211service.com
Exxon ma sprytny sposób na wychwytywanie dwutlenku węgla — jeśli to działa
Firma ExxonMobil, zdeterminowana, aby rozwiązać jedno z największych wyzwań związanych z redukcją emisji dwutlenku węgla z produkcji energii elektrycznej, będzie współpracować z producentem ogniw paliwowych Energia z ogniw paliwowych gonić nowatorska forma wychwytywania dwutlenku węgla —oczyszczanie dwutlenku węgla ze spalin z elektrowni opalanych gazem ziemnym i węglem oraz przechowywanie go zamiast uwalniania do atmosfery.
Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla, jak wiadomo, od dawna jest celem wielkich producentów ropy naftowej, gazu i węgla oraz zakładów energetycznych, które wytwarzają energię. Elektrownie spalające paliwa kopalne to największe pojedyncze źródło emisji dwutlenku węgla . Dotychczasowe badania i rozwój koncentrowały się na pochodnych amoniaku znanych jako aminy, które mogą oddzielać dwutlenek węgla od spalin.
Technologia ta jest jednak kosztowna i energochłonna, zwiększając koszty energii elektrycznej i odprowadzając dużą ilość energii wytwarzanej przez elektrownię. Częściowo problem polega na tym, że stężenie dwutlenku węgla w spalinach jest tak niskie: od 12 do 15 procent w przypadku elektrowni węglowej i zaledwie 5 procent w przypadku nowoczesnej elektrowni na gaz ziemny. Próby budowy elektrowni na dużą skalę z wychwytywaniem dwutlenku węgla, w tym niefortunne Projekt FutureGen , w dużej mierze upadły (zob. Peabody Energy’s Bankruptcy Shows the Limits of „Clean Coal”).
Ogniwa paliwowe, takie jak to, mogą wychwytywać węgiel z kominów elektrowni paliw kopalnych.
Finansowane przez Departament Energii USA badania nad ogniwami paliwowymi wychwytującymi węgiel trwają od kilku lat. Technologia FuelCell Energy wykorzystywałaby to, co jest znane jako węglanowe ogniwo paliwowe , który wykorzystuje dwutlenek węgla jako jeden ze swoich wkładów, do wychwytywania dwutlenku węgla i zagęszczania go do postaci, która może być transportowana i magazynowana, najprawdopodobniej w głęboko podziemnych składowiskach. System generowałby dodatkową energię elektryczną, zamiast ją zużywać, a energia z całej elektrowni kosztowałaby mniej niż energia elektryczna z elektrowni stosujących wcześniejsze rozwiązania oparte na aminach.
FuelCell Energy produkuje ogniwa paliwowe, które generują energię w ponad 50 lokalizacjach na całym świecie. Wykorzystanie tych ogniw paliwowych do wychwytywania dwutlenku węgla przy jednoczesnym wytwarzaniu energii elektrycznej byłoby nowatorskim zastosowaniem. To radykalnie poprawiłoby ekonomikę wychwytywania dwutlenku węgla. Na przykład dla 500-megawatowej elektrowni węglowej wychwytywanie 90 procent emisji dwutlenku węgla wymagałoby 400-megawatowego systemu ogniw paliwowych i zwiększyłoby koszt energii elektrycznej z 6 centów za kilowatogodzinę do 8 centów. Wychwytywanie 90 procent dwutlenku węgla z elektrowni gazowej tej samej wielkości pociągałoby za sobą 120-megawatowy system ogniw paliwowych i zwiększyłby mniej więcej tyle samo kosztów energii elektrycznej.
Od lat jestem zwolennikiem elektrochemicznego wychwytywania CO2 na bazie węglanów, mówi William Mustin, profesor nadzwyczajny inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Connecticut, który przeprowadził rozległe badania nad węglanowymi ogniwami paliwowymi. Uważam, że tego typu technologie są dokładnie tym, na co powinniśmy patrzeć.
Ta obiecująca technologia nie oferuje pełnego rozwiązania. Dodanie 2 centów za kilowatogodzinę do kosztu energii elektrycznej byłoby o ponad połowę wzrostem w porównaniu z bardziej konwencjonalną technologią wychwytywania dwutlenku węgla, ale nadal jest to 33-procentowy wzrost — znacząca podwyżka, szczególnie w erze obfitości, taniej energii elektrycznej z gazu ziemnego. A dodanie systemów ogniw paliwowych o mocy setek megawatów byłoby kosztownym przedsięwzięciem dla generatorów prądu.
To ogromne, mówi Mustin. Musieliby zbudować coś bezprecedensowego. Firmy poinformowały, że wstępne badania laboratoryjne będą dotyczyć systemów o mocy kilowatowej, a później przeskalowano je do instalacji pilotażowej o mocy około 2,5 megawata, co jest dalekie od wielkości potrzebnej do pracy w działających elektrowniach.
Co więcej, wychwytywanie węgla to tylko pierwszy krok; musi być następnie transportowany i składowany pod ziemią. Zaplecze, czyli budowa rurociągów i budowa podziemnych zbiorników retencyjnych, kosztowałoby miliardy dolarów. Ale rozwiązanie frontendu byłoby ogromnym krokiem naprzód.