نیوزویز – دانشمندان آزمایشگاه ملی اوک ریج و شش آزمایشگاه ملی وزارت انرژی دیگر رویکردی مبتنی بر ایالات متحده برای دستیابی به انتشار خالص کربن صفر ایجاد کرده‌اند. نقشه راه اخیراً در مجله منتشر شده است بررسی های طبیعت شیمی.
محققان آزمایشگاه‌های DOE – ORNL، آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام، آزمایشگاه ملی بروکهاون، آزمایشگاه ملی آرگون، آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، آزمایشگاه ملی ایمز، و آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC- تخصص متنوع خود را برای ایجاد نقشه‌ای برای “فسیل‌زدایی” بخش‌هایی از بخش‌هایی از این منطقه انجام دادند. اقتصاد ایالات متحده با کاهش انتشار کربن از بخش هایی از بازار که برق رسانی به آنها دشوار است. طرح آنها خواستار استفاده از رویکردهای جدید برای افزایش استفاده مجدد از کربن موجود است و در نتیجه چرخه کربن را می‌بندد.
استفان استرایفر، مدیر ORNL، گفت: “وسعت این تحقیق ارزش همکاری بین آزمایشگاه های ملی ما را نشان می دهد.” کربن بخش حیاتی بسیاری از محصولات و فرآیندهای امروزی است و ما باید در نحوه مدیریت استفاده از آن در مواجهه با تغییرات آب و هوایی جهانی خلاق باشیم.
بر خلاف کربن زدایی، که بر جذب یا جداسازی انتشار کربن تمرکز دارد، فسیل زدایی شامل کاهش یا توقف تقاضا برای استخراج سوخت های فسیلی جدید است. این را می توان با جدا کردن کربن از فرآیندها و محصولات موجود و به جای کنار گذاشتن آن، استفاده مجدد از آن در صورت امکان به دست آورد. این «اقتصاد دایره‌ای» بخش زیادی از کربن موجود در تولید انرژی را از سوخت‌های فسیلی و مواد غیرقابل استفاده مانند زیست توده، زباله‌های شهری، بیومتان، دی اکسید کربن و پلاستیک بازیابی می‌کند.
فسیل‌زدایی می‌تواند به طور خاص به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای جدید از بخش‌های حمل‌ونقل و صنعتی کمک کند که مجموعا بیش از 50 درصد ردپای کربن کشور را تشکیل می‌دهند. آنها همچنین سخت‌ترین بخش‌ها برای انتقال از سوخت‌های فسیلی به برق در فرآیندی به نام برق‌سازی هستند. از آنجایی که تحقیقات صنعتی و علمی برای کشف فناوری‌های پاک مناسب یا مواد جایگزین ادامه می‌یابد، این بخش‌ها و سایر بخش‌های حیاتی اقتصاد برای کار کردن به کربن نیاز خواهند داشت.
Michelle K. Kidder دانشمند برجسته ORNL و مدیر برنامه برای مجموعه کاربون زدایی کربن مدیریت انرژی فسیلی ORNL است. تمرکز او بر ادغام توسعه مواد جدید برای واکنش‌های شیمیایی و جداسازی سطح از فرآیندهای اتمی به صنعتی برای فناوری‌های انرژی پاک پایدار و تجدیدپذیر است. او گفت که دستیابی به فسیل‌زدایی در بخش‌هایی که به سختی برق‌رسانی می‌شوند، مستلزم تسریع سرعت کشف فناوری‌های دگرگون‌کننده است.
او گفت: «حفظ چرخه 15 تا 20 ساله کشف-طراحی-توسعه- استقرار امروز به ما این امکان را نمی دهد که تأثیرات آب و هوایی را به موقع برای دستیابی به اهداف تهاجمی 2030 و 2050 آمریکا کاهش دهیم، متوقف کنیم یا حتی معکوس کنیم.» در عوض، ما باید راه‌های جدیدی برای نزدیک شدن به پیشرفت‌های اساسی در علم پیدا کنیم و اکتشافات را سریع‌تر به برنامه‌هایی تبدیل کنیم که می‌توانند تأثیر قابل‌توجهی بر کاهش انتشار داشته باشند.»
برای فعال کردن فسیل‌زدایی گسترده‌تر، در دسترس‌تر، عادلانه و فراگیر، صدها دانشمند و متخصص فنی از سراسر سیستم آزمایشگاهی ملی کشور برای غلبه بر موانع تاریخی علمی و فناوری تلاش می‌کنند. تحقیقات در ORNL بر کاهش ردپای کربن کشور بدون فشار آوردن به منابع دیگر مانند آب یا فلزات گرانبها متمرکز است. به عنوان مثال، محققان شیمی را ترکیب می کنند، هوش مصنوعی و فراگیری ماشین برای کمک به پیش‌بینی خواص مواد جدید و استفاده از ORNL’s Frontier – سریع‌ترین ابررایانه جهان – برای انجام محاسبات با کارایی بالا هنگام طراحی و مدل‌سازی فناوری‌های انرژی جدید، از جمله همجوشی و راکتورهای هسته‌ای جدید نسل بعدی. اگرچه تحقیقات آنها بر علم متکی است، اما آنها به طور فزاینده ای شامل تحلیل های فنی-اقتصادی و چرخه زندگی برای کمک به تعیین چالش های بالقوه زیست محیطی و اثرات اجتماعی فناوری های جدید می شوند.
کیددر می‌بیند که شامل چنین تحلیل‌های سیستمی است که عوامل فنی، محیطی، اقتصادی، سیاسی و اجتماعی را در بر می‌گیرد. او گفت: «حتی در حالی که ما به دنبال جایگزین‌هایی برای استفاده مجدد و حفاظت از کربن هستیم، فسیل‌زدایی باید راه‌حل‌های عادلانه و سبز را برای همه فراهم کند. “اگر ما بتوانیم این چشم انداز را با فوریت مورد نیاز اجرا کنیم، می توانیم دی اکسید کربن و اثرات زیست محیطی ناشی از آن را کاهش دهیم و در عین حال اطمینان حاصل کنیم که هیچ جامعه ای پشت سر نمی گذارد.”
UT-Battelle ORNL را برای دفتر علوم وزارت انرژی، بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده، مدیریت می کند. دفتر علوم برای رسیدگی به برخی از مهم ترین چالش های زمان ما کار می کند. برای اطلاعات بیشتر لطفا مراجعه کنید به Energy.gov/science.