditarik ke dalam wadah oleh kipas besar dan ketika udara yang mengandung CO2 bersentuhan dengan cairan, kedua bahan kimia tersebut bereaksi dan membentuk semacam garam yang kaya karbon.

Garam mengalir ke ruang yang berbeda di mana reaksi lain terjadi menciptakan campuran butiran padat kalsium karbonat (CaCO3) dan air (H2O). Campuran kalsium karbonat dan air kemudian disaring untuk memisahkan keduanya. Langkah terakhir dalam proses ini adalah menggunakan gas alam untuk memanaskan butiran kalsium karbonat padat hingga 900 C (1652 F). Ini melepaskan gas CO2 dengan kemurnian tinggi, yang kemudian dikumpulkan dan dikompresi.

Bahan yang tersisa didaur ulang dalam sistem untuk digunakan kembali. Setelah CO2 ditangkap, CO2 dapat disuntikkan secara permanen ke bawah tanah ke dalam formasi batuan untuk membantu menghidupkan kembali sumur minyak tua atau digunakan untuk produk tahan lama seperti plastik dan bahan bangunan.

Akuisisi udara langsung VS penangkapan dan penyimpanan karbon

Banyak ahli percaya bahwa sistem penangkapan dan penyimpanan udara langsung dan penangkapan dan penyimpanan karbon (CCS) adalah bagian penting dari teka-teki mitigasi krisis iklim. Pada tingkat mendasar, kedua teknologi tersebut mengurangi jumlah CO2 yang dapat bercampur dengan atmosfer. Namun, tidak seperti penangkapan udara langsung, CCS menggunakan bahan kimia untuk menangkap CO2 langsung pada sumber emisi. Ini mencegah CO2 memasuki atmosfer. Misalnya, CCS dapat digunakan untuk menangkap dan memampatkan semua CO2 dalam emisi dari pembangkit listrik tenaga batu bara. Penangkapan udara langsung, di sisi lain, akan mengumpulkan CO2 yang telah dilepaskan ke udara oleh pembangkit listrik tenaga batu bara atau operasi lain yang membakar bahan bakar fosil.
Kipas angin di fasilitas penangkap karbon. IGphotography / Getty Images
Penangkapan udara langsung dan CCS menggunakan bahan kimia dasar seperti kalium hidroksida dan pelarut amina untuk memisahkan CO2 dari gas lain. Setelah CO2 ditangkap, kedua proses harus memampatkan, menggantikan dan menyimpan gas. Meskipun CCS adalah proses yang sedikit lebih tua daripada penangkapan udara langsung, keduanya merupakan teknologi yang relatif baru yang dapat mengambil manfaat dari pengembangan lebih lanjut.

Karena CCS menghilangkan CO2 pada sumbernya, ia hanya dapat digunakan di mana bahan bakar fosil dibakar, seperti pabrik industri dan pembangkit listrik. Secara teori, penangkapan udara langsung dapat digunakan di mana saja, meskipun menempatkannya di dekat sumber listrik atau di mana CO2 dapat disimpan akan meningkatkan efisiensinya.

Inisiatif dan hasil DAC saat ini

Menurut World Resources Institute, ada tiga perusahaan penangkapan udara langsung utama di dunia: Climeworks, Global Thermostat, dan Carbon Engineering. Dua dari perusahaan menggunakan teknologi sorben padat untuk menghilangkan CO2, sedangkan yang ketiga menggunakan rekayasa karbon pelarut cair. Jumlah pabrik percontohan dan operasional bervariasi dari tahun ke tahun, tetapi instalasi DAC kelas komersial pertama di dunia saat ini menghilangkan 900 ton CO2 per tahun dan beberapa instalasi komersial sedang dibangun.

Selama 15 tahun terakhir, pabrik percontohan penangkap udara langsung di Squamish, British Columbia, Kanada telah menggunakan listrik terbarukan dan gas alam untuk menggerakkan proses pelarut cair yang dapat menghilangkan satu ton CO2 per hari. Perusahaan yang sama ini sedang membangun pabrik penangkap udara langsung lainnya yang akan mampu menangkap 1 juta ton CO2 per tahun.

Pabrik penangkap udara langsung lainnya yang sedang dibangun di Islandia akan mampu menangkap 4.000 ton CO2 per tahun dan kemudian secara permanen menyimpan gas terkompresi di bawah tanah. Perusahaan yang membangun pabrik ini saat ini memiliki 15 pabrik penangkap udara langsung yang lebih kecil di seluruh dunia.

Pro dan kontra

Keuntungan paling nyata dari penangkapan udara langsung adalah kemampuannya untuk mengurangi konsentrasi CO2 di atmosfer. Tidak hanya dapat digunakan lebih luas daripada CCS, tetapi juga membutuhkan lebih sedikit ruang untuk menangkap jumlah karbon yang sama seperti teknik penyerapan karbon lainnya. Selanjutnya, penangkapan udara langsung juga dapat digunakan untuk membuat bahan bakar hidrokarbon sintetis. Tetapi agar efektif, teknologinya harus berkelanjutan, dapat diakses, dan terukur. Sampai saat ini, teknologi penangkapan udara langsung belum cukup maju untuk memenuhi persyaratan tersebut.

PRO

Perusahaan yang mengkhususkan diri dalam teknologi penangkapan udara langsung saat ini sedang mengembangkan pabrik penangkapan udara langsung yang baru dan lebih besar dengan kapasitas untuk menangkap hingga 1 juta ton CO2 per tahun. Jika cukup unit penangkapan udara langsung yang lebih kecil diproduksi, mereka dapat menangkap hingga 10% CO2 buatan manusia. Dengan menyuntikkan dan menyimpan CO2 di bawah tanah, karbon dihilangkan secara permanen dari siklus.

Karena bergantung pada penangkapan CO2 dari atmosfer dan tidak secara langsung pada emisi bahan bakar fosil, penangkapan udara langsung dapat beroperasi secara independen dari pembangkit listrik dan pabrik pembakaran bahan bakar fosil lainnya. Hal ini memungkinkan penempatan sistem penangkapan udara langsung yang lebih fleksibel dan tersebar luas.

Dibandingkan dengan teknik penangkapan karbon lainnya, penangkapan udara langsung tidak membutuhkan banyak lahan per ton CO2 yang dikeluarkan.

Selanjutnya, penangkapan udara langsung dapat mengurangi kebutuhan untuk mengekstrak bahan bakar fosil dan selanjutnya dapat mengurangi jumlah CO2 yang kita lepaskan ke atmosfer dengan menggabungkan CO2 yang ditangkap dengan hidrogen untuk menghasilkan bahan bakar sintetis, seperti metanol.

Contra

Penangkapan udara langsung lebih mahal daripada teknik penangkapan karbon lainnya seperti reboisasi dan reboisasi. Beberapa pabrik penangkap udara langsung saat ini menelan biaya antara $250 dan $600 per ton CO2 yang dibuang, dengan perkiraan berkisar antara $100 hingga $1.000 per ton. Menurut peneliti dari European Institute of Economics and the Environment RFF-CMCC, biaya penangkapan udara langsung di masa depan tidak pasti karena akan bergantung pada seberapa cepat kemajuan teknologi. Sebaliknya, reboisasi bisa memakan biaya hingga $50 per ton.

Tingginya harga penangkapan udara langsung berasal dari besarnya energi yang dibutuhkan untuk menghilangkan CO2. Proses pemanasan untuk penangkapan udara langsung dari pelarut cair dan sorben padat adalah energi intensif karena memerlukan pemanasan kimia untuk 900 C (1652 F) dan 80 C sampai 120 C (176 F sampai 248 F), masing-masing. Kecuali jika pabrik penangkap udara langsung hanya mengandalkan energi terbarukan untuk menghasilkan panas, pabrik tersebut masih menggunakan sejumlah bahan bakar fosil, bahkan jika prosesnya pada akhirnya karbon-negatif.

 

 

 

treehugger.com

Originally posted 2022-02-24 20:26:33.