راهی جدید برای خارج کردن دی‌اکسید کربن از اتمسفر
متن سخنرانی :
چهارصد قسمت از یک میلیون: این مقدار غلظت دی‌اکسید کربندر هوای امروز است. معنی این حتی چیست؟ به ازای هر ۴۰۰ مولکول دی‌اکسید کربن، یک میلیون مولکول اکسیژن و نیتروژن هست. امروز در این اتاق، ۱٫۸۰۰ نفر هستیم. تصور کنید فقط یکی از ماپیراهن سبزی پوشیده باشد، و از شما بخواهند آن یک نفر را پیدا کنید. این چالشی است که برای گرفتن دی‌اکسید کربن درست در میان هوا پیش روی ماست. خیلی ساده به نظر می‌رسد، بیرون کشیدن دی‌اکسید کربن از هوا. در واقع خیلی دشوار است.اما به شما خواهم گفت چه چیزی آسان است: برای شروع، پیش‌گیریاز انتشار دی‌اکسید کربن. اما این کار را نمی‌کنیم. پس حالا چیزی که بایدبه فکرش باشیم عقب رفتن است؛ بیرون کشیدن دی‌اکسید کربن از هوا. هرچند کار دشواری است،در واقع امکان‌پذیر است. و امروز می‌خواهم جایگاه فعلیاین فناوری را با شما به اشتراک بگذارم و اینکه در آینده نزدیکبه کدام سو خواهد رفت.
خوب، زمین به صورت طبیعیدی‌اکسید کربن را از هوا با استفاده از آب دریا، خاک،گیاهان و حتی سنگ‌ها خارج می‌کند. و با وجود اینکه مهندسانو دانشمندان کار بسیار ارزشمندی برای شتاب بخشیدن به اینفرآیندهای طبیعی انجام می‌دهند، به سادگی کافی نخواهد بود. خبر خوب اینکه، بیشتر داریم. به لطف نبوغ بشر، امروز فناوری خارج کردندی‌اکسید کربن از هوا را داریم که با استفاده از روشیشیمیایی انجام می‌شود. دوست دارم به آن مانندجنگلی مصنوعی فکر کنم. دو راهکار اساسی برای رشدیا ساختن چنین جنگل‌هایی هست. یکی استفاده از مواد شیمیاییجاذب دی‌اکسید کربن محلول در آب است. دیگری استفاده از مواد جامدحاوی مواد جاذب دی‌اکسید کربن است. فارغ از اینکه کدام راه را انتخاب کنید،هر دو اساساً شبیه هم هستند.
پس چیزی که الان نشان‌تان می‌دهم شکل سیستمی است که این کار را انجام می‌دهد. اسم آن گیرنده هوا است. می‌بینید که باید خیلی، خیلی پهن باشد تا سطح به اندازه کافی بالا بیاید تا فرآیند بتواند روی تمامهوای مورد نیاز انجام شود، چون به یاد داشته باشید، داریم سعی می‌کنیم فقط ۴۰۰ مولکول رااز بین یک میلیون جدا کنیم. با استفاده از روش پایه مایع، این ماده بسته بندیبا سطح بالا را برمی‌‌دارید، گیرنده را با ماده بسته‌بندی پر می‌کنید، بوسیله پمپ مایع راروی سطح بسته‌بندی پخش می‌کنید، می‌توانید از فن استفاده کنید،همان طور که در جلو مشاهده می‌کنید، تا حباب‌هایی از هوا درون مایع ایجاد کنید. دی‌اکسید کربن هوا با واکنش دادن با مولکول‌های دی‌اکسید کربندارای پیوند مستحکم درون محلول جدا می‌شود. و برای گرفتن دی‌اکسید کربن به مقدار زیاد، باید گیرنده را عمیق‌تر کنید. اما حد بهینه‌ای هست، زیرا هرچه گیرنده عمیق‌تر شود، انرژی بیشتری برای ایجادحباب در مایع نیاز است. خوب گیرنده‌های هوا برای گرفتن مستقیم هوااین مشخصه طراحی خاص را دارند، که سطحی بسیار وسیع دارند،اما ضخامتی نسبتا باریک.
و حالا که دی‌اکسید کربن را گیرانداخته‌اید، باید بتوانید موادی که برایگیرانداختن آن استفاده کردید را دوباره و دوباره بازیافت کنید. ابعاد کربن گیرافتاده آنقدر عظیم است که فرآیند گیرانداختن باید پایدار باشد، و نمی‌توانید از یک مادهفقط یک بار استفاده کنید. و بنابراین بازیافت مواد به مقداربسیار زیادی حرارت نیاز دارد، چون فکرش را بکنید: دی‌اکسید کربنبه اندازه‌ای در هوا رقیق است، که ماده بسیار سخت با آن پیوند می‌دهد، و بنابراین به مقدار بسیار زیادی حرارتنیاز دارید که ماده را بازیافت کنید. و برای بازیافت ماده با آن گرما، دی‌اکسید کربن متراکم که از دی‌اکسید کربنرقیق موجود در هوا به دست آمده حالا آزاد شده است، و شما دی‌اکسی کربنخلوص-بالا تولید کرده‌اید. و این واقعا مهم است، زیرا مایع کردن دی‌اکسید کربنغلظت بالا ساده‌تر است، انتقال آن هم چه با تریلییا خط لوله ساده‌تر است، یا حتی استفاده مستقیم از آن به عنوان سوخت یا یک مادهشیمیایی هم آسان‌تر است.
خوب می‌خواهم کمی بیشتردرباره آن انرژی صحبت کنم. گرمای لازم برای بازتولیدیا بازیافت این مواد کاملا انرژی و متعاقبا هزینهاین کار را مشخص می‌کند. خوب من سوالی دارم: فکر می‌کنید چقدر انرژی لازم باشد که یک میلیون تن دی‌اکسید کربن را در یک سال از هوا بیرون بیاوریم؟ پاسخ: یک نیروگاه. به یک نیروگاه نیاز است تا دی‌اکسید کربن رامستقیما از هوا بیرون بیاوریم. وابسته به اینکه چه روشی به کار بگیرید، نیروگاه می‌تواند در ابعاد۳۰۰ تا ۵۰۰ مگاوات باشد. و باید مراقب باشیدچه نوع نیروگاهی استفاده می‌کنید. اگر از زغال‌سنگ استفاده کنید، در انتها دی‌اکسید کربن بیشتریاز آنچه جداکرده‌اید تولید خواهید کرد.
حالا بیایید درباره هزینه‌ها صحبت کنیم. یک گونه انرژی-فشرده از این فناوری می‌تواند تا ۱٫۰۰۰ دلاربرای یک تن هزینه داشته باشد فقط برای گرفتن آن. بیایید آن را ترجمه کنیم. اگر بخواهید آن دی‌اکسید کربن بسیار گران رابگیرید و به سوخت مایع تبدیل کنید، هزینه آن ۱۳/۲ دلار برای هر لیتر خواهد شد. خیلی گران است؛ اصلا شدنی نیست.
خوب چطور می‌توانیماین هزینه‌ها را کم کنیم؟ این تا قسمتی، کار ما است. امروز یک شرکت هست، شرکتی در ابعاد تجاری، که می‌تواند این کار را به قیمت۶۰۰ دلار برای هر تن انجام دهد. شرکت‌های دیگری هم هستندکه درحال توسعه فناوری هستند تا بتوانند این کار را حتی ارزان‌تر کنند. می‌خواهم برای شما کمی درباره این شرکت‌های متفاوت بگویم.
نام یکی از آنها مهندسی کربن است. آنها در کانادا هستند. آنها از روشی با پایه مایعبرای جداسازی استفاده می‌کنند که با سوزاندن گاز طبیعی ارزانو بسیار فراوان همراه است تا گرمای لازم را فراهم کند. آنها روشی هوشمندانه دارند که به آنها اجازه می‌دهدهمزمان دی‌اکسید کربن هوا و دی‌اکسید کربن حاصلاز سوختن گاز طبیعی را گیر بیندازند. و همچنین با این کار، آنها آلودگی اضافی را جبران می‌کنندو هزینه‌ها را کاهش می‌دهند.
شرکت سوئیسی کلایم‌ورکسو شرکت آمریکایی گلوبال ترموستات از روش متفاوتی استفاده می‌کنند. آنها از مواد جامدبرای جداسازی استفاده می‌کنند. کلایم‌ورکس از گرمای زمین استفاده می‌کند، یا ژئوترمال، یا حتی بخار اضافی حاصل از فعالیت‌های صنعتی تا در آلودگی و هزینه‌ها صرفه‌جویی کند. گلوبال ترموستات روشی متفاوت دارد. تمرکز آنها بر گرمای مورد نیاز است و سرعتی که آن از میان مواد عبور می‌کند تا بتوانند دی‌اکسید کربن را با سرعت بسیار بالایی تولید و آزاد کنند، که باعث می‌شود بتوانندطرحی پیچیده‌تر داشته باشند و هزینه کلی کاهش بیابد.
و هنوز هم هست. یک جنگل مصنوعی برتری قابل‌توجهینسبت به جنگل واقعی دارد: اندازه. این تصویر بعدی که به شما نشان خواهم دادنقشه‌ای از جنگل بارانی آمازون است. آمازون در هر سال می‌تواند ۱/۶ میلیارد تندی‌اکسید کربن را جذب کند. این به سختی برابر با ۲۵ درصد از تولید سالانه ما در ایالات متحده است. زمین مورد نیاز برای یک جنگل مصنوعی یا یک نیروگاه ساخته شده جذب مستقیم هوا برای جذب همین مقدار ۵۰۰ برابر کوچک‌تر خواهد بود. علاوه بر آن، یک جنگل مصنوعی را لازم نیست در زمینی قابل زرع ساخت، پس هیچ رقابتی با کشاورزییا غذا وجود ندارد، و همچنین لازم نیست هیچ درخت واقعی قطع شود تا این کار انجام شود.
می‌خواهم گامی به عقب بروم، و می‌خواهم دوبارهبحث انتشار منفی را پیش بکشم. انتشار منفی نیازمند آن استکه دی‌اکسید کربن جدا شده برای همیشه از اتمسفر جدا شود، که یعنی برگرداندن آن به زیر زمین، جایی که در ابتدا از آنجا آمده است. اما بیایید با آن مواجه شویم، الان هیچ کسپول نمی‌گیرد که این کار را بکند -- حداقل کافی نمی‌گیرد. پس شرکت‌هایی که در حالتوسعه این فناوری‌ها هستند درواقع به این علاقه دارندکه دی‌اکسید کربن را بگیرند و چیزی مفید با آن بسازند،محصولی قابل عرضه به بازار. خواه سوخت مایع باشد، یا پلاستیک، یا حتی ماسه مصنوعی. و حرف من را بد برداشت نکنید --این بازارهای کربن خیلی عالی هستند. اما همچنین نمی‌خواهم ناامیدتان کنم. این‌ها به اندازه کافی بزرگ نیستندکه بحران محیط زیست ما را حل کنند، و کاری که باید بکنیم این استکه در واقع بنشینیم فکر کنیم چه باید بکنیم.
یک چیز که قطعا از خوبی بازار کربن می‌گویم این است که آنها باعث می‌شوندتاسیسات جذب جدید ساخته شوند، و با ساخت هر تاسیسات جذب، بیشتر یاد می‌گیریم. و وقتی بیشتر یاد بگیریم، بخت آن را داریم که هزینه‌ها را کم کنیم. اما همچنین باید بخواهیمبه عنوان یک جامعه جهانی سرمایه‌گذاری کنیم. شاید بتوانیم تمام تفکرو فناوری هوشمند دنیا را داشته باشیم، اما کافی نخواهد بود که این فناوری اثری قابل توجهبر محیط‌زیست داشته باشد. ما واقعاً به مقررات نیاز داریم، به کمک مالی نیاز داریم، مالیات کربن. عده کمی از ما واقعامی‌خواهند بیشتر بپردازند، اما چیزی که نیاز است، این است که راه‌های کربن خنثی و کربن منفی برای اکثریت جامعه مقرون به صرفه باشند تا روی محیط زیست اثر بگذارند.
علاوه بر آن گونه سرمایه‌گذاری‌ها، ما همچنین به سرمایه‌گذاریدر تحقیق و توسعه هم نیازمندیم. پس چطور به نظر خواهد رسید؟ در سال ۱۹۶۶، ایالات متحدهنیم درصد تولید ناخالص ملی را به برنامه آپولو اختصاص داد. این برنامه انسان‌ها را سالم به ماه رساند و به زمین برگرداند. نیم درصد تولید ناخلص ملیامروز حدود ۱۰۰ میلیارد دلار می‌شود. پس با دانستن اینکه گرفتن مستقیم هوا یک خط مقدم در مبارزه مابا تغییرات اقلیمی است، تصور کنید می‌توانستیم ۲۰ درصد،۲۰ میلیارد دلار سرمایه‌گذاری کنیم. علاوه بر آن، بیاییدتصور کنیم می‌توانستیم هزینه‌ها را تا تنی ۱۰۰ دلار کم کنیم. سخت خواهد بود، اما همین چیزهاستکه کار مرا جالب می‌کند.
و خوب چه طور خواهد بود، ۲۰ میلیارد دلار، تنی ۱۰۰ دلار؟ یعنی باید ۲۰۰ جنگل مصنوعی بسازیم، که هر کدام بتواند در سالیک میلیون تن کربن دی‌اکسید جمع کند. این یعنی حدود پنج درصدانتشار سالانه ایالات متحده. زیاد به نظر نمی‌رسد. اما مشخص شد که در واقع کافی است. اگر به انتشار ناشی از حمل‌و‌نقل جاده‌ای و پروازهای تجاری نگاه کنید، جمع آنها می‌شود حدود پنج درصد. وابستگی ما به سوخت‌های مایع پیشگیری از این انتشارها رابسیار دشوار می‌کند. پس این سرمایه‌گذاری کاملا مناسب خواهد بود.
حالا چقدر زمین لازم است تا ۲۰۰ تاسیسات بسازیم؟ مشخص شد که فضایی حدود نصف ونکوور لازم است. ابن در حالتی استکه سوخت آنها گاز طبیعی باشد. اما نکته منفی گاز طبیعی یادتان باشد --آن هم دی‌اکسید کربن تولید می‌کند. پس اگر از گاز طبیعیبرای گرفتن هوای مستقیم استفاده کنید، در نهایت تنها یک سوم آنچهمی‌خواستید را جذب خواهید کرد، مگر اینکه آن روش هوشمندانه جذب همزمان مهندسی کربن را به کار بگیرید. و خوب اگر روش جایگزینی داشته باشیم و از انرژی باد یا خورشیدبرای این کار استفاده کنیم، زمین مورد نیاز ۱۵ برابر بزرگتر خواهد بود، و حالا نگاه به ایالت نیوجرسی می‌رود. یکی از چیزهایی که در کارو تحقیقم به آن فکر می‌کنم بهینه‌سازی و پیدا کردن جاییبرای قرار دادن این تاسیسات است و به منابع محلی در دسترس فکر کنید -- چه خاک باشد، چه آب، برق تمیز و ارزان -- چون برای مثال، می‌توانید از برق تمیز برای جدا کردن آبو تولید هیدروژن استفاده کنید، که جایگزینی عالی و عاری از کربنبرای گاز طبیعی است، تا گرمای مورد نیاز را تامین کند.
اما می‌خواهم دوباره کمیبه انتشار منفی فکر کنیم. انتشار منفی نباید نوش‌دارو تلقی شود، اما اگر به کاهش آلودگی جهانیدی‌اکسید کربن ادامه دهیم می‌تواتد به ما کمک کند. اما همچنین به همین علت استکه باید مراقب باشیم. این روش چنان جذاب استکه ممکن است حتی خطرناک باشد، و بعضی به عنوان راه حلی جامعبرای بحران محیط زیست به آن بچسبند. ممکن است مردم را گول بزند تا ۲۴ ساعته ۳۶۵ روز سال سوخت فسیلی بسوزانند. بحث من این است که انتشار منفی نباید جایگزینی برایتوقف آلودگی به حساب بیاید، بلکه باید به عنوان ضمیمه‌ای به اقداماتموجود که شامل همه چیز هستند شمرده شود، از افزایش بازدهی انرژی گرفته تا کربن کم-انرژی و کشاورزی بهبود یافته -- همه این‌ها با هم روزی ما رابه انتشار نسبی صفر می‌رسانند.
کمی تامل شخصی: همسر من پزشک اورژانس است. و من هم از کار نجات جان انسان‌ها که او و همکارانش هر روزانجام می‌دهند شگفت‌زده می‌شوم. اما وقتی من از کارم دربارهجذب کربن برای آنها می‌گویم، می‌بینم که آنها هم به همین اندازه شگفت‌زده می‌شوند، و به همین خاطر است که مبارزهبا تغییرات آب‌وهوایی از طریق جذب کربن تنها درباره نجات یک خرس قطبی یا یک یخچال طبیعی نیست. درباره نجات جان انسان‌ها است.
ممکن است یک جنگل مصنوعیهرگز به زیبایی واقعی‌اش نباشد، اما ما را قادر می‌سازدکه نه‌تنها از آمازون، بلکه از تمام مردمی، که دوستشان داریم و عزیز می‌دانیم، و همچنین از تمام نسل‌های آینده‌مان، و تمدن مدرن حفاظت کنیم.
متشکرم.
(تشویق)
