Ocean Carbon Capture: A Multidisciplinary Review of Technological, Environmental and Economic perspectives
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Electrical Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-12-25
Department
Major/Subject
Energy Systems and Markets
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions
Language
en
Pages
59
Series
Abstract
The objective of this thesis is to review research done about ocean carbon capture and assess if the researched methods can feasibly capture carbon dioxide from oceanwater. Technological ocean carbon capture aims to mimic the natural carbon cycle of oceans. The research was done by performing a literature review of papers authored by multiple experts in the field from the past three decades. The result of the literature review was that the ocean carbon capture technology is mainly preformed through electrochemical methods used to alter the pH level of seawater in a controlled environment. The technology is in its early stages, and there are globally only a handful of prototypes and pilot plants. Climate change has impacted natural environments globally, even oceans. Ocean alkalinity has decreased, leading to less carbon dioxide being sequestrated. The different methods of ocean carbon capture may be used to extract carbon dioxide from the seawater or to increase ocean alkalinity, both of which enable more atmospheric carbon dioxide to dissolve into the water. The current challenge this technology faces is the transition from the lab into full- scale application. This thesis performed a feasibility study of a process that the company Equatic has deployed and intends to scale up to megatons of captured carbon. The study concluded that the process is efficient and feasible up to the scale of megatons, but cannot feasibly achieve gigatons. There was limited published information about some environmental details about the process, for example the quality of the discharge water. The process is only feasible if it does not cause additional harm to the natural environment. Finally, this thesis addresses the financial obstacles that ocean carbon capture faces by presenting a proposal to update emissions trading schemes. In the proposal, not only do emitters pay for their emissions, but conversely, negative emission technology providers receive a payment for the emissions they capture.Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tehdä kirjallisuuskatsaus hiilidioksidin teknologisesta talteenotosta merivedestä ja arvioida sen toteutettavuutta ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi. Kirjallisuuskatsaus toteutettiin perehtymällä useiden alan asiantuntijoiden kirjoittamiin artikkeleihin viimeisen kolmen vuosikymmenen ajalta. Ilmastonmuutos on vaikuttanut kaikkiin luonnontilaisiin ympäristöihin, myös meriin. Merien pH-arvo on laskenut, mikä on johtanut merien heikentyneeseen kykyyn pysyvästi sitoa hiilidioksidia. Teknologisella talteenotolla tavoitellaan luonnollisen prosessin jäljittämistä muuttamalla meriveden pH:ta suljetussa ympäristössä sähkökemiallisin menetelmin. Prosessilla voidaan esimerkiksi poistaa hiilidioksidia vedestä tai kasvattaa sen pH:ta, jotta meriveden kyky sitoa hiilidioksidia kasvaisi. Kirjallisuuskatsauksen lisäksi opinnäytetyössä toteutettiin toteuttamis- kelpoisuustutkimus Equatic-yrityksen talteenottomenetelmästä. Yritys pyrkii rakennuttamaan talteenottolaitoksia, jotka saavuttaisivat jopa megatonnin mittakaavan ennen tämän vuosikymmenen loppua. Tutkimuksen tuloksena oli, että menetelmä on toteuttamiskelpoinen sekä tehokas megatonnin mittakaavassa mutta ei gigatonnin. Joistain yksityiskohdista oli kuitenkin saatavilla vain puutteellista tietoa. Tästä syystä esimerkiksi purkuveden laadusta ei voitu tehdä lopullista johtopäätöstä. Menetelmä on toteutuskelpoinen vain, jos se ei aiheuta lisähaittaa ympäristölle. Lopuksi opinnäytetyössä arvioitiin, kuinka hiilidioksidin talteenoton teknologioita voitaisiin tukea taloudellisesti. Lopputuloksena oli ehdotus päästökaupan päivitykseksi. Päivitetyssä versiossa päästöjen aiheuttajat maksaisivat edelleen päästöistään, mutta lisäksi talteenotosta maksettaisiin yhtä suuri kompensaatio. Tavoitteena olisi kannustaa teknologiaan investointia maailmanlaajuisesti.Description
Supervisor
Järvinen, MikaThesis advisor
Järvinen, MikaKeywords
ocean carbon capture, carbon dioxide, climate change, negative emissions technology, emissions trading, electrolysis