Puas Muaj Ib Txoj Kev Zoo Tshaj Plaws Zoo Tshaj Plaws rau Fertilize qoob loo? Lo lus teb yuav tau tshuab 'Nyob rau hauv Cua

Nroj tsuag yog ib txwm "hloov lub hnub ci," tab sis muaj cov pa roj carbon hneev taw cuam tshuam nrog kev loj hlob lawv ua qoob loo. Cov roj siv rau lub zog tsheb laij teb thiab lwm yam khoom siv yog ib feem ntawm qhov hneev taw, tab sis qhov loj tshaj plaws ntawm kev txiav txim ntawm 36% yog txuam nrog cov nkev uas siv los ua hluavtaws nitrogen chiv.

Nyob nruab nrab ntawm kev tsis sib haum xeeb-tsav kev cuam tshuam hauv lub ntiaj teb kev lag luam roj av thiab qhov xav tau ceev los daws qhov kev hloov pauv huab cua, nitrogen chiv qhov kev vam khom rau cov roj fossil tau dhau los ua tsis tuaj yeem. Txoj kev daws teeb meem zoo tshaj plaws yuav yog nrhiav txoj hauv kev los ua kom muaj cov pa roj carbon tsawg ntawm cov pa nitrogen siv hauv zos, lub zog tauj dua tshiab. Puas yog qhov ua tau? Hauv qhov no, lo lus teb tuaj yeem txhais tau tias "tshuab cua."

Cov nroj tsuag ntsuab tau txais lub zog loj hlob los ntawm lub hnub los ntawm cov txheej txheem ntawm photosynthesis. Lawv ua; Txawm li cas los xij, xav tau cov as-ham - cov zaub mov uas lawv nqus los ntawm cov av los ntawm lawv cov hauv paus hniav. Nitrogen, Phosphorus thiab Potassium yog cov nroj tsuag xav tau ntau tshaj plaws thiab hauv kev ua liaj ua teb lossis kev ua vaj zaub yog muab los ua chiv. Thoob plaws hauv tib neeg keeb kwm, nitrogen yog qhov txwv tsis pub tshaj plaws rau kev tsim qoob loo, thiab raws li cov pej xeem nce cov nitrogen muaj xws li cov tsiaj txhu hauv tsev lossis noog guano tsis tuaj yeem muab txhua yam uas xav tau. Kev sib tw kom tau txais nitrogen txaus rau cov nroj tsuag yog me ntsis ironic vim hais tias cov cua muaj 78% nitrogen gas; Txawm li cas los xij, nws yog qhov tsis txaus ntseeg thiab tsis muaj rau feem ntau cov khoom muaj sia. Tsuas yog 100 xyoo dhau los cov xwm txheej chiv hloov. Ib tug kws tshawb fawb German hu ua Fritz Haber tuaj nrog lub zog thiab lub zog siv hydrogen thiab qee cov nitrogen hauv huab cua thiab tig mus rau hauv ammonia uas yog ib daim ntawv muaj rau cov nroj tsuag. Lwm tus kws tshaj lij hu ua Carl Bosch ua tiav thiab ntsuas cov txheej txheem kom txog thaum xyoo 1914 nws tuaj yeem tsim tau 20 tons / hnub ntawm cov nitrogen siv tau.

Cov txheej txheem "Haber-Bosch" no yog qhov ua tau zoo hauv cov chaw loj hauv txhua qhov kev tsim tawm ntawm qhov kev txiav txim ntawm 1 lab tons hauv ib xyoos los ntawm cov khoom siv roj av lossis los ntawm cov pa roj carbon monoxide. Cov pa roj carbon monoxide yog tsim los ntawm ib qho carbon thiab plaub lub atoms hydrogen, tab sis tsuas yog cov hydrogen uas yuav tsum tau ua rau cov pa nitrogen hauv huab cua los ua ammonia (ib N atom nrog peb hydrogen atoms). Cov pa roj carbon nyob rau hauv cov ntaub ntawv no yog los ntawm "pob txha" qhov chaw yog li nws tsim "cov pa roj carbon emissions". Muaj lwm txoj hauv kev los tsim hydrogen hu ua electrolysis. Txhua yam uas xav tau yog ib co dej (ob lub hydrogen atoms thiab ib tug oxygen atom) thiab hluav taws xob. Cov txheej txheem no cais tawm cov hydrogen thiab tso tawm cov pa tsis zoo. Hauv qhov xwm txheej no tsis muaj carbon emission. Cov kws tshawb fawb pej xeem thiab ntiag tug tau sim ua cov txheej txheem me me ntawm Haber-Bosch los ua ammonia. Kev tsom mus rau kev siv cua- lossis hnub ci-tsim hluav taws xob. Lub tswv yim no tau ua haujlwm rau qee lub sijhawm. Piv txwv li, xyoo 2009, $ 3.75 lab pilot cog rau ntawm University of Minnesota's West Central Research thiab Outreach Center tau siv hluav taws xob los ntawm lub zog cua hauv zos los tsim 25 tons ntawm anhydrous ammonia ib xyoos twg. Qhov no tau piav qhia nyob rau hauv kev xam phaj nrog Mike Reese, Tus Thawj Coj Hluav Taws Xob Hluav Taws Xob Hluav Taws Xob ntawm Minnesota qhov chaw luam tawm hauv phau ntawv xov xwm kev lag luam ua liaj ua teb pob kws + Soybean Digest. Cov kab lus tau muaj npe zoo: “Ua Fertilizer Los Ntawm Huab Cua? Siv Stranded Cua Fais Fab los ua kom rov ua dua tshiab Ammonia tuaj yeem ruaj khov N Nqe, tsim kom muaj cua-Power Markets. "

Yog li cas 13 xyoo tom qab ntawd tshwm sim? Raws li nrog rau cov txheej txheem tshuaj tshiab nws yuav siv sijhawm rau kev ua kom zoo. Kuj tseem muaj kev lag luam ntawm cov nplai uas ua rau nws nyuaj rau kev sib tw nrog cov txheej txheem tsim tau zoo, cov txheej txheem kev lag luam zoo li uas siv rau niaj hnub chiv ntau lawm. Txawm li cas los xij nws muaj peev xwm hais tias cov qauv ntawm cov thev naus laus zis no tau nce mus txog qhov muaj peev xwm ua lag luam. A "Techno-Economic Analysis" luam tawm xyoo 2020 los ntawm cov kws tshawb fawb ntawm Texas Tech tau xaus lus tias "tag nrho cov hluav taws xob" ammonia tuaj yeem tsim tau ntawm kwv yees li ob npaug ntawm tus nqi ntawm cov khoom siv ammonia. Qhov ntawd yog ua ntej qhov kev nce siab pom nrog cov nqi chiv rau xyoo 2022 loj hlob (saib Cov neeg ua liaj ua teb niaj hnub: "Cov neeg ua liaj ua teb tawm tsam kom nce nrog cov nqi chiv).

Hauv kev xam phaj rau tsab xov xwm no Mike Reese los ntawm University of Minnesota qhov chaw hais tias lub zog yog tsim los rau cov kev daws teeb meem no. Nrog rau cov nqi hluav taws xob nce ntxiv, cov nqi hluav taws xob txuas ntxiv tau poob qis thiab cov lus cog tseg rau kev hloov pauv huab cua tuaj rau pem hauv ntej; Tam sim no muaj kev txaus siab rau qhov kev xaiv "ntsuab ammonia" no. Reese hais tias ob peb lub tuam txhab loj loj, cov tuam txhab tsim chiv tau saib seb lawv yuav hloov mus rau qhov kev taw qhia no. Reese cov lus piav qhia ntawm cov thev naus laus zis no tau muab tso rau hauv qhov chaw lub vev xaib: "Fueling Sustainable Energy thiab Kev Ua Liaj Ua Teb: Tso Cua rau hauv lub raj mis” UMN cov kws tshawb fawb kuj tau luam tawm qhov cuam tshuam kev ntsuam xyuas nyiaj txiag.

Ib qho laj thawj zoo yog los tsim cov nroj tsuag nruab nrab hauv 30 txog 200 ton / xyoo ntau thiab nrhiav lawv thoob plaws cheeb tsam ua liaj ua teb uas muaj peev xwm ntau rau cua thiab hnub ci hluav taws xob. Ua li ntawd txoj kev thauj mus los ntawm cov chiv yuav me me thiab kev ua lag luam yuav raug cuam tshuam los ntawm kev sib tw nqi thoob ntiaj teb. Pom tau tias yuav xav tau kev nqis peev ntau, tab sis qhov ntawd yuav yog ib feem los ntawm kev hloov pauv huab cua-tsav nyiaj pab lossis los ntawm cov qhab nia carbon. Qhov kev hloov pauv no tseem yuav ua rau muaj txiaj ntsig zoo rau lub hnub ci thiab cua tshuab hluav taws xob vim tias nws hais txog lawv qhov kev xav tau ntawm kev siv thaum lub sijhawm ua haujlwm siab tshaj plaws uas tej zaum yuav tsis ua raws li daim phiaj xav tau. Muaj ib txoj kab ywj pheej ntawm kev txaus siab hauv ammonia raws li txoj kev nyab xeeb ntawm kev khaws cia hydrogen rau tom qab tso tawm rau ntau ntau yam kev siv.

Raws li yog tias zaj dab neeg no tsis tau zoo txaus, muaj ib txoj hauv kev uas cov chiv tsim tau ntxiv "decarbonized." Muaj cov nroj tsuag bioethanol kis thoob plaws hauv ntau thaj tsam Asmeskas ua liaj ua teb. Thaum lawv fermenting cov carbohydrates los ntawm cov khoom noj xws li pob kws starch lawv emit CO2, tab sis nws yog "carbon neutral" nyob rau hauv uas nws los ntawm cov qoob loo photosynthesis tsis ntev los no. Txawm li cas los xij, nws muaj peev xwm ntes tau cov roj ntau ntau thiab ua rau nws nrog ammonia los tsim urea uas yog ib qho yooj yim khaws cia thiab siv daim ntawv ntawm nitrogen chiv thiab ib qho uas tuaj yeem hloov mus rau lwm cov qauv xws li UAN lossis qeeb-tso pellets. . Ua qhov kev sib txuas ntawm ammonia thiab ethanol ntau lawm yuav muaj kev lag luam thiab kev xa khoom zoo ntxiv rau cov pa roj carbon hneev taw txo qis cuam tshuam nrog txhua yam khoom.

Hauv kev xaus, kev tsim hluav taws xob ntawm ammonia rau kev ua liaj ua teb zoo li yog ib qho piv txwv zoo ntawm cov kev daws teeb meem uas pom los ntawm "ecommodernists” leej twg sib cav tias technology feem ntau yog kev daws teeb meem rau ib puag ncig. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no uas kuj aligns nrog ib tug xav tau los tiv thaiv peb ua liaj ua teb kev khwv nyiaj txiag los ntawm lub ntiaj teb no instability.