Offshore CO2
Ναυτιλία Μεταφοράς CO2
Ιστολόγιο Ειδήσεων &
Γνώσης
Χρήση και αποθήκευση δέσμευσης άνθρακα - C C U
Η δέσμευση, αξιοποίηση και αποθήκευση άνθρακα (CCUS) αναφέρεται σε μια σειρά τεχνολογιών που μπορούν να διαδραματίσουν ποικίλο ρόλο στην επίτευξη των παγκόσμιων ενεργειακών και κλιματικών στόχων.
Το CCUS περιλαμβάνει τη σύλληψη του CO2 από μεγάλες σημειακές πηγές, όπως η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν είτε ορυκτά καύσιμα είτε βιομάζα ως καύσιμο. οCO2 μπορεί επίσης να συλληφθεί απευθείας από την ατμόσφαιρα. Εάν δεν χρησιμοποιείται επιτόπου, το συλλαμβάνεται CO2 συμπιέζεται και μεταφέρεται με αγωγό, πλοίο, σιδηρόδρομο ή φορτηγό για να χρησιμοποιηθεί σε μια σειρά εφαρμογών ή εγχύεται σε βαθείς γεωλογικούς σχηματισμούς (συμπεριλαμβανομένων εξαντλημένων δεξαμενών πετρελαίου και αερίου ή αλατούχων υδροφορέων), οι οποίοι μπορούν να παγιδεύσουν CO2 για μόνιμη αποθήκευση.
Οι τεχνολογίες CCUS παρέχουν επίσης τη βάση για την αφαίρεση άνθρακα ή τις «αρνητικές εκπομπές» όταν ηCO2 προέρχεται από βιολογικές διεργασίες ή απευθείας από την ατμόσφαιρα. Υπάρχουν περίπου 35 εμπορικές εγκαταστάσεις που εφαρμόζουν το CCUS σε βιομηχανικές διεργασίες, μετασχηματισμό καυσίμων και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
ΑΛΥΣΙΔΑ ΑΞΙΑΣ
Η σύλληψη θα πρέπει να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά με τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και τις ροές τους με συγκέντρωση CO2 από τον ατμοσφαιρικό αέρα, αλλά οι νέες τεχνολογίες άμεσης σύλληψης αέρα (DAC) συγκεντρώνουν μεγάλη προσοχή. Η αποθήκευση γίνεται τόσο στην ξηρά όσο και στην ξηρά και οι νέες τεχνολογίες αποθήκευσης μπορούν να μεταλλοποιήσουν το οξείδιο του άνθρακα σε πετρώματα διατηρώντας το υπόγειο για δύο χρόνια. Η μεταφορά του δεσμευμένου διοξειδίου του άνθρακα έχει αναπτυχθεί με την ανάπτυξη δικτύων αγωγών και πλοίων, αλλά αντιμετωπίζει προκλήσεις υψηλού λειτουργικού κόστους. Η χρήση αιχμαλωτισμένου ή μεταφερόμενου CO2 γίνεται με νέες τεχνολογίες που το μετατρέπουν σε καύσιμο αεριωθουμένων, διαμάντια, οινόπνευμα, ανταλλακτικά αυτοκινήτων, φακούς, χημικά και δομικά προϊόντα, μαζί με διευρυμένη χρήση στην ανάκτηση πετρελαίου.
Εικόνα 5. - Πρόοδος σε όλη την αλυσίδα αξίας CCUS (Πηγή: ADI Analytics)
Βιομηχανικές Εφαρμογές CCUS
Στους βιομηχανικούς τομείς του τσιμέντου και του σκυροδέματος, μεγάλες ποσότητες CO2 απελευθερώνονται κατά την ψήσιμο ασβεστόλιθου και αργίλου που διασπά τα υλικά σε CO2 και οξείδιο του ασβεστίου (CAO). Για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, ερευνητικά έργα προχωρούν παγκοσμίως για να πιλοτάρουν νέες τεχνολογίες που ανακτούν και ανακυκλώνουν το CO₂ που παράγεται σε αυτή τη διαδικασία καθώς και αναπτύσσουν νέα προϊόντα σκυροδέματος που απορροφούν ενεργά το CO2 από την ατμόσφαιρα και το δεσμεύουν μέσα στο σκυρόδεμα όταν το σκυρόδεμα σκληραίνει.
Στους βιομηχανικούς τομείς των καυσίμων και των βασικών χημικών ουσιών, υπάρχει επείγουσα ανάγκη προώθησης των καυσίμων βιοαεριωθουμένων για να βοηθηθεί η αεροπορική βιομηχανία να μειώσει το αποτύπωμα άνθρακα. Μια πιθανή λύση είναι η νέα τεχνολογία που παράγει συνθετικό αέριο από διάφορες πηγές άνθρακα όπως το ανακτώμενο CO2. Όταν συνδυάζεται με χημικές διεργασίες και βιοτεχνολογία που βασίζεται σε καταλυτικές αντιδράσεις και μικροοργανισμούς, αυτό το συνθετικό αέριο μπορεί πλέον να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων και βασικών χημικών ουσιών που μπορούν να συμβάλουν στην απαλλαγή από άνθρακα σε αυτούς τους τομείς.
Αν και το δυναμικό για απόλυτη μείωση των εκπομπών CO₂ είναι σχετικά μικρό σε σύγκριση με άλλους βιομηχανικούς τομείς λόγω των χαμηλών όγκων παραγωγής, οι καινοτομίες στον τομέα των εκλεκτών χημικών ουσιών προσφέρουν ευκαιρίες για ουσιαστική περιβαλλοντική επίπτωση. Υπάρχει ένας αυξανόμενος όγκος έρευνας παγκοσμίως που επικεντρώνεται σε τεχνολογίες που μπορούν να μετατρέψουν το CO₂ και τη βιομάζα σε οξυγονωμένες ενώσεις όπως τα πλαστικά υψηλής λειτουργικότητας.
Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι CO₂ σύλληψη: προ-καύσης, μετά την καύση και καύση με οξυγόνο με μετα-καύση.
Οι προ-καύσης διαδικασίες μετατρέπουν το καύσιμο σε αέριο μίγμα υδρογόνου και CO2. Το υδρογόνο διαχωρίζεται και μπορεί να καεί χωρίς να παράγει καθόλου CO2. Το CO2 μπορεί στη συνέχεια να συμπιεστεί για μεταφορά και αποθήκευση. Τα βήματα μετατροπής του καυσίμου που απαιτούνται για την προκαύση είναι πιο περίπλοκα από τις διεργασίες μετά την καύση, καθιστώντας την τεχνολογία πιο δύσκολη την εφαρμογή σε υπάρχοντες σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.
Οι διαδικασίες μετάκαυσης ξεχωρίζουν το CO2 από τα καυσαέρια της καύσης. Το CO2 μπορεί να δεσμευτεί χρησιμοποιώντας υγρό διαλύτη ή άλλες μεθόδους διαχωρισμού. Σε μια προσέγγιση που βασίζεται στην απορρόφηση, αφού απορροφηθεί από τον διαλύτη, το CO2 απελευθερώνεται με θέρμανση για να σχηματίσει υψηλή καθαρότηταCO2 ρεύμα. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως για τη σύλληψη CO2 για χρήση στη βιομηχανία τροφίμων και ποτών.
Οι διαδικασίες καύσης οξυγόνου χρησιμοποιούν οξυγόνο αντί για αέρα για την καύση του καυσίμου. Αυτό παράγει καυσαέρια που είναι κυρίως υδρατμοί και CO2που μπορούν εύκολα να διαχωριστούν για να παράγουν υψηλή καθαρότηταCO2 ροή.
Οι διαδικασίες καύσης οξυγόνου χρησιμοποιούν οξυγόνο αντί για αέρα για την καύση του καυσίμου. Αυτό παράγει καυσαέρια που είναι κυρίως υδρατμοί και CO2που μπορούν εύκολα να διαχωριστούν για να παράγουν υψηλή καθαρότηταCO2 ροή.
Source: Global CSS Institute
Μεταφορά και χρήση CO2
Το CCUS θα είναι χρήσιμο για την απαλλαγή από τις ανθρακούχες βιομηχανίες που είναι πιθανό να έχουν υπολειμματικές εκπομπές έως το 2050. Προφανή παραδείγματα είναι οι βαριές βιομηχανίες όπως η χαλυβουργία και η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιεί φυσικό αέριο ή βιομάζα. Τα ποσοστά σύλληψης CCUS δεν είναι 100% αποτελεσματικά, επομένως θα εξακολουθούν να υπάρχουν κάποιες υπολειπόμενες εκπομπές. Σήμερα, περίπου 5 κιλά CO2 μπορούν να δεσμεύονται ανά άτομο ετησίως σε όλο τον κόσμο, σε συνολικά περίπου 39,5 εκατομμύρια τόνους. Ωστόσο, οι παγκόσμιες εκπομπές CO2 είναι περίπου 44 δισεκατομμύρια τόνοι. Παραμένει λοιπόν ένα σημαντικό κενό. Παρόλο που ο τρέχων προγραμματισμένος αγωγός θα διπλασιάσει την ποσότητα που μπορεί να δεσμευτεί ανά άτομο, απαιτείται πολύ μεγαλύτερη κλίμακα – περίπου χίλιες φορές από το τρέχον επίπεδο ανά άτομο – για να δεσμευτούν οι παγκόσμιες εκπομπές άνθρακα του μέσου ανθρώπου πέντε τόνων (5000 κιλά) ετησίως .
Εικόνα 6. - Επισκόπηση μεταφοράς της αλυσίδας αξίας CCUS (Πηγή: globalccsinstitute.com)
Μεταφορά CO2 ,
Προτού μπορέσει να χρησιμοποιηθεί ή να αποθηκευτεί, το δεσμευμένο CO2 πρέπει να μεταφερθεί, συνήθως μέσω αγωγών. Για αυτό, συμπιέζεται σε υγρή κατάσταση και στη συνέχεια μπορεί να μετακινηθεί μέσω των αγωγών, με πλοία ή σε οδικά βυτιοφόρα. Η κοινή χρήση υποδομών όπως οι αγωγοί μεταξύ πολλαπλών πηγών εκπομπών, η δημιουργία «βιομηχανικών συμπλεγμάτων», γίνεται όλο και πιο ελκυστική. Η ομαδοποίηση μπορεί να συνδυάσει τις εκπομπές από τους σταθμούς παραγωγής ενέργειας και τη βιομηχανία σε έναν ενιαίο αγωγό, μειώνοντας το κόστος και παρέχοντας την κλίμακα που απαιτείται για να καταστούν βιώσιμα τα έργα CCUS. , Χρήση CO2 , Το δεσμευμένο CO2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή πολλών υλικών. Μπορεί να μετατραπεί σε δομικά υλικά όπως το σκυρόδεμα (μεταλλοποίηση), που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή πλαστικών μέσω πολυμερισμού ως πρώτη ύλη για μικροφύκη που μετατρέπονται σε βιοκαύσιμα, μεταξύ άλλων. Αυτές οι διαδικασίες μπορεί να είναι πολύ ενεργοβόρες. Το πρόσθετο κόστος χρήσης CO2, καθώς και τα απόβλητα που παράγονται κατά την κατασκευή νέων υλικών, μπορεί να επηρεάσει τη βιωσιμότητα των έργων CCU. Το CO2 μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί απευθείας σε εμπορικές διεργασίες όπως τρόφιμα και ποτά, κηπουρική και σε ενισχυμένη ανάκτηση λαδιού. Στα τρόφιμα και τα ποτά, το CO2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανθράκωση ποτών, την κατάψυξη και την ψύξη των τροφίμων και στη συσκευασία. Στην κηπουρική, μπορεί να προστεθεί σε θερμοκήπια για να ενισχύσει την παραγωγή των καλλιεργειών που χρησιμοποιούν CO2 στη φωτοσύνθεση. Η κύρια χρήση του CO2 σήμερα είναι η ενισχυμένη ανάκτηση πετρελαίου, μια διαδικασία για την αύξηση της μέγιστης ποσότητας πετρελαίου και φυσικού αερίου που μπορεί να εξαχθεί από μια τοποθεσία. Με την έγχυση CO2 στη δεξαμενή, εξωθούνται περισσότεροι υδρογονάνθρακες από ό,τι θα ήταν διαφορετικά. Τα πρόσθετα έσοδα από αυτά τα καύσιμα προσδίδουν αξία στο CO2 που χρησιμοποιείται για την εξόρυξή τους. για να ανταγωνιστούν άλλες χρήσεις του CO2 θα πρέπει επίσης να παράγουν οικονομική αξία. Επισκόπηση των υφιστάμενων και προγραμματισμένων εγκαταστάσεων CCUS στην Ευρώπη, που δείχνει ότι το Ηνωμένο Βασίλειο διαθέτει αυτήν τη στιγμή τα περισσότερα, ακολουθούμενο από την Ολλανδία. Πηγή: IOGP.
CCUS παγκοσμίως , Σε παγκόσμιο επίπεδο, ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (IEA) έχει επισημάνει ότι καθώς η CCUS «είναι η μόνη ομάδα τεχνολογιών που συμβάλλει τόσο στη μείωση των εκπομπών σε βασικούς τομείς άμεσα όσο και στην αφαίρεση του CO2 για την εξισορρόπηση των εκπομπών που είναι δύσκολο να αποφευχθούν», η τεχνολογία είναι «ένα κρίσιμο μέρος των «καθαρών» μηδενικών γκολ». Καθώς οι χώρες είναι απίθανο να μπορέσουν να επιτύχουν τους καθαρούς μηδενικούς στόχους τους χωρίς μείωση σε δύσκολες περιοχές, οι επενδύσεις στο CCUS έχουν εκτοξευθεί τα τελευταία χρόνια. Από μόνο 18 μεγάλης κλίμακας εγκαταστάσεις CCS σε λειτουργία σε όλο τον κόσμο (σε έξι χώρες) το 2018, έχουν ανακοινωθεί πάνω από 30 εμπορικές εγκαταστάσεις τα τελευταία τρία χρόνια. Αυτά τα νέα εργοστάσια έχουν αναπτυχθεί σε όλες τις ηπείρους, συμπεριλαμβανομένης της Αυστραλίας, της Βραζιλίας, του Καναδά και της Σαουδικής Αραβίας. Ωστόσο, στις περισσότερες τοποθεσίες το CO2 τα έργα ανατίθενται αποκλειστικά για ενισχυμένη ανάκτηση πετρελαίου. Σε συνδυασμό, αυτά τα έργα CCUS έχουν λάβει μια εκτιμώμενη επένδυση περίπου 27 δισεκατομμυρίων δολαρίων και έχουν τη δυνατότητα να διπλασιάσουν την ποσότητα CO2 που δεσμεύεται παγκοσμίως σε περίπου 80 MtCO2. Αν και πολύ κάτω από το σημείο που πρέπει να είναι ο κόσμος για να περιοριστεί η υπερθέρμανση του πλανήτη στους 1,5°C μέχρι το τέλος του αιώνα, αυτή η ταχεία κλιμάκωση είναι πιθανό να συνεχιστεί έως το 2050 και μετά, με τα επίπεδα μείωσης να αυξάνονται καθώς η τεχνολογία γίνεται φθηνότερη και πιο εύκολα διαθέσιμος.
