他离开了祖父，离开了祖母……但是他无法摆脱东芝的技术解决方案！[从G. Sviridov的套件“时间，前进！”中听到令人振奋的音乐]。我们谈论的是二氧化碳（CO2），它几乎是任何工业活动的结果，它带来了科学家因“温室效应”而预测的气候启示。这次，我们将讨论不仅允许在出口处“捕获”二氧化碳，而且还可以将其转化为农业，能源甚至是地球气候的可回收材料的技术。
聚集了一个法国人，一个英国人和一个瑞典人
1824年，法国科学家约瑟夫·傅里叶（Joseph Fourier）将地球比作一个带玻璃盖的盒子：当阳光照射到它上面时，盒子的内表面会变热，因为热量无法散发。在这里的“盖子”下，您需要了解大气，而傅立叶理论上证明了地球上的气候取决于此“盖子”。
35年后，英国物理学家约翰·廷德尔（John Tyndall）受冰河时代的最新发现启发，研究了气体对热辐射的影响。当时，人们认为气体完全可以透过热辐射。科学家决定在实验室中对主要大气气体（氧气，氮气，氢气）逐一检验该假设，并得到证实。当他即将离开时，他将目光固定在一个全新的实验室小工具-本生灯上。她用煤气（因为它被用在灯笼上）上而被称为“煤气灯”。
本生燃烧器在多种气体混合物上运行，包括甲烷，一氧化碳和氢气。资料来源：Daderot / Wikimedia Commons
在测试了煤气的导热性之后，廷德尔发现它可以防止热辐射，然后发现二氧化碳与水蒸气结合也可以阻止热量散发。
尽管本生灯是工业革命的成果之一，几乎几乎直接“暗示”了廷德尔关于这场革命可能对气候造成的影响，但仅半个世纪之后，瑞典科学家Svante Arrhenius就得出了某些结论-1896年，他计算出二氧化碳含量减少了一半大气层可能导致冰河时代，因此，在地球上燃烧化石燃料可能适得其反。
没错，当时阿雷尼乌斯的假设似乎太神奇了。该问题仅在20世纪中叶才再次出现，当时二氧化碳的排放量超过了19世纪的水平。在1960年代，首次开发了模型，证明已经在21世纪，由于大气中的二氧化碳，地球的温度将上升几度。
二氧化碳排放量的增加是发达国家，然后苏联和中国工业化的直接结果。资料来源：CAIT气候数据资源管理器，世界资源研究所（WRI）
与此同时，科学家们一直在控制失控的二氧化碳是否会杀死我们习惯的气候以及如何做到这一点，石油商想出了CCS-一种捕获和储存碳的技术。在1950年代，二氧化碳开始用于难以将油与各种杂质分离的领域：与其他气体不同，二氧化碳在油和地层水中的溶解性很好，这导致二氧化碳的体积增加和残留的移动油被排出。 1970年代，科学家开始思考在使用二氧化碳时，二氧化碳是在燃烧伴生气中形成的。这就是燃烧后捕获技术的诞生方式。如今，出于环境原因，不仅在石油生产中，越来越多地使用它。怎么样？我们将以日本和美国的东芝项目为例。
吸收它
并非所有人都效仿石油工人并使用副产品二氧化碳。例如，像许多其他行业一样，火力发电厂根本不需要它，因此二氧化碳会进入大气。根据国际能源署的数据，2019年与能源生产相关的CO2排放总量为330亿吨。
如果在发达国家，能源部门的二氧化碳排放量停滞不前（白线以下的条形图的一部分），那么在发展中国家，它们只会增加（白线以上）。资料来源：国际能源署（IEA）
为了减少浪费排放并使二氧化碳重生，我们使用二次碳捕集与封存技术。它基于化学吸收。由于排放物由混合气体组成，为了精确地捕获CO2，我们将胺的水溶液随火力发电厂的“排气”送入吸收塔。它能够在一定温度下选择性捕获CO2，反之，在汽提塔中在不同温度下“释放”二氧化碳。
这样，您可以在不同类型的站点“捕获”二氧化碳：煤，石油，天然气。资料来源：东芝能源系统和解决方案
2009年9月，东芝建成位于日本福冈县大牟田市的50兆瓦Mikawa电厂的分离和捕获CO2的试验工厂。每天捕获10吨二氧化碳。对于东芝而言，这是一个试点项目，旨在对工业规模捕集二氧化碳的技术进行微调。
佐贺市距三川发电厂仅35公里，自2013年以来一直采取措施尽量减少有害物质向大气中的排放。在Omut中试工厂了解了碳捕集技术后，佐贺市官员亲自了解了细节。而且，他们所看到的印象深刻，他们希望在自己城市的垃圾焚烧厂使用这种装置。
为此，必须对技术进行调整，东芝安装了一个小型试验系统，每天可以从垃圾焚烧产生的废气中捕获10至20千克的二氧化碳。在8000个小时的运行过程中，对这项技术以及二氧化碳捕集的商业用途进行了探索。所使用的吸收剂是碱性胺，它们非常适合捕获燃烧气体混合物中的二氧化碳，二氧化碳含量仅为8-14％。该小型试用系统运行良好，2016年8月，东芝建造的大型碳捕集设施投入商业运营。
佐贺焚化炉每天收集10吨二氧化碳。然后将高纯二氧化碳发送到藻类养殖场。带光照的二氧化碳可以用作肥料，使产量增加2-3倍。来源：东芝能源系统和解决方案
此外，二氧化碳还用于食品工业（防腐剂E290），灭火器的生产以及冷冻机中的制冷剂等。因此，世界上第一个焚化厂出现在佐贺市，有害排放设法商业化。但是我们并没有止步于此，而是决定将仍然被认为是极好的生态概念付诸实践。
生物能源从字面上讲
有一种从二氧化碳中清洁大气的概念，被称为“具有碳捕获和储存的生物能源”（英文，BECCS）。不要急于抓住手枪：超感官知觉和生物领域与它无关-我们只是在谈论UHY的一种异国情调。
假定有可能通过在两个方面对这种气体起作用而减少大气中的CO2量：一方面，种植在光合作用过程中吸收CO2的植物，另一方面，燃烧这些植物，并将产生的CO2埋在地壳的深层中，或者变成有用的东西例如，用于新一批植物的肥料。关于这一理论的争论也许比关于全球变暖本身的争论更为激烈，因此我们将不深入其实质，而只是谈论我们在这种“正确”生物能源中的试验项目。
与佐贺市的工作同时，对奥姆特的火力发电厂进行了翻新。2017年，它从煤炭转向了生物燃料。来自用于获得棕榈油的油棕仁的数十万吨印尼贝壳开始被送到该站的熔炉中。奥姆特生物燃料工厂将成为世界上第一个使用BECCS技术的发电厂-它每天将能够捕获500吨以上的二氧化碳，占该工厂所有CO2排放量的一半以上。
液体或视觉
回收的二氧化碳本身可以成为能源，而且对环境友好。为此，必须使其处于超临界状态，即成为一种物质的聚集形式，在这种状态下，它既具有气体又具有液体的特性。 CO2相对容易转换为这种状态-它需要在约7.4 MPa（73 atm）的压力下保持31°C的温度。
尽管超临界CO2在外观上看起来像液体，但正确地称为超临界流体（SCF）。资料来源：YouTube频道Flachzange1337,
2018年，东芝与美国公司NET Power一起在拉波特（美国得克萨斯州）的50兆瓦发电厂成功测试了商业规模的燃烧室，旨在确认基于超临界流体CO2的发电系统的运行...自2012年以来，东芝一直在开发涡轮机和燃烧室。
超临界CO2发电系统使用天然气，比其他天然气系统效率更高，并且可以收集高压CO2，同时消除氮氧化物和其他污染物。
它的工作原理是：将SCF CO2，天然气和氧气输入燃烧室。通过燃烧该混合物，腔室产生主要由二氧化碳和蒸汽组成的气态工作流体。它在高压和高温下被传递到涡轮，涡轮在此旋转轴并发电。
然后，涡轮机中的废气被冷却并分成两部分-水和二氧化碳。后者再次被压缩并返回燃烧室，重新开始循环。多余的CO2可以埋入地下或转移给外部用户，并且可以丢弃干净的水。
使用超临界流体CO2的安装方案。资料来源：东芝能源系统与解决方案
不要在这里抽烟！
因此，我们发现二氧化碳是可循环利用的，之后可以直接用于农业，工业和能源的需求。因此，通过防止其进入大气，我们不仅减少了温室效应，而且获利。简而言之，二氧化碳是一种潜在的收入来源。
这些气体在哪里产生？例如，在俄罗斯：根据石油公司BP的数据，2018年俄罗斯的温室气体排放量排名世界第四（每年15.5亿吨），在该指标上仅次于中国，美国和印度，仅次于日本... 当油价创下负数记录时，这不是在工业规模上开始“捕获”二氧化碳的原因吗？