最便宜的碳捕捉系统日期公布

需要技术,可以捕获,删除和重新二氧化碳日益强大和每一个二氧化碳分子到达地球大气层。为了满足这一需求,科学家在美国能源部的太平洋西北国家实验室有了一个新的里程碑,他们的努力使碳捕获更负担得起的和广泛的。他们已经创建了一个新的系统,有效地捕获CO2-the代价最小的日期和将其转换成一个世界上最广泛使用的化学物质:甲醇。

捕捉二氧化碳之前它漂浮到大气中是一个关键的组件在减缓全球变暖。创建激励机制最大的排放者采用碳捕获技术,然而,是一个重要的前兆。商业捕获技术的高成本是其广泛使用的长期障碍。

太平洋西北国家实验室科学家认为甲醇可以提供激励。它拥有许多使用作为燃料,溶剂,塑料中的一个重要成分,涂料,建筑材料,汽车零部件。将二氧化碳转化为有用的物质如甲醇工业实体提供了路径获取并重新他们的碳。

电费单化学家David Heldebrant领导背后的研究团队新技术,比较了系统回收。就像一个人可以选择一次性和可回收的材料,也可以回收碳。

“这就是我们正在试图做的,“Heldebrant说。”,而不是从地面开采石油这些化学物质,我们试图从大气中的二氧化碳捕获或从燃煤电厂,所以它可以被还原成有用的东西。你保持碳活着,这么说吧,所以它不仅仅是拉出来的,用它一次,并把它扔掉。“我们试图回收二氧化碳,就像我们试图回收其他诸如玻璃、铝和塑料。”

如《华尔街日报》所述先进能源材料,新系统是为了适应煤炭,天然气,或生物火力发电厂,水泥厂和钢铁厂。使用PNNL-developed捕获溶剂,系统发出一阵二氧化碳分子之前它们,然后将它们转换成有用的,适于销售的物质。

一长串多米诺骨牌之前必须降碳可以被完全移除或完全禁止进入地球大气层。这种努力捕捉和转换技术到world-represents第一批几个至关重要的瓷砖。

部署这种技术将减少排放,Heldebrant说。但它也可以帮助搅拌其他碳捕获技术的发展,建立市场CO2-containing材料。有了这样一个市场,碳被预期直接空气捕捉技术可以更好地还原到长期的材料。

呼吁低碳捕获

2022年4月,联合国政府间气候变化专门委员会发布了第三工作组报告集中在减缓气候变化。列出这一限制废气排放的措施中,碳捕获和储存被任命为一个必要元素实现零排放,特别是在难以除去碳素行业,如钢铁和化工生产。

“在行业减排将涉及更有效地使用材料,重用和回收产品和减少浪费,“政府间气候变化专门委员会表示在一次新闻发布会上发表了与2022年报告的部分之一。“为了达到零二氧化碳排放社会所需的碳(如塑料、木材、航空燃料、溶剂、等等),”报告写道,“重要的是,使用循环碳和二氧化碳通过增加与机械和化学回收循环。”

太平洋西北国家实验室的研究重点是做在对齐和能源部的碳负极。通过使用可再生氢转换,团队可以产生甲醇与较低的碳排放量比传统方法使用天然气作为原料。甲醇生产通过二氧化碳转换可能符合政策和市场激励旨在推动碳减排技术的采用。

甲醇是最高度产生化学物质存在。称为“平台材料”,其使用广泛。除了甲醇,团队可以将二氧化碳转换成甲酸(另一个商品化学),甲烷和其他物质。

大量的工作有待优化和规模这一过程,它可能是几年前准备好商业部署。但Casie戴维森说,太平洋西北国家实验室的碳管理经理和化石能源市场领域,取代传统化学商品仅仅是开始。“团队的综合方法打开一个世界的新化学二氧化碳转换。有一个感觉,我们站在一个全新的领域的门槛可伸缩的、具有成本效益的碳技术。这是一个非常激动人心的时刻。”

摇摇欲坠的成本

商业系统从烟气吸收二氧化碳约为46美元每公吨的二氧化碳,根据能源部的分析。太平洋西北国家实验室团队的目标是不断削弱成本通过捕获过程更高效和经济竞争力。

捕捉到的团队带来了成本在2021年47.10美元每公吨的二氧化碳。《清洁生产中描述的一项新研究探讨了甲醇系统使用不同的运行成本PNNL-developed捕获溶剂,而这个数字已经下降到略低于39美元每公吨的二氧化碳。

“我们着眼于三个CO2-binding溶剂在这个新的研究中,“化学工程师江元说,领导这项评估。“我们发现,他们捕获超过90%的碳,经过他们,他们这样做,因为大约75%的传统捕获技术的成本。”

可以使用不同的系统取决于植物或窑的性质。但是,无论设置,溶剂是至关重要的。在这些系统中,溶剂清洗气体烟气排放之前,留下现在绑定在该液体二氧化碳分子。

创建从二氧化碳甲醇并不新鲜。但同时捕获碳的能力,然后将它转换成甲醇在一个不断流动系统。捕捉和转换通常发生在两个不同的步骤,由每个进程的独特,经常non-complementary化学。

“我们终于确保一个技术可以做两个步骤,做得很好,”Heldebrant说,并补充说传统的转换技术通常需要高纯度二氧化碳。这个新系统是第一个从“脏”创建甲醇二氧化碳。

黄杏明天的排放

捕捉二氧化碳并将它转化为甲醇的过程不是CO2-negative。碳在甲醇燃烧时释放或隔离在甲醇转化为物质寿命更长。但是这种技术并设置阶段,“Heldebrant说,保持碳约束内部材料的重要工作的氛围。

其他目标包括聚氨酯材料,粘合剂,涂料、绝缘泡沫,聚酯,广泛应用于纺织面料。一旦研究人员完成将二氧化碳转化为背后的化学材料,使它从大气中climate-relevant时间表,捕获系统的互联网可以准备运行这样的反应。

代替今天的烟囱,Heldebrant设想二氧化碳炼油厂内置或与电厂、CO2-containing产品可以在网站。“我们正处于一个转折点,”Heldebrant和他的合作者在最近的一篇文章中写道发表在《化学科学,“20世纪,我们可以继续使用,单片捕捉和转换基础设施或我们可以开始过渡到一个新的21世纪综合溶剂型的碳捕捉和转换技术的范例。”

参考:江Y,马赛厄斯点,郑射频,et al。有效作用和低成本的碳捕获从点源启用water-lean溶剂。J干净的刺激。2023;388:135696。doi:10.1016 / j.jclepro.2022.135696

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