કાર્બન ડાયોક્સાઇડને કેવી રીતે ગ્રહણ કરવું અને સંગ્રહિત કરવું તે શીખવું એ એક રીતે વૈજ્ઞાનિકો વાતાવરણમાં ગરમીની અસરોને મુલતવી રાખવા માંગે છે. આ પ્રથાને હવે વૈજ્ઞાનિક સમુદાય દ્વારા આબોહવા પરિવર્તનને ઉકેલવાના એક આવશ્યક ભાગ તરીકે જોવામાં આવે છે . આ વિવિધ પ્રકારના કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશન દ્વારા કરવામાં આવે છે.
કાર્બન ડાયોક્સાઈડ એ ગરમીમાં ફસાયેલા ગેસ છે જે પ્રકૃતિમાં અને માનવીય પ્રવૃત્તિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. માનવસર્જિત કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે કોલસો, કુદરતી ગેસ અને તેલ સળગાવવામાંથી આવી શકે છે.
જૈવિક કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કાર્બનિક પદાર્થોના વિઘટન, જંગલની આગ અને જમીનના ઉપયોગના અન્ય ફેરફારોથી આવી શકે છે.
વાતાવરણમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને અન્ય 'ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ'નું નિર્માણ ગરમીને ફસાવી શકે છે અને આબોહવા પરિવર્તનમાં ફાળો આપી શકે છે. કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશનની પ્રક્રિયા વાતાવરણના ગરમ થવામાં વિલંબ કરી શકે છે.
કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશન કાર્બન ડાયોક્સાઇડને પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશતા અટકાવવા માટે સુરક્ષિત કરે છે.
કાર્બનને ઘન અને ઓગળેલા સ્વરૂપોમાં સ્થિર કરવાનો વિચાર છે જેથી તે વાતાવરણને ગરમ ન કરે. પ્રક્રિયા માનવ "કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટ" ઘટાડવા માટે જબરદસ્ત વચન દર્શાવે છે.
કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશન શું છે?
કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશન એ વાતાવરણમાંથી કાર્બનને ગ્રહણ કરવાની અથવા દૂર કરવાની અને તેને સંગ્રહિત કરવાની પ્રથા છે. આબોહવા પરિવર્તનના મુદ્દાને સંબોધવા માટે અપનાવવામાં આવેલા ઘણા અભિગમોમાંથી એક છે.
તેનો અર્થ એ પણ થઈ શકે છે કે વાતાવરણમાંથી ગ્રીનહાઉસ વાયુઓ દૂર કરવામાં આવે અને ગ્રહની ગરમીને રોકવા માટે તેને લાંબા ગાળાના કાર્બન સ્ટોરેજમાં મૂકવામાં આવે.
પૃથ્વીના વાતાવરણને વધુ ગરમ થવાથી અટકાવવા માટે માનવતા દ્વારા એક વિશાળ સામૂહિક પ્રયાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે. કાર્બન ઉત્સર્જન કરતા ઇંધણ પરની આપણી અવલંબનને સમાપ્ત કરવાથી લઈને 2050 સુધીમાં ચોખ્ખું શૂન્ય ઉત્સર્જન લક્ષ્ય સ્થાપિત કરવા સુધી, જો આપણે અભૂતપૂર્વ આબોહવા પરિવર્તનને અટકાવવું હોય તો દરેક સંભવિત ઉકેલ મહત્વપૂર્ણ છે.
સ્વચ્છ ઉર્જા પ્રણાલીઓ અને ડીકાર્બોનાઇઝિંગ ઉચ્ચ ઉત્સર્જન પ્રથાઓ જેમ કે બાંધકામ અથવા પરિવહનમાં સંક્રમણની સાથે. આપણે જે રીતે નિર્માણ કરીએ છીએ, વપરાશ કરીએ છીએ, મુસાફરી કરીએ છીએ અને પાવર જનરેટ કરીએ છીએ તે રીતે અનુકૂલન કરીને માનવતા આપણા વાતાવરણમાંથી કાર્બનને દૂર કરવા માટે એક નક્કર પ્રયાસ કરી રહી છે.
પરંતુ કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશન જેવી પદ્ધતિઓ દર્શાવે છે કે આપણે આબોહવા સંકટને પહોંચી વળવા કુદરતી વાતાવરણ સાથે કેવી રીતે કામ કરી શકીએ છીએ.
કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશનની પ્રક્રિયામાં શું સામેલ છે?
કાર્બન કેપ્ચર અને સિક્વેસ્ટ્રેશન ત્રણ-પગલાની પ્રક્રિયાને અનુસરે છે જેમાં શામેલ છે:
- ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓ અથવા પાવર પ્લાન્ટ્સમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મેળવવું અથવા સુરક્ષિત કરવું
- કબજે કરેલ અને સંકુચિત કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પરિવહન
- ઊંડા ભૂગર્ભ ખડકોમાં કાર્બન ઓક્સાઇડનો સંગ્રહ
કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશનના પ્રકાર
વિશ્વભરના ઉદ્યોગો દર વર્ષે 10 ગીગાટોન (એક અબજ મેટ્રિક ટન) GHG ઉત્સર્જન કરે છે, કાર્બન જપ્ત કરવાની જરૂરિયાત ભયંકર છે.
અહીં કેટલાક પ્રકારના કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશન છે જે તમને વ્યક્તિગત ધોરણે ગ્લોબલ વોર્મિંગ અને આબોહવા પરિવર્તનને સંબોધવામાં મદદ કરશે.
- જંગલોમાં જપ્તી
- જમીનમાં જપ્તી
- ડાયરેક્ટ એર કેપ્ચર (DAC) અને સ્ટોરેજ
- ઘાસના મેદાનોમાં જપ્તી
- વેટલેન્ડ સિક્વેસ્ટ્રેશન
- મહાસાગર કાર્બન જપ્તી
- કાર્બન કેપ્ચર એન્ડ સ્ટોરેજ (CCS) પાવર પ્લાન્ટ
- એન્જિનિયર્ડ મોલેક્યુલ્સ
- ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય કાર્બન જપ્તી
- ઔદ્યોગિક કાર્બન જપ્તી
1. જંગલોમાં જપ્તી
જંગલો અને વૂડલેન્ડ્સને કુદરતી કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશનના શ્રેષ્ઠ સ્વરૂપોમાંના એક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
સરેરાશ, જંગલો તેમના ઉત્સર્જન કરતા બમણા કાર્બનનો સંગ્રહ કરે છે, જ્યારે આશરે 25% કાર્બન ઉત્સર્જનનો અંદાજ જંગલ-સમૃદ્ધ લેન્ડસ્કેપ્સ જેમ કે રેન્જલેન્ડ્સ અને ઘાસના મેદાનો (ક્ષેત્રો, પ્રેયરી, ઝાડીવાળા મેદાનો, વગેરે) દ્વારા અલગ પાડવામાં આવે છે.
જ્યારે વૃક્ષો, ડાળીઓ અને પાંદડા મરી જાય છે અને જમીન પર પડે છે, ત્યારે તેઓ જે કાર્બનનો સંગ્રહ કરે છે તે જમીનમાં છોડે છે.
કાર્બન સિંક CO2 ને અસરકારક રીતે શોષી લે તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે આવા કુદરતી વાતાવરણને સુરક્ષિત અને સંવર્ધન કરવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. જંગલની આગ અને માનવ પ્રવૃત્તિઓ જેમ કે વનનાબૂદી , બાંધકામ અથવા સઘન ખેતી આ કુદરતી પ્રક્રિયા માટે સૌથી મોટો ખતરો છે.
2. જમીનમાં જપ્તી
કાર્બનને છોડ દ્વારા પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા જમીનમાં કેપ્ચર કરી શકાય છે અને તેને સોઈલ ઓર્ગેનિક કાર્બન (SOC) તરીકે સંગ્રહિત કરી શકાય છે.
જેમ કે, એગ્રોઇકોસિસ્ટમ્સ જમીનના કાર્બનિક કાર્બન સ્તરોને અધોગતિ અને અવક્ષય કરે છે. ઉપરાંત, બોગ્સ, પીટ અને સ્વેમ્પ્સ દ્વારા, કાર્બનને પકડી શકાય છે અને કાર્બોનેટ તરીકે સંગ્રહિત કરી શકાય છે.
આ કાર્બોનેટ હજારો વર્ષોમાં એકઠા થાય છે કારણ કે CO 2 અન્ય ખનિજ તત્વો, જેમ કે કેલ્શિયમ અથવા મેગ્નેશિયમ ખનિજો સાથે ભળે છે, જે રણ અને શુષ્ક જમીનમાં "કેલિશે" બનાવે છે.
આખરે, કાર્બોનેટમાં સંગ્રહિત આ કાર્બન પૃથ્વી પરથી મુક્ત થાય છે, પરંતુ ખૂબ લાંબા સમય માટે નહીં-કેટલાક કિસ્સાઓમાં 70,000 વર્ષથી વધુ સમય પછી, જ્યારે માટીમાં રહેલા સેન્દ્રિય પદાર્થનાં રજકણ કેટલાંક વર્ષો સુધી કાર્બનનો સંગ્રહ કરે છે.
વૈજ્ઞાનિકો લાંબા સમય સુધી કાર્બનને સંગ્રહિત કરવા માટે જમીનમાં બારીક કચડી સિલિકેટ્સ ઉમેરીને કાર્બોનેટ-રચના પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવાની રીતો પર કામ કરી રહ્યા છે.
3. ડાયરેક્ટ એર કેપ્ચર (DAC) અને સ્ટોરેજ
આ અભિગમ પાતળી હવામાંથી ગેસ મેળવવા માટે રસાયણો અથવા ઘન પદાર્થોનો ઉપયોગ કરે છે, પછી, BECCS ના કિસ્સામાં, તેને લાંબા અંતર માટે ભૂગર્ભમાં અથવા લાંબા સમય સુધી ચાલતી સામગ્રીમાં સંગ્રહિત કરે છે.
તે એક એવું માધ્યમ છે જેના દ્વારા અદ્યતન ટેકનોલોજીવાળા પ્લાન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને હવામાંથી સીધા કાર્બનને ગ્રહણ કરવામાં આવે છે. એવું જાણવા મળ્યું છે કે સીધા હવાને ગ્રહણ કરવાથી સૈદ્ધાંતિક રીતે છોડ કરતાં હજાર ગણી વધુ અસરકારક રીતે હવામાંથી CO 2 દૂર થઈ શકે છે.
આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ પહેલાથી જ સમુદ્રની સપાટીની નીચે સબમરીન અને તેની ઉપર અવકાશ વાહનોમાં થાય છે. જો કે, આ પ્રક્રિયા ઉર્જા સઘન અને ખર્ચાળ છે, જે પ્રતિ ટન કાર્બન દૂર કરવામાં $500-$800 સુધીની છે.
જ્યારે ડાયરેક્ટ એર કેપ્ચર જેવી તકનીકો અસરકારક હોઈ શકે છે, તે હજુ પણ મોટા પાયે અમલમાં મૂકવા માટે ખૂબ ખર્ચાળ છે.
સ્વિટ્ઝર્લૅન્ડમાં ક્લાઈમવર્ક્સની હમણાં જ ખોલવામાં આવેલી કાર્બન-ટ્રેપિંગ સુવિધા જેવા અન્ય પ્રોજેક્ટ્સ સાથે એરિઝોના સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના લેકનરમાંથી કાર્બન-સેક્વેસ્ટરિંગ કન્ટેનર ઉદાહરણો છે.
4. ઘાસના મેદાનોમાં જપ્તી
જ્યારે જંગલોને સામાન્ય રીતે મહત્વપૂર્ણ કાર્બન સિંક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, ત્યારે ઘાસના મેદાનો પણ વધુ કાર્બનને ભૂગર્ભમાં અલગ કરી શકે છે અને જ્યારે તે બળી જાય છે, ત્યારે કાર્બન પાંદડા અને લાકડાના બાયોમાસને બદલે મૂળ અને જમીનમાં સ્થિર રહે છે.
જંગલોને અસર કરતી ઝડપી આગ અને વનનાબૂદીને કારણે ઘાસના મેદાનો અને રેન્જલેન્ડ્સ જંગલો કરતાં કાર્બનનો સંગ્રહ કરવા માટે વધુ વિશ્વસનીય વિસ્તારો છે.
જો કે, જંગલોમાં ઘાસના મેદાનો કરતાં વધુ કાર્બન સંગ્રહિત કરવાની ક્ષમતા હોય છે, પરંતુ આબોહવા પરિવર્તનને કારણે અસ્થિર સ્થિતિમાં, ઘાસના મેદાનો વધુ સ્થિતિસ્થાપક બની શકે છે.
5. વેટલેન્ડ સિક્વેસ્ટ્રેશન
બધા છોડની જેમ, વેટલેન્ડ છોડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડના રૂપમાં હવામાંથી કાર્બન લે છે અને તે કાર્બનને બાયોમાસમાં સંગ્રહિત કરે છે. તેઓ મહત્વપૂર્ણ કુદરતી અસ્કયામતો તરીકે ઓળખાય છે, જે વાતાવરણીય કાર્બન લેવા માટે સક્ષમ છે અને લાંબા ગાળાના સંગ્રહની સુવિધા માટે અનુગામી કાર્બન નુકશાનને મર્યાદિત કરે છે.
તેઓ ઇરાદાપૂર્વક આબોહવા પરિવર્તનને ઘટાડવા માટે કુદરતી ઉકેલ પ્રદાન કરવા તેમજ વિવિધ જમીન વપરાશ ફેરફારો અને કુદરતી ડ્રાઇવરોથી ભીની જમીનના સીધા નુકસાનને સરભર કરવામાં મદદ કરવા માટે વ્યવસ્થાપિત થઈ શકે છે. વધુમાં, પીટ બોગ્સ જેવી વેટલેન્ડ્સ જંગલ અથવા ખેતીની જમીન કરતાં હેક્ટર દીઠ કાર્બનની ઊંચી ઘનતા સાથે કાર્બનને પકડે છે.
6. મહાસાગર કાર્બન જપ્તી
જળચર વાતાવરણ અને મોટા જળાશયો પણ CO2 ના મહાન શોષક છે . માનવ પ્રવૃત્તિઓ દ્વારા વાર્ષિક ધોરણે ઉત્સર્જિત કાર્બન ડાયોક્સાઇડના લગભગ 25 ટકા વાતાવરણમાંથી મહાસાગરો શોષી લે છે.
કાર્બન સમુદ્રમાં બંને દિશામાં જાય છે. જ્યારે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સમુદ્રમાંથી વાતાવરણમાં મુક્ત થાય છે, ત્યારે તે સર્જન કરે છે જેને હકારાત્મક વાતાવરણીય પ્રવાહ કહેવામાં આવે છે. નકારાત્મક પ્રવાહ એ કાર્બન ડાયોક્સાઇડને શોષી લેતા મહાસાગરનો સંદર્ભ આપે છે. આ પ્રવાહોને શ્વાસમાં લેવા અને બહાર કાઢવા તરીકે વિચારો, જ્યાં આ વિરોધી દિશાઓની ચોખ્ખી અસર એકંદર અસર નક્કી કરે છે.
સમુદ્રના ઠંડા અને પોષક તત્વોથી ભરપૂર ભાગો ગરમ ભાગો કરતાં વધુ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ શોષી શકે છે. તેથી, ધ્રુવીય પ્રદેશો સામાન્ય રીતે કાર્બન સિંક તરીકે સેવા આપે છે. 2100 સુધીમાં, વૈશ્વિક મહાસાગરનો મોટાભાગનો ભાગ કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો મોટો સિંક બનવાની ધારણા છે. આ કાર્બન મોટે ભાગે મહાસાગરોના ઉપરના સ્તરોમાં સમાયેલ છે. જો કે, વધુ પડતો કાર્બન પાણીને એસિડિફાઇ કરી શકે છે, જે નીચે અસ્તિત્વમાં રહેલી જૈવવિવિધતા માટે ખતરો છે.
7. કાર્બન કેપ્ચર એન્ડ સ્ટોરેજ (CCS) પાવર પ્લાન્ટ
સીસીએસમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડને કેપ્ચર કરવાનો સમાવેશ થાય છે જે વીજ ઉત્પાદન અથવા ઔદ્યોગિક પ્રવૃત્તિ, જેમ કે સિમેન્ટ અથવા સ્ટીલ બનાવવા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. આ CO 2 ને પછી સંકુચિત કરવામાં આવે છે અને ઊંડા ભૂગર્ભ સુવિધાઓમાં પરિવહન કરવામાં આવે છે, જ્યાં તેને કાયમી સંગ્રહ માટે ખડકોની રચનામાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે.
8. એન્જિનિયર્ડ મોલેક્યુલ્સ
વૈજ્ઞાનિકો એવા એન્જીનિયરિંગ પરમાણુઓ છે જે હવામાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડને સુરક્ષિત અને કેપ્ચર કરવામાં સક્ષમ નવા પ્રકારના સંયોજનો બનાવીને આકાર બદલી શકે છે.
એન્જિનિયર્ડ પરમાણુઓ ફિલ્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે, માત્ર તે તત્વને આકર્ષે છે જે તેને શોધવા માટે બનાવવામાં આવ્યું હતું. વ્યવહારમાં, આ વાતાવરણીય કાર્બનને ઘટાડીને કાચો માલ બનાવવાની કાર્યક્ષમ રીત રજૂ કરી શકે છે.
9. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય કાર્બન જપ્તી
આ પ્રક્રિયા ભૂગર્ભ ભૌગોલિક રચનાઓમાં, જેમ કે ખડકોમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના સંગ્રહ સાથે વ્યવહાર કરે છે.
કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કાર્બન ડાયોક્સાઇડના ઔદ્યોગિક સ્ત્રોતો જેમ કે સ્ટીલ અથવા સિમેન્ટ ઉત્પાદન કંપનીઓ અથવા ઉર્જા-સંબંધિત સ્ત્રોતો જેવા કે પાવર પ્લાન્ટ અથવા કુદરતી ગેસ પ્રોસેસિંગ સુવિધાઓમાંથી લેવામાં આવે છે, જે પછી લાંબા ગાળાના સંગ્રહ માટે છિદ્રાળુ ખડકોમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે.
આવા કાર્બન કેપ્ચર અને સ્ટોરેજ અશ્મિભૂત ઇંધણનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે જ્યાં સુધી અન્ય ઉર્જા સ્ત્રોત મોટા પાયા પર રજૂ કરવામાં ન આવે.
10. ઔદ્યોગિક કાર્બન જપ્તી
આ કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશનનો વ્યાપકપણે સ્વીકૃત અને કાર્યક્ષમ પ્રકાર ન હોઈ શકે, પરંતુ તેનો ઉપયોગ કેટલાક ઉદ્યોગોમાં થઈ શકે છે. તેઓ પાવર પ્લાન્ટમાંથી કાર્બનને ત્રણ રીતે મેળવે છે, પ્રી-કમ્બશન, પોસ્ટ-કમ્બશન અને ઓક્સિફ્યુઅલ.
પ્રી-કમ્બશન બળતણ બાળવામાં આવે તે પહેલાં પાવર પ્લાન્ટમાં કાર્બનને પકડવા સાથે સંબંધિત છે. કોલસાને બાળતા પહેલા તેમાંથી કાર્બન દૂર કરવાનો હેતુ છે.
દહન પછી, બળતણ બળી ગયા પછી પાવર સ્ટેશનના આઉટપુટમાંથી કાર્બન દૂર કરવામાં આવે છે. આનો અર્થ એ છે કે કચરો વાયુઓ કબજે કરવામાં આવે છે અને તેઓ ધૂમ્રપાન કરતા પહેલા તેમના કાર્બન ડાયોક્સાઇડને સાફ કરે છે. આ એમોનિયા દ્વારા વાયુઓ પસાર કરીને પ્રાપ્ત થાય છે, જે પછી વરાળથી સાફ કરવામાં આવે છે, સંગ્રહ માટે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મુક્ત કરે છે.
જ્યારે ઓક્સિફ્યુઅલ અથવા ઓક્સિ-કમ્બશન ઇંધણ બાળવામાં આવે છે, ત્યારે તે વધુ ઓક્સિજન લે છે અને પરિણામે ઉત્પાદિત તમામ વાયુઓને સંગ્રહિત કરે છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડને અન્ય કચરાના વાયુઓથી મહેનતપૂર્વક અલગ કરવાને બદલે, પ્રક્રિયા સ્મોકસ્ટેક્સમાંથી સમગ્ર આઉટપુટને ફસાવે છે અને તે બધું સંગ્રહિત કરે છે.
શુદ્ધ ઓક્સિજન એક્ઝોસ્ટને શુદ્ધ કરવા માટે ભઠ્ઠીઓમાં ફૂંકાય છે, તેથી ઇંધણ સંપૂર્ણપણે બળી જાય છે, પ્રમાણમાં શુદ્ધ વરાળ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે.
એકવાર વરાળને ઠંડક અને ઘનીકરણ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે, તેને પાણીમાં બનાવવામાં આવે છે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સુરક્ષિત રીતે સંગ્રહિત કરી શકાય છે.
ઉપસંહાર
આ લેખને સમાપ્ત કરવા માટે, આ વિવિધ પ્રકારો દ્વારા કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશન પર્યાવરણીય ટકાઉપણાની તરફેણ કરે છે કારણ કે મોટાભાગે માનવ પ્રવૃત્તિઓને કારણે પર્યાવરણમાં દૈનિક કાર્બન-ઉત્પાદન પ્રવૃત્તિઓ હોય છે.
તેથી તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કે આ પદ્ધતિઓ અને કાર્બન સિક્વેસ્ટ્રેશનના પ્રકારોને આગ્રહ કરવામાં આવે જેથી કરીને પર્યાવરણને બચાવવા અને ટકાવી શકાય.