Hiilidioksidin varastointi mineralisoimalla

Abstract

Tässä kandidaatintyössä perehdytään hiilidioksidin mineralisaatioon ja sen kehitysnäkymiin. Kohonneet hiilidioksidipitoisuudet ilmakehässä nostavat maapallon lämpötilaa ja muuttavat ilmastoa. Poistamalla hiilidioksidia ilmakehästä on mahdollista hidastaa ilmastonmuutoksen kehitystä.

Hiilidioksidin mineralisaatiota tapahtuu luonnossa itsestään kemiallisen rapautumisen muodossa. Kemiallisessa reaktiossa hiilidioksidi ja metallioksideja sisältävät silikaattimineraalit reagoivat muodostaen pysyviä karbonaatteja ja lämpöä. Luonnollinen reaktio on liian hidas vaikuttaakseen ilmastonmuutokseen, mutta sitä on mahdollista nopeuttaa esimerkiksi lisäämällä lämpöä, katalyyttejä tai alentamalla painetta.

Hiilidioksidin mineralisaatioon on eri keinoja. Hiilidioksidia voi syöttää suoraan silikaattimineraaleja sisältävään maaperään tai louhia ja käsitellä mineraalit ensin. Mineralisaatiossa on mahdollista hyödyntää myös teollisuuden sivuvirtoja ja jätteitä. Reaktiotuotteena syntyneitä karbonaatteja on mahdollista käyttää tuotteissa, kuten betonissa. Silikaattimineraalit voi jauhaa hienoksi ja ripotella pelloille, rannoille tai meriin, jossa ne reagoivat ilmakehän ja merien hiilidioksidin kanssa. Tätä metodia kutsutaan tehostetuksi rapautumiseksi.

Hiilidioksidin mineralisaatiolla olisi mahdollista sitoa suuria määriä hiilidioksidia. Tutkimuksella, ohjaavalla lainsäädännöllä ja tukitoimilla menetelmän suosiota saataisiin lisättyä. Tällä hetkellä ongelmana ovat kustannukset ja energian kulutus. Hiilidioksidin mineralisoinnin kehitystä ja tutkimusta on tuettava yhä enenevissä määrin, jos sen halutaan menestyvän.

In this bachelor’s thesis, we explore the mineralization of carbon dioxide and its potential for development. Rising carbon dioxide levels in the atmosphere contribute to global warming and drive climate change. By extracting carbon dioxide from the atmosphere, we can reduce the progression of climate change.

Mineralization occurs naturally through chemical weathering. In this process, carbon dioxide reacts with silicate minerals containing metal oxides producing permanent carbonates and heat. Although the natural reaction is too slow to significantly impact climate change, it can be accelerated through methods such as heating, catalyst addition, or pressure reduction.

There are various approaches for mineralization. One method involves directly injecting carbon dioxide into soil containing silicate minerals, while another involves mining and processing the minerals beforehand. Additionally, industrial byproducts and waste can be utilized in mineralization processes. The resulting carbonates can find applications in products like concrete. Silicate minerals can also be finely ground and dispersed across fields, beaches, and oceans to react with atmospheric and oceanic carbon dioxide. This process is known as enhanced weathering.

Mineralization offers the potential to sequester significant amounts of carbon dioxide. However, widespread adoption of the method depends on further research, legislation, and support measures. The primary obstacles now are cost and energy consumption. Continued investment in the research and development of mineralization is essential for its success.