ມີວິທີທີ່ເປັນມິດກັບດິນຟ້າອາກາດຫຼາຍກວ່າທີ່ຈະໃສ່ປຸ໋ຍພືດບໍ? ຄໍາຕອບອາດຈະຖືກພັດຢູ່ໃນລົມ

ພືດແມ່ນ "ພະລັງງານແສງຕາເວັນ" ຕາມທໍາມະຊາດ, ແຕ່ມີຮອຍຕີນຄາບອນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງພວກມັນເປັນພືດ. ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟທີ່ນໍາໃຊ້ກັບລົດໄຖນາແລະອຸປະກອນອື່ນໆແມ່ນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງຮອຍຕີນ, ແຕ່ອົງປະກອບທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດ ໃນ​ຄໍາ​ສັ່ງ​ຂອງ 36​% ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບອາຍແກັສທໍາມະຊາດທີ່ໃຊ້ໃນການເຮັດຝຸ່ນໄນໂຕຣເຈນສັງເຄາະ.

ລະຫວ່າງການຂັດຂວາງທີ່ເກີດຈາກຂໍ້ຂັດແຍ່ງໃນຕະຫຼາດອາຍແກັສທໍາມະຊາດທົ່ວໂລກແລະຄວາມຕ້ອງການອັນຮີບດ່ວນເພື່ອແກ້ໄຂການປ່ຽນແປງຂອງດິນຟ້າອາກາດ, ການເພິ່ງພາຝຸ່ນໄນໂຕຣເຈນຕໍ່ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແມ່ນບໍ່ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້. ການແກ້ໄຂທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນເພື່ອຊອກຫາວິທີທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ການສະຫນອງຕີນກາກບອນຕ່ໍາຂອງໄນໂຕຣເຈນໂດຍໃຊ້ພະລັງງານທົດແທນໃນທ້ອງຖິ່ນ. ມັນເປັນໄປໄດ້ບໍ? ໃນກໍລະນີນີ້, ຄໍາຕອບອາດຈະເປັນ "ລົມໃນລົມ."

ພືດສີຂຽວໄດ້ຮັບພະລັງງານໃນການຂະຫຍາຍຕົວຈາກແສງຕາເວັນໂດຍຜ່ານຂະບວນການຂອງການສັງເຄາະແສງ. ພວກ​ເຂົາ​ເຮັດ; ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ຕ້ອງການທາດອາຫານ - ແຮ່ທາດທີ່ພວກມັນດູດຊຶມຈາກດິນຜ່ານຮາກຂອງມັນ. ໄນໂຕຣເຈນ, ຟົດສະຟໍຣັດ ແລະ ໂພແທດຊຽມ ແມ່ນຄວາມຕ້ອງການອັນໃຫຍ່ຫຼວງທີ່ສຸດຂອງພືດ ແລະ ໃນການກະສິກຳ ຫຼື ການເຮັດສວນນັ້ນ ແມ່ນສະໜອງໃຫ້ເປັນຝຸ່ນ. ຕະຫຼອດປະຫວັດສາດຂອງມະນຸດ, ໄນໂຕຣເຈນແມ່ນອົງປະກອບຈໍາກັດທີ່ສຸດສໍາລັບການຜະລິດພືດ, ແລະຍ້ອນວ່າປະຊາກອນເພີ່ມຂຶ້ນແຫຼ່ງໄນໂຕຣເຈນທີ່ມີຢູ່ເຊັ່ນ: ຝຸ່ນສັດພາຍໃນປະເທດຫຼື guano ນົກບໍ່ສາມາດສະຫນອງທັງຫມົດທີ່ຈໍາເປັນ. ສິ່ງທ້າທາຍຂອງການໄດ້ຮັບໄນໂຕຣເຈນໃຫ້ພຽງພໍສໍາລັບພືດແມ່ນຂ້ອນຂ້າງທາດເຫຼັກເນື່ອງຈາກວ່າບັນຍາກາດປະກອບດ້ວຍອາຍແກັສໄນໂຕຣເຈນ 78%; ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ມັນຂ້ອນຂ້າງ inert ແລະບໍ່ມີໃຫ້ກັບສິ່ງທີ່ມີຊີວິດສ່ວນໃຫຍ່. ພຽງແຕ່ 100 ກວ່າປີກ່ອນ ສະຖານະການຝຸ່ນປ່ຽນແປງ. ນັກວິທະຍາສາດຊາວເຢຍລະມັນຊື່ວ່າ Fritz Haber ໄດ້ສ້າງລະບົບການກະຕຸ້ນແລະຄວາມກົດດັນເພື່ອໃຊ້ໄຮໂດເຈນແລະໄນໂຕຣເຈນບາງສ່ວນໃນອາກາດແລະປ່ຽນເປັນແອມໂມເນຍເຊິ່ງເປັນຮູບແບບທີ່ມີໃຫ້ກັບພືດ. ວິສະວະກອນອີກຄົນຫນຶ່ງທີ່ມີຊື່ວ່າ Carl Bosch ໄດ້ເຮັດສໍາເລັດແລະຂະຫຍາຍຂະບວນການດັ່ງນັ້ນໃນປີ 1914 ມັນສາມາດຜະລິດໄນໂຕຣເຈນໄວ້ໄດ້ 20 ໂຕນຕໍ່ມື້.

ຂະບວນການ “Haber-Bosch” ນີ້ແມ່ນປະຕິບັດໄດ້ດີທີ່ສຸດໃນໂຮງງານຂະໜາດໃຫຍ່ ແຕ່ລະການຜະລິດຕາມລຳດັບ 1 ລ້ານໂຕນຕໍ່ປີ ບໍ່ວ່າຈະມາຈາກແຫຼ່ງອາຍແກັສທຳມະຊາດ ຫຼື ໂດຍຜ່ານແກັສຖ່ານຫີນ. ອາຍແກັສທໍາມະຊາດແມ່ນປະກອບດ້ວຍຄາບອນຫນຶ່ງແລະສີ່ປະລໍາມະນູ hydrogen, ແຕ່ວ່າມັນເປັນພຽງແຕ່ hydrogen ທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອປະຕິກິລິຍາກັບໄນໂຕຣເຈນໃນອາກາດເພື່ອເຮັດໃຫ້ແອມໂມເນຍ (ຫນຶ່ງ N ປະລໍາມະນູທີ່ມີສາມປະລໍາມະນູ hydrogen). ຄາບອນໃນກໍລະນີດັ່ງກ່າວແມ່ນມາຈາກແຫຼ່ງ "ຟອດຊິວທໍາ" ສະນັ້ນມັນປະກອບເປັນ "ການປ່ອຍອາຍພິດເຮືອນແກ້ວ." ມີວິທີທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນການສ້າງ hydrogen ເອີ້ນວ່າ electrolysis. ທັງຫມົດທີ່ຈໍາເປັນແມ່ນນ້ໍາບາງ (ສອງປະລໍາມະນູ hydrogen ແລະຫນຶ່ງອະຕອມອົກຊີເຈນ) ແລະໄຟຟ້າ. ຂະບວນການນີ້ແຍກທາດໄຮໂດເຈນອອກແລະປ່ອຍອອກຊິເຈນທີ່ບໍ່ມີອັນຕະລາຍ. ໃນກໍລະນີດັ່ງກ່າວນີ້, ບໍ່ມີການປ່ອຍອາຍພິດກາກບອນ. ນັກຄົ້ນຄວ້າພາກລັດແລະເອກະຊົນໄດ້ທົດລອງໃຊ້ຂະບວນການ Haber-Bosch ຂະຫນາດນ້ອຍເພື່ອເຮັດໃຫ້ແອມໂມເນຍ. ໄດ້ສຸມໃສ່ການນໍາໃຊ້ພະລັງງານລົມຫຼືພະລັງງານແສງຕາເວັນ. ແນວຄວາມຄິດນີ້ຢູ່ໃນວຽກງານສໍາລັບບາງເວລາ. ຕົວຢ່າງໃນປີ 2009 ໂຮງງານທົດລອງທີ່ມີມູນຄ່າ 3.75 ລ້ານໂດລາຂອງມະຫາວິທະຍາໄລ Minnesota ໄດ້ນຳໃຊ້ກະແສໄຟຟ້າຈາກໂຮງງານຜະລິດພະລັງງານລົມໃນທ້ອງຖິ່ນເພື່ອຜະລິດແອມໂມເນຍທີ່ບໍ່ມີນໍ້າ 25 ໂຕນຕໍ່ປີ. ນີ້ໄດ້ຖືກອະທິບາຍໃນການສໍາພາດກັບ Mike Reese, ຜູ້ອໍານວຍການພະລັງງານທົດແທນທີ່ສະຖານທີ່ Minnesota ທີ່ຕີພິມໃນວາລະສານການຄ້າກະສິກໍາ Corn + Soybean Digest. ບົດ​ຄວາມ​ມີ​ຊື່​ຢ່າງ​ຖືກ​ຕ້ອງ​: “ເຮັດປຸ໋ຍຈາກອາກາດບາງໆບໍ? ການໃຊ້ພະລັງງານລົມທີ່ຕິດຢູ່ເພື່ອເຮັດໃຫ້ແອມໂມເນຍສາມາດທົດແທນໄດ້ສາມາດເຮັດໃຫ້ລາຄາບໍ່ສະຖຽນລະພາບ, ສ້າງຕະຫຼາດພະລັງງານລົມ.”

ດັ່ງນັ້ນ 13 ປີຕໍ່ມາແມ່ນຫຍັງ? ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຂະບວນການເຄມີໃຫມ່ໃດໆ, ມັນໃຊ້ເວລາສໍາລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບ. ນອກນັ້ນ, ຍັງມີເສດຖະກິດຂະໜາດທີ່ເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະແຂ່ງຂັນກັບຂະບວນການຂະໜາດອຸດສາຫະກຳທີ່ສ້າງຂຶ້ນໄດ້ດີ, ນຳໃຊ້ເຂົ້າໃນການຜະລິດຝຸ່ນທັນສະໄໝ. ແນວໃດກໍ່ຕາມມັນເປັນໄປໄດ້ວ່າລຸ້ນຂອງເທັກໂນໂລຍີນີ້ກຳລັງເຂົ້າຫາຄວາມເປັນໄປໄດ້ທາງການຄ້າ. A “ເທັກໂນໂລຢີການວິເຄາະເສດຖະກິດ” ຈັດພີມມາໃນປີ 2020 ໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ Texas Tech ໄດ້ສະຫຼຸບວ່າ "ໄຟຟ້າທັງຫມົດ" ammonia ສາມາດຜະລິດໄດ້ປະມານສອງເທົ່າຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງແອມໂມເນຍສິນຄ້າທໍາມະດາ. ນັ້ນແມ່ນກ່ອນການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງລາຄາຝຸ່ນສໍາລັບລະດູການປູກ 2022 ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ເບິ່ງ ຊາວນາສະໄໝໃໝ່: “ຊາວນາ ພະຍາຍາມຮັກສາລາຄາປຸ໋ຍທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ).

ໃນການສໍາພາດສໍາລັບບົດຄວາມນີ້ Mike Reese ຈາກວິທະຍາໄລ Minnesota ສະຖານທີ່ກ່າວວ່າປັດຈຸບັນກໍາລັງສ້າງສໍາລັບການແກ້ໄຂນີ້. ດ້ວຍ​ລາຄາ​ອາຍ​ແກັສທຳ​ມະ​ຊາດ​ທີ່​ເພີ່ມ​ຂຶ້ນ, ຄ່າ​ໄຟຟ້າ​ທົດ​ແທນ​ຫຼຸດ​ລົງ ​ແລະ ​ໃຫ້​ຄຳ​ໝັ້ນ​ສັນຍາ​ກ່ຽວ​ກັບ​ການ​ຫຼຸດຜ່ອນ​ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ຂອງ​ດິນ​ຟ້າ​ອາກາດ​ໄດ້​ກ້າວ​ຂຶ້ນ​ສູ່​ລະດັບ​ສູງ; ໃນປັດຈຸບັນມີຄວາມສົນໃຈຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຈັດລຽງຂອງ "ແອມໂມເນຍສີຂຽວ" ທາງເລືອກນີ້. Reese ເວົ້າວ່າບໍລິສັດຝຸ່ນທໍາມະດາຂະຫນາດໃຫຍ່ຈໍານວນຫນຶ່ງກໍາລັງຊອກຫາວິທີການທີ່ເຂົາເຈົ້າອາດຈະຫັນໄປສູ່ທິດທາງນີ້. ລາຍລະອຽດຂອງ Reese ກ່ຽວກັບເຕັກໂນໂລຊີນີ້ໄດ້ຖືກຈັດພີມມາຢູ່ໃນເວັບໄຊທ໌ຂອງສູນ: "ພະລັງງານແບບຍືນຍົງ ແລະ ການກະເສດ: ການໃສ່ລົມໃສ່ກະຕຸກ.” ນັກຄົ້ນຄວ້າ UMN ຍັງໄດ້ພິມເຜີຍແຜ່ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ ເສດຖະກິດ.

ສະຖານະການທີ່ສົມເຫດສົມຜົນແມ່ນການພັດທະນາໂຮງງານຂະຫນາດກາງໃນລະດັບ 30 ຫາ 200 ໂຕນຕໍ່ປີແລະຊອກຫາພວກມັນໃນທົ່ວຂົງເຂດກະສິກໍາບ່ອນທີ່ມີທ່າແຮງຫຼາຍສໍາລັບການຜະລິດໄຟຟ້າພະລັງງານລົມແລະແສງຕາເວັນ. ດ້ວຍວິທີນັ້ນ, ເສັ້ນທາງການຂົນສົ່ງຂອງຝຸ່ນຈະມີຂະຫນາດນ້ອຍແລະຕະຫຼາດຈະຖືກ insulated ຈາກການປ່ຽນແປງຂອງລາຄາທົ່ວໂລກ. ແນ່ນອນ, ມັນຈະມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບການລົງທືນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແຕ່ນັ້ນອາດຈະຖືກແກ້ໄຂບາງສ່ວນໂດຍຜ່ານການສະຫນັບສະຫນູນການປ່ຽນແປງດິນຟ້າອາກາດຫຼືໂດຍຜ່ານສິນເຊື່ອຄາບອນ. ການປ່ຽນແປງນີ້ຍັງຈະເປັນບວກສໍາລັບຂະແຫນງພະລັງງານແສງຕາເວັນແລະພະລັງງານລົມເນື່ອງຈາກວ່າມັນແກ້ໄຂຄວາມຕ້ອງການຂອງເຂົາເຈົ້າສໍາລັບການນໍາໃຊ້ໃນໄລຍະການຜະລິດສູງສຸດທີ່ອາດຈະບໍ່ສອດຄ່ອງກັບຄວາມຕ້ອງການຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ. ມີສາຍເອກະລາດມີຄວາມສົນໃຈໃນ ammonia ເປັນວິທີການທີ່ປອດໄພກວ່າຂອງການເກັບຮັກສາ hydrogen ສໍາລັບການປ່ອຍຕໍ່ມາສໍາລັບ ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ.

ຄືກັບວ່າເລື່ອງນີ້ບໍ່ມີທາງບວກພຽງພໍ, ມີວິທີການທີ່ການຜະລິດຝຸ່ນສາມາດ "decarbonized." ມີພືດ bioethanol ແຜ່ຂະຫຍາຍໄປທົ່ວຂົງເຂດກະສິກໍາຂອງສະຫະລັດ. ເມື່ອພວກມັນໝັກທາດຄາໂບໄຮເດຣດຈາກອາຫານສັດເຊັ່ນ: ແປ້ງສາລີ ພວກມັນປ່ອຍ CO2, ແຕ່ມັນເປັນ “ຄາບອນທີ່ເປັນກາງ” ເຊິ່ງມັນມາຈາກການສັງເຄາະແສງຂອງການປູກພືດທີ່ຜ່ານມາ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເກັບກໍາການສະຫນອງອາຍແກັສທີ່ອຸດົມສົມບູນແລະປະຕິກິລິຍາກັບແອມໂມເນຍເພື່ອຜະລິດ urea ເຊິ່ງເປັນຝຸ່ນໄນໂຕຣເຈນທີ່ເກັບຮັກສາໄວ້ໄດ້ງ່າຍກວ່າແລະຫນຶ່ງທີ່ສາມາດປ່ຽນເປັນສູດທົ່ວໄປອື່ນໆເຊັ່ນ UAN ຫຼືເມັດທີ່ປ່ອຍຊ້າ. . ການສ້າງການເຊື່ອມໂຍງລະຫວ່າງການຜະລິດແອມໂມເນຍແລະເອທານອນນີ້ຈະມີທັງຄວາມໄດ້ປຽບທາງດ້ານທຸລະກິດແລະການຂົນສົ່ງນອກເຫນືອຈາກການຫຼຸດຜ່ອນຮອຍຕີນຄາບອນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບແຕ່ລະຜະລິດຕະພັນ.

ສະຫຼຸບແລ້ວ, ການຜະລິດກະແສໄຟຟ້າຂອງແອມໂມເນຍສໍາລັບການກະສິກໍາເບິ່ງຄືວ່າເປັນຕົວຢ່າງທີ່ດີເລີດຂອງການແກ້ໄຂທີ່ຄາດໄວ້ໂດຍ "ນັກເສດຖະສາດ” ຜູ້ທີ່ໂຕ້ຖຽງວ່າເຕັກໂນໂລຢີມັກຈະເປັນການແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ. ໃນກໍລະນີນີ້, ຍັງສອດຄ່ອງກັບຄວາມຕ້ອງການເພື່ອປົກປ້ອງເສດຖະກິດກະສິກໍາຂອງພວກເຮົາຈາກຄວາມບໍ່ສະຖຽນລະພາບຂອງໂລກ.