×

Ми використовуємо файли cookie, щоб зробити LingQ кращим. Відвідавши сайт, Ви погоджуєтесь з нашими правилами обробки файлів «cookie».


image

Samfélagið: Pistlar á RÚV, Binda koldíoxíð eða nota í framleiðslu?

Binda koldíoxíð eða nota í framleiðslu?

Etýlen úr koldíoxíði

Í síðustu viku birtist grein í vísindaritinu Cell Reports Physical Science eftir hóp vísindafólks við Illinois háskólann í Chicago og fleiri sérfræðinga, þar sem sagt er frá aðferð sem þau hafa þróað til að breyta koldíoxíði í útblæstri frá verksmiðjum í etýlen (öðru nafni eten). Þetta hafa reyndar fleiri gert, en aðferðin sem hér um ræðir er samt byltingarkennd vegna þess að í henni fer nánast ekkert koldíoxíðið til spillis, eða með öðrum orðum sleppur nánast ekkert koldíoxíð út í andrúmsloftið í ferlinu.

Hvað er þetta etýlen?

Etýlen (eða eten) gegnir stærra hlutverki í nútímanum en maður kannski áttar sig á, m.a. vegna þessa að efnið er grunneiningin í margs konar plastframleiðslu. Margir kannast til dæmis við efnaheitið pólýetýlen, sem er mjög algeng tegund af plasti sem flest okkar nota með einhverjum hætti hvern einasta dag. Eten er líka notað í frostlög, sótthreinsiefni og utanhússklæðningar, svo eitthvað sé nefnt, auk þess að vera notað í landbúnaði.

Áætlað er að árlega séu framleidd um 160 milljón tonn af eteni í heiminum. Hefðbundna aðferðin við þetta felst í stuttu máli í að hita jarðgas eða aðrar olíuafurðir upp í 800-900 °C, en við það verða til ýmsar lofttegundir sem hægt er að aðskilja. Ein þeirra er einmitt eten. Eten er sem sagt alla jafna olíuafurð og auk þess er framleiðslan býsna orkufrek, rétt eins og ráða má af hitastiginu. Í samræmi við þetta er gjarnan miðað við að við hefðbundna framleiðslu á einu tonni af eteni losni um 1,5 tonn af koldíoxíði út í andrúmsloftið. Þetta þýðir að árlega losna samtals um 290 milljón tonn af koldíoxíði út í andrúmsloftið vegna etenframleiðslunnar. Það samsvarar meira en 20-faldri losun Íslands þegar allt er talið, bara vegna framleiðslu á þessu eina efni. Einu efnin sem valda meiri losun í framleiðslu eru ammoníak og sement.

Árangursrík rafgreining

Nýja aðferðin við etenframleiðslu byggir á rafgreiningu, þar sem koldíoxíð úr útblæstri steymir inn í þar til gerða sellu. Í sellunni er membra og hinum megin við hana er vatnslausn. Þegar rafstraumi er hleypt á selluna dregur koldíoxíðið til sín vetnisfrumeindir úr vatnslausninni með hjálp sérstakra efnahvata. Þar með getur koldíoxíðið hvarfast í eten, auk þess sem önnur kolefnissambönd og súrefni myndast sem hliðarafurðir. Með þessari aðferð hefur tekist að framleiða eitt tonn af eteni úr 6 tonnum af koldíoxíði, sem ella hefði sloppið út í andrúmsloftið. Með nokkurri einföldun getur maður því sagt að loftslagsávinningurinn af þessari etenframleiðslu jafngildi 7,5 tonnum af koldíoxíði fyrir hvert tonn af eteni, því að við tonnin sex sem ella hefðu sloppið út bætist eina og hálfa tonnið sem hefði losnað við hefðbundnu etenframleiðsluna.

Eins og áður segir er þetta engan veginn í fyrsta sinn sem eten er framleitt úr koldíoxíði, en nýtingin í þessu ferli er hins vegar miklu betri en áður hefur sést. Þarna er sem sagt verið að tala um hátt í 100% nýtingu, en hingað til hefur 10% nýting verið nokkuð dæmigerð. Svo er líka hægt að nota sömu aðferð til að framleiða önnur kolefnisrík efnasambönd sem nýtast í margs konar iðnaði.

Auðvitað skiptir máli hvernig raforka er notuð í rafgreininguna, því að ef sú raforka er framleidd í kolaorkuverum tapast augljóslega eitthvað af loftslagsávinningnum. Vísindafólkið í Chicago hefur reyndar náð mjög athyglisverðum árangri í að nýta sólarorku til þess arna, svo góðum að það jafnast á við orkunýtingu plantna sem framleiða kolefnissambönd úr vatni og koldíoxíði með ljóstillífun.

Eigum við ekki frekar bara að hætta þessu?

Nú er eðlilegt að spurt sé hvort svona uppgötvanir feli ekki bara í sér enn eina afsökunina fyrir því að halda áfram að framleiða fullt af einhverju drasli sem betra væri, frá umhverfislegu sjónarmiði, að framleiða ekki. Það má auðvitað til sanns vegar færa. En samt þarf ekki nema lítinn skammt af raunsæi til að átta sig á að hvað sem öllum óþarfa líður munu jarðarbúar ekki minnka etenframleiðsluna úr 260 milljónum tonna niður í ekki neitt í einu vetfangi. Eða með öðrum orðum: Á meðan við höldum áfram að nota vörur og efni þar sem eten kemur við sögu, þá hlýtur að vera ákjósanlegra að framleiðslan komi í veg fyrir losun koldíoxíðs en að hún auki hana.

Er binding CO2 í bergi þá kannski ekki góð hugmynd?

Nú er líka eðlilegt að spurt sé hvort það sé kannski eftir allt saman ekkert óskaplega góð hugmynd að farga koldíoxíði úr útblæstri með því að binda það í íslensku basalti eða í einhverju öðru bergi, þar sem það verður vissulega skaðlaust, en um leið gagnslaust. Í þessu gildir sjálfsagt sama regla og annars staðar, þ.e.a.s. að við flókinni spurningu er aldrei til eitt rétt og algilt svar. En ef valið stendur annað hvort um að farga koldíoxíðinu eða að framleiða úr því vöru sem annars væri framleidd úr jarðgasi með tilheyrandi losun gróðurhúsalofttegunda, þá er líklegt að förgunin sé lakari hugmynd í umhverfislegu tilliti. Ekkert er alfarið rétt eða alfarið rangt. Allt er þetta spurning um hvaða valkostir séu í boði og hver þeirra sé skástur miðað við bestu þekkingu á hverjum tíma.

Byggt á:

· Cell Reports Physical Science, 2022; 101053 DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.101053

· University of Illinois Chicago. "A breakthrough discovery in carbon capture conversion for ethylene production." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 September 2022. <www.sciencedaily.com/releases/2022/09/220909160320.htm>

Binda koldíoxíð eða nota í framleiðslu? Kohlendioxid binden oder in der Produktion nutzen? Sequester carbon dioxide or use it in production? ¿Secuestrar dióxido de carbono o utilizarlo en la producción? Kooldioxide vastleggen of gebruiken in de productie? Sekwestrować dwutlenek węgla czy wykorzystywać go w produkcji? Sequestrar dióxido de carbono ou utilizá-lo na produção? Avskilja koldioxid eller använda den i produktionen? Karbondioksiti ayrıştırmak mı, yoksa üretimde kullanmak mı?

**Etýlen úr koldíoxíði** Etylen z dwutlenku węgla

Í síðustu viku birtist grein í vísindaritinu Cell Reports Physical Science eftir hóp vísindafólks við Illinois háskólann í Chicago og fleiri sérfræðinga, þar sem sagt er frá aðferð sem þau hafa þróað til að breyta koldíoxíði í útblæstri frá verksmiðjum í etýlen (öðru nafni eten). Last week, an article was published in the scientific journal Cell Reports Physical Science by a group of scientists at the University of Illinois at Chicago and other experts, in which it is told about a method they have developed to convert carbon dioxide in factory emissions into ethylene (another name is ethene). W zeszłym tygodniu w czasopiśmie naukowym Cell Reports Physical Science opublikowano artykuł grupy naukowców z University of Illinois w Chicago i innych ekspertów, w którym opowiedziano o opracowanej przez nich metodzie przekształcania dwutlenku węgla w emisjach fabrycznych w etylen (inna nazwa to eten). Þetta hafa reyndar fleiri gert, en aðferðin sem hér um ræðir er samt byltingarkennd vegna þess að í henni fer nánast ekkert koldíoxíðið til spillis, eða með öðrum orðum sleppur nánast ekkert koldíoxíð út í andrúmsloftið í ferlinu. This has actually been done by more people, but the method in question here is still revolutionary because in it almost no carbon dioxide is wasted, or in other words almost no carbon dioxide escapes into the atmosphere in the process. W rzeczywistości zrobiło to więcej osób, ale omawiana metoda jest nadal rewolucyjna, ponieważ prawie nie marnuje się w niej dwutlenku węgla, czyli innymi słowy, prawie żaden dwutlenek węgla nie przedostaje się do atmosfery w procesie.

**Hvað er þetta etýlen? What is this ethylene? Co to jest ten etylen? **

Etýlen (eða eten) gegnir stærra hlutverki í nútímanum en maður kannski áttar sig á, m.a. Ethylene (or ethene) plays a bigger role in modern times than one might realize, i.a Etylen (lub eten) odgrywa we współczesnych czasach większą rolę, niż mogłoby się wydawać, m.in vegna þessa að efnið er grunneiningin í margs konar plastframleiðslu. due to the fact that the material is the basic unit in many types of plastic production. ze względu na fakt, że materiał jest podstawową jednostką w wielu rodzajach produkcji tworzyw sztucznych. Margir kannast til dæmis við efnaheitið pólýetýlen, sem er mjög algeng tegund af plasti sem flest okkar nota með einhverjum hætti hvern einasta dag. For example, many people are familiar with the chemical name polyethylene, which is a very common type of plastic that most of us use in some way every day. Na przykład wiele osób zna nazwę chemiczną polietylen, który jest bardzo powszechnym rodzajem plastiku, którego większość z nas używa w jakiś sposób każdego dnia. Eten er líka notað í frostlög, sótthreinsiefni og utanhússklæðningar, svo eitthvað sé nefnt, auk þess að vera notað í landbúnaði. Ethene is also used in antifreeze, disinfectants and exterior cladding, to name a few, in addition to being used in agriculture. Eten jest również stosowany w środkach przeciw zamarzaniu, środkach dezynfekujących i okładzinach zewnętrznych, by wymienić tylko kilka, oprócz stosowania w rolnictwie.

Áætlað er að árlega séu framleidd um 160 milljón tonn af eteni í heiminum. It is estimated that around 160 million tons of ethylene are produced annually in the world. Szacuje się, że na świecie produkuje się rocznie około 160 mln ton etylenu. Hefðbundna aðferðin við þetta felst í stuttu máli í að hita jarðgas eða aðrar olíuafurðir upp í 800-900 °C, en við það verða til ýmsar lofttegundir sem hægt er að aðskilja. Kurz gesagt besteht die herkömmliche Methode hierfür darin, Erdgas oder andere Erdölprodukte auf 800–900 °C zu erhitzen, wodurch verschiedene Gase entstehen, die getrennt werden können. The traditional way of doing this, in short, is to heat natural gas or other petroleum products to 800-900 °C, which produces various gases that can be separated. Krótko mówiąc, tradycyjnym sposobem na to jest podgrzanie gazu ziemnego lub innych produktów ropopochodnych do temperatury 800-900 °C, w wyniku czego powstają różne gazy, które można oddzielić. Ein þeirra er einmitt eten. Eines davon ist genau Ethen. One of them is precisely ethene. Jednym z nich jest właśnie eten. Eten er sem sagt alla jafna olíuafurð og auk þess er framleiðslan býsna orkufrek, rétt eins og ráða má af hitastiginu. Ethen ist sozusagen ein Erdölprodukt und zudem ist die Herstellung recht energieintensiv, wie man auch an der Temperatur erkennen kann. Ethene is, as it were, an oil product, and in addition, the production is quite energy-intensive, just as you can tell from the temperature. Eten jest, że tak powiem, produktem naftowym, a ponadto jego produkcja jest dość energochłonna, co widać po temperaturze. Í samræmi við þetta er gjarnan miðað við að við hefðbundna framleiðslu á einu tonni af eteni losni um 1,5 tonn af koldíoxíði út í andrúmsloftið. Dementsprechend wird häufig davon ausgegangen, dass bei der herkömmlichen Herstellung einer Tonne Ethylen etwa 1,5 Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangen. In accordance with this, it is often assumed that during the traditional production of one ton of ethylene, around 1.5 tons of carbon dioxide is released into the atmosphere. W związku z tym często przyjmuje się, że podczas tradycyjnej produkcji jednej tony etylenu do atmosfery uwalnia się około 1,5 tony dwutlenku węgla. Þetta þýðir að árlega losna samtals um 290 milljón tonn af koldíoxíði út í andrúmsloftið vegna etenframleiðslunnar. This means that a total of 290 million tons of carbon dioxide is released into the atmosphere annually as a result of ethylene production. Oznacza to, że w wyniku produkcji etylenu do atmosfery trafia rocznie łącznie 290 mln ton dwutlenku węgla. Það samsvarar meira en 20-faldri losun Íslands þegar allt er talið, bara vegna framleiðslu á þessu eina efni. Insgesamt entspricht das mehr als dem Zwanzigfachen der isländischen Emissionen, allein aus der Produktion dieses einen Stoffes. It corresponds to more than 20 times Iceland's emissions when all is considered, just from the production of this one substance. Odpowiada to ponad 20-krotności emisji Islandii, biorąc pod uwagę wszystko, tylko z produkcji tej jednej substancji. Einu efnin sem valda meiri losun í framleiðslu eru ammoníak og sement. Die einzigen Chemikalien, die bei der Produktion mehr Emissionen verursachen, sind Ammoniak und Zement. The only chemicals that cause more emissions in production are ammonia and cement. Jedynymi chemikaliami, które powodują większe emisje podczas produkcji, są amoniak i cement.

**Árangursrík rafgreining** Effective electrolysis Skuteczna elektroliza

Nýja aðferðin við etenframleiðslu byggir á rafgreiningu, þar sem koldíoxíð úr útblæstri steymir inn í þar til gerða sellu. The new method of ethylene production is based on electrolysis, where carbon dioxide from the exhaust flows into a specially designed cell. Nowa metoda produkcji etylenu opiera się na elektrolizie, podczas której dwutlenek węgla ze spalin przepływa do specjalnie zaprojektowanego ogniwa. Í sellunni er membra og hinum megin við hana er vatnslausn. The cell has a membrane and on the other side of it is a water solution. Komórka ma membranę, a po jej drugiej stronie znajduje się roztwór wodny. Þegar rafstraumi er hleypt á selluna dregur koldíoxíðið til sín vetnisfrumeindir úr vatnslausninni með hjálp sérstakra efnahvata. When an electric current is applied to the cell, the carbon dioxide attracts hydrogen atoms from the aqueous solution with the help of special chemical catalysts. Kiedy do ogniwa doprowadzany jest prąd elektryczny, dwutlenek węgla przyciąga atomy wodoru z roztworu wodnego za pomocą specjalnych katalizatorów chemicznych. Þar með getur koldíoxíðið hvarfast í eten, auk þess sem önnur kolefnissambönd og súrefni myndast sem hliðarafurðir. Thereby, the carbon dioxide can react to form ethene, in addition to which other carbon compounds and oxygen are formed as side products. W ten sposób dwutlenek węgla może reagować, tworząc eten, a ponadto jako produkty uboczne powstają inne związki węgla i tlen. Með þessari aðferð hefur tekist að framleiða eitt tonn af eteni úr 6 tonnum af koldíoxíði, sem ella hefði sloppið út í andrúmsloftið. Dzięki tej metodzie udało się wyprodukować jedną tonę etylenu z 6 ton dwutlenku węgla, który w przeciwnym razie przedostałby się do atmosfery. Með nokkurri einföldun getur maður því sagt að loftslagsávinningurinn af þessari etenframleiðslu jafngildi 7,5 tonnum af koldíoxíði fyrir hvert tonn af eteni, því að við tonnin sex sem ella hefðu sloppið út bætist eina og hálfa tonnið sem hefði losnað við hefðbundnu etenframleiðsluna. With some simplification, one can therefore say that the climate benefit from this ethylene production is equivalent to 7.5 tons of carbon dioxide for every ton of ethylene, because the six tons that would otherwise have escaped are added to the one and a half tons that would have been released from the traditional ethylene production. W pewnym uproszczeniu można zatem powiedzieć, że korzyści dla klimatu wynikające z tej produkcji etylenu odpowiadają 7,5 tonom dwutlenku węgla na każdą tonę etylenu, ponieważ sześć ton, które w przeciwnym razie by uciekły, dodaje się do półtora tony, które zostały uwolnione z tradycyjnej produkcji etylenu.

Eins og áður segir er þetta engan veginn í fyrsta sinn sem eten er framleitt úr koldíoxíði, en nýtingin í þessu ferli er hins vegar miklu betri en áður hefur sést. As mentioned before, this is by no means the first time that ethene has been produced from carbon dioxide, but the utilization in this process is much better than previously seen. Jak wspomniano wcześniej, nie jest to bynajmniej pierwszy raz, gdy eten został wyprodukowany z dwutlenku węgla, ale wykorzystanie w tym procesie jest znacznie lepsze niż wcześniej. Þarna er sem sagt verið að tala um hátt í 100% nýtingu, en hingað til hefur 10% nýting verið nokkuð dæmigerð. They are talking about close to 100% utilization, but so far 10% utilization has been quite typical. Mówią o prawie 100% wykorzystaniu, ale jak dotąd 10% wykorzystanie było dość typowe. Svo er líka hægt að nota sömu aðferð til að framleiða önnur kolefnisrík efnasambönd sem nýtast í margs konar iðnaði. The same method can also be used to produce other carbon-rich compounds that are useful in many different industries.

Auðvitað skiptir máli hvernig raforka er notuð í rafgreininguna, því að ef sú raforka er framleidd í kolaorkuverum tapast augljóslega eitthvað af loftslagsávinningnum. Of course, it matters how electricity is used for the electrolysis, because if that electricity is produced in coal-fired power plants, some of the climate benefits are obviously lost. Oczywiście ma znaczenie, w jaki sposób energia elektryczna jest wykorzystywana do elektrolizy, ponieważ jeśli ta energia elektryczna jest wytwarzana w elektrowniach węglowych, niektóre korzyści klimatyczne są oczywiście tracone. Vísindafólkið í Chicago hefur reyndar náð mjög athyglisverðum árangri í að nýta sólarorku til þess arna, svo góðum að það jafnast á við orkunýtingu plantna sem framleiða kolefnissambönd úr vatni og koldíoxíði með ljóstillífun. The scientists in Chicago have actually achieved very remarkable results in using solar energy for this fireplace, so good that it is equal to the energy utilization of plants that produce carbon compounds from water and carbon dioxide through photosynthesis. Naukowcy z Chicago osiągnęli naprawdę niezwykłe wyniki w wykorzystaniu energii słonecznej do tego kominka, tak dobre, że dorównują one wykorzystaniu energii przez rośliny, które w procesie fotosyntezy wytwarzają związki węgla z wody i dwutlenku węgla.

**Eigum við ekki frekar bara að hætta þessu? Shouldn't we just stop this? Czy nie powinniśmy tego po prostu zatrzymać? **

Nú er eðlilegt að spurt sé hvort svona uppgötvanir feli ekki bara í sér enn eina afsökunina fyrir því að halda áfram að framleiða fullt af einhverju drasli sem betra væri, frá umhverfislegu sjónarmiði, að framleiða ekki. Now it is natural to ask whether such discoveries are not just another excuse for continuing to produce a lot of junk that it would be better, from an environmental point of view, not to produce. Teraz naturalne jest pytanie, czy takie odkrycia nie są kolejną wymówką do dalszego produkowania dużej ilości śmieci, których z ekologicznego punktu widzenia lepiej byłoby nie produkować. Það má auðvitað til sanns vegar færa. Of course, that can be true. Oczywiście, to może być prawda. En samt þarf ekki nema lítinn skammt af raunsæi til að átta sig á að hvað sem öllum óþarfa líður munu jarðarbúar ekki minnka etenframleiðsluna úr 260 milljónum tonna niður í ekki neitt í einu vetfangi. But still, it only takes a small dose of realism to realize that no matter how unnecessary everyone feels, the people of the world will not reduce ethylene production from 260 million tons to nothing in one fell swoop. Jednak wystarczy odrobina realizmu, aby zdać sobie sprawę, że bez względu na to, jak bardzo wszyscy czują się niepotrzebni, ludzie na świecie nie zmniejszą produkcji etylenu z 260 milionów ton do zera za jednym zamachem. Eða með öðrum orðum: Á meðan við höldum áfram að nota vörur og efni þar sem eten kemur við sögu, þá hlýtur að vera ákjósanlegra að framleiðslan komi í veg fyrir losun koldíoxíðs en að hún auki hana. Or in other words: While we continue to use products and materials where ethylene is involved, it must be preferable that the production prevents the release of carbon dioxide than that it increases it. Innymi słowy: podczas gdy nadal używamy produktów i materiałów zawierających etylen, lepiej jest, aby produkcja zapobiegała uwalnianiu dwutlenku węgla niż zwiększała jego ilość.

**Er binding CO2 í bergi þá kannski ekki góð hugmynd? Is sequestration of CO2 in rock perhaps not a good idea? Czy sekwestracja CO2 w skale to może nie jest dobry pomysł? **

Nú er líka eðlilegt að spurt sé hvort það sé kannski eftir allt saman ekkert óskaplega góð hugmynd að farga koldíoxíði úr útblæstri með því að binda það í íslensku basalti eða í einhverju öðru bergi, þar sem það verður vissulega skaðlaust, en um leið gagnslaust. Now it is also natural to ask whether it might not be a terribly good idea after all to dispose of carbon dioxide from emissions by tying it up in Icelandic basalt or some other rock, where it will certainly be harmless, but at the same time useless. Teraz naturalne jest też pytanie, czy nie byłoby jednak strasznie dobrym pomysłem pozbywanie się dwutlenku węgla z emisji poprzez wiązanie go w islandzkim bazalcie lub innej skale, gdzie na pewno będzie nieszkodliwy, ale jednocześnie bezużyteczny . Í þessu gildir sjálfsagt sama regla og annars staðar, þ.e.a.s. Obowiązuje tu oczywiście ta sama zasada, co gdzie indziej, tj að við flókinni spurningu er aldrei til eitt rétt og algilt svar. that there is never one correct and universal answer to a complex question. że nigdy nie ma jednej poprawnej i uniwersalnej odpowiedzi na złożone pytanie. En ef valið stendur annað hvort um að farga koldíoxíðinu eða að framleiða úr því vöru sem annars væri framleidd úr jarðgasi með tilheyrandi losun gróðurhúsalofttegunda, þá er líklegt að förgunin sé lakari hugmynd í umhverfislegu tilliti. But if the choice is either to dispose of the carbon dioxide or to produce from it a product that would otherwise be produced from natural gas with the associated emission of greenhouse gases, then disposal is likely to be a poorer idea from an environmental point of view. Ale jeśli wybór polega na unieszkodliwianiu dwutlenku węgla lub wytwarzaniu z niego produktu, który w przeciwnym razie byłby wytwarzany z gazu ziemnego z towarzyszącą emisją gazów cieplarnianych, wówczas unieszkodliwianie będzie prawdopodobnie gorszym pomysłem z ekologicznego punktu widzenia . Ekkert er alfarið rétt eða alfarið rangt. Nic nie jest całkowicie dobre lub całkowicie błędne. Allt er þetta spurning um hvaða valkostir séu í boði og hver þeirra sé skástur miðað við bestu þekkingu á hverjum tíma. It's all a matter of what options are available and which of them is the best based on the best knowledge at any given time. Wszystko zależy od tego, jakie opcje są dostępne i która z nich jest najlepsza w oparciu o najlepszą wiedzę w danym momencie.

__Byggt á:__

__· Cell Reports Physical Science, 2022; 101053 DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.101053__

__· University of Illinois Chicago. "A breakthrough discovery in carbon capture conversion for ethylene production." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 September 2022. <www.sciencedaily.com/releases/2022/09/220909160320.htm>__