Zmiana koloru gazu ziemnego na zielony

Węgiel może być brudnym człowiekiem świata energii, ale nie jest jedynym paliwem kopalnym, które próbuje oczyścić swój czyn. Kanadyjski startup twierdzi, że opracował sposób na pozbycie się węgla z metanu, dzięki czemu gaz ziemny wzbogacony w wodór spala się czyściej i wydajniej.

Zielony gaz: Reaktor plazmowy Atlantic Hydrogen (pokazany tutaj) oddziela wodór i stały węgiel ze strumienia gazu ziemnego za pomocą pulsujących ładunków elektrycznych.

Wodór Atlantycki , z siedzibą w kanadyjskiej prowincji Nowy Brunszwik, obstawia, że ​​bardziej ekologiczny gaz ziemny spodoba się przedsiębiorstwom użyteczności publicznej i klientom przemysłowym, którzy chcą zmniejszyć emisje gazów cieplarnianych w ramach zbliżającego się reżimu limitów i handlu. Ale dodatkowa korzyść finansowa wynikałaby z pudrowego sadza który jest wydobywany ze strumienia gazu. Jeśli możemy uzyskać wartość węgla, która wynosi nawet tysiące dolarów za tonę, mamy bardzo przekonujący model ekonomiczny, mówi David Wagner, prezes siedmioletniej firmy.

Sadza jest stosowana jako pigment w tuszach i tworzywach sztucznych oraz do wzmacniania wyrobów gumowych, takich jak opony i węże o wytrzymałości przemysłowej. Zwykle jest wytwarzany przez częściowe spalanie ciężkiego oleju na wysokim płomieniu i odfiltrowanie cząstek węgla z powstałego czarnego dymu. Proces ten emituje średnio około 2,4 tony dwutlenku węgla na tonę sadzy.

Atlantic Hydrogen twierdzi, że może wytwarzać sadzę o wysokiej czystości przy ułamku emisji, a jednocześnie częściowo zmniejszać zawartość węgla w gazie ziemnym. Podejście, które firma nazywa wychwytywaniem i utylizacją dwutlenku węgla, zużywa mniej energii niż zwykle kojarzone z technologiami wychwytywania i składowania dwutlenku węgla.

Sercem tego podejścia jest system reaktora plazmowego, który firma nazywa CarbonSaver; działa w temperaturze od 1500 do 2500 °C i może być umieszczana w różnych punktach rurociągu: na stacjach tłocznych, w podziemnych magazynach, przy bramach miejskich, które dostarczają gaz do domów i firm oraz w elektrowniach i obiektach przemysłowych, które odbierają gazu ziemnego.

Wewnątrz reaktora opatentowany palnik plazmowy pulsuje ładunek, gdy przepływa przez niego gaz ziemny, oddzielając wodór od metanu i zamieniając węgiel w ciało stałe, które jest podobne do tonera do fotokopiarki. Wodór następnie ponownie łączy się i wiąże ze strumieniem metanu, w wyniku czego powstaje wzbogacony gaz ziemny. Proces można dostroić, aby zmieszać od 10 do 20 procent mieszankę wodoru – jeszcze więcej, a gaz ziemny może spowodować kruche i niestabilne działanie rurociągów i urządzeń.

Ukończony w marcu trzyletni projekt pilotażowy o wartości 5,7 miliona dolarów dostarczył 75 kilowatów energii, wykazując obiecujące wyniki. System wytwarzał około 25 metrów sześciennych gazu ziemnego na godzinę z 10-procentową mieszanką wodoru. Testy wykazały, że używany silnik działał o 5 procent wydajniej, a emisja CO2 spadła o 7 procent. Zwiększona zawartość wodoru w gazie ziemnym doprowadziła do pełniejszego spalania, redukując tlenki azotu. Atlantic Hydrogen dostrzega potencjał redukcji tlenków azotu o ponad 50 procent.

Atlantic Hydrogen współpracuje obecnie z największym kanadyjskim producentem gazu ziemnego, z siedzibą w Calgary EnCana Corp , na powiększonym systemie, który może działać przy wyższych ciśnieniach. Wykazał już, że system może działać przy 150 funtach na cal kwadratowy, z potencjałem znacznie wyższym. EnCana już przeznaczyła na ten projekt 3 miliony dolarów. Odnieśli wielki sukces w sprostaniu presji operacyjnej, której potrzebowalibyśmy w naszych zastosowaniach terenowych, mówi Larry Weiers, wiceprezes ds. technologii i badań energetycznych w EnCana. Oczekujemy, że ten wzbogacony wodorem gaz ziemny będzie produktem premium, czymś w rodzaju benzyny premium.

Niektórzy nie są jednak przekonani, że proces ma nogi. Ekspert w wychwytywaniu węgla David Keith , profesor inżynierii chemicznej i naftowej na Uniwersytecie Calgary, mówi, że gaz ziemny wzbogacony w wodór będzie miał mniejszą gęstość energetyczną ze względu na wstępne wychwytywanie węgla. „Wyrzucasz połowę energii w węglu, więc nie sądzę, by kiedykolwiek miał on szerokie zastosowanie”, mówi.

Ale Weiers twierdzi, że zmniejszenie gęstości energii jest częściowo równoważone wzrostem wydajności podczas spalania – to znaczy, że wodór umożliwia pełniejsze spalanie gazu. I chociaż działanie CarbonSaver wymaga energii elektrycznej, ulepszenia palnika plazmowego sprawiły, że proces ten jest konkurencyjny w stosunku do energii wymaganej do parowego reformingu metanu, który wytwarza około 95 procent wodoru używanego obecnie w Stanach Zjednoczonych i uwalnia około ośmiu ton CO2. każdą tonę wyprodukowanego wodoru.

Różnica z nami polega na tym, że nie uwalniamy CO2 z naszego procesu, mówi Wagner, dodając, że korzyści z tego procesu są oczywiste, gdy spojrzymy na emisje w całym cyklu życia.

Felipe Chibante , dyrektor laboratorium nanotechnologii stosowanej na Uniwersytecie w Nowym Brunszwiku, otrzymał zlecenie na analizę właściwości fizycznych sadzy wydobywającej się z reaktora plazmowego. Mówi, że produkcja i końcowe wykorzystanie sadzy jest tym, co sprawia, że ​​proces Atlantic Hydrogen jest najbardziej atrakcyjny w porównaniu z innymi podejściami do ograniczania emisji dwutlenku węgla. Twoim wyborem jest zapłacić komuś za usunięcie CO2, zakopanie go i utratę tej wartości, albo zabranie węgla do produkcji produktu. To, co robisz, to wypieranie [konwencjonalnie produkowanego] produktu z sadzy, który wytwarza CO2.

Chibante i jego zespół badawczy współpracują z producentem sadzy Kolumbijska chemia aby zidentyfikować rynek dla węgla Atlantic Hydrogen, który ma bardzo interesujące nanostruktury węglowe, których po prostu nie widzimy w produkcji przemysłowej, mówi. Wczesne badania pokazują, że materiał ma dużą powierzchnię i cienkie struktury z siatki drucianej zwane stosami grafenu, co czyni go potencjalnie idealnym do produkcji wysokowydajnych akumulatorów i ultrakondensatorów oraz produktów wzmocnionych strukturalnie.

ukryć