ТЕХНОЛОГИЯ ПРЯМОГО ЗАХВАТА ВОЗДУХА CARBON ENGINEERING | Дячёк Ольга Андреевна. Работа №240314
Автор: Дячёк Ольга Андреевна
Direct Air Capture - это технология, которая улавливает углекислый газ непосредственно из воздуха с помощью специальной механической системы.
Технология прямого захвата воздуха втягивает атмосферный воздух, а затем в результате серии химических реакций извлекает из него углекислый газ (СО2), возвращая остальную часть воздуха в окружающую среду. Это то, что растения и деревья делают каждый день с помощью фотосинтеза, но технология Direct Air Capture делает это намного быстрее, используя для своих нужд только воду и энергию. Углекислый газ в чистой, сжатой форме, которая затем может храниться под землей или использоваться повторно.
УДК 621.6.021
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ТОПЛИВА: ТЕХНОЛОГИЯ ПРЯМОГО ЗАХВАТА ВОЗДУХА CARBON ENGINEERING
Direct Air Capture - это технология, которая улавливает углекислый газ непосредственно из воздуха с помощью специальной механической системы.
Рисунок 1. Установка прямого захвата воздуха.
Технология прямого захвата воздуха втягивает атмосферный воздух, а затем в результате серии химических реакций извлекает из него углекислый газ (СО2), возвращая остальную часть воздуха в окружающую среду. Это то, что растения и деревья делают каждый день с помощью фотосинтеза, но технология Direct Air Capture делает это намного быстрее, используя для своих нужд только воду и энергию. Углекислый газ в чистой, сжатой форме, которая затем может храниться под землей или использоваться повторно. [1]
Рисунок 2. Технология прямого захвата воздуха
Система состоит из четырех основных частей оборудования. Процесс начинается с воздушного контактора, представляющего собой большую конструкцию, смоделированную из промышленных градирен. Гигантский вентилятор втягивает воздух в эту систему, где он проходит по тонким пластиковым поверхностям, по которым течет раствор гидроксида калия. Этот нетоксичный раствор химически связывается с молекулами CO2, удаляя их из воздуха и задерживая в жидком растворе в виде карбонатной соли.
СО2, содержащийся в этом карбонатном растворе, затем подвергают ряду химических процессов, чтобы увеличить его концентрацию, очистить и сжать, чтобы он находился в форме специальных гранул, готовых для использования или хранения. Эти гранулы затем нагревают на третьей стадии, в кальцинаторе, чтобы выпустить CO2 в форме чистого газа. [2]
Рисунок 3. Процесс прямого захвата воздуха.
Преимущества проекта
Доступный
В больших масштабах технология может улавливать диоксид кислорода из воздуха примерно за 100 долларов США за тонну CO2. Эталонной установки улавливает один миллион тонн CO2 в год, что эквивалентно ежегодным выбросам 250 000 средних автомобилей или работе 40 миллионов деревьев.
Свобода расположения
Установки не зависят от местоположения, и поэтому их можно размещать в местах, где имеется достаточно дешевая местная энергия для питания объекта или где существует высокая потребность в CO2.
Замкнутый химический цикл
Технология прямого захвата воздуха улавливает CO2 из воздуха в замкнутом «химическом контуре», который снова и снова использует одни и те же улавливающие химические вещества. Этот химический процесс с замкнутым циклом является нелетучим, нетоксичным и соответствует стандартам безопасности и гигиены окружающей среды. Производятся минимальные отходы и для работы требуются очень незначительные запасы химикатов.
Выбросы
Любые выбросы от использования природного газа улавливаются и доставляются вместе с атмосферным CO2 из воздуха, и оба потока затем используются или постоянно захораниваются под землей. [1]
Польза проекта
Существует два случая использования отходов: постоянное хранение уловленного углекислого газа глубоко под землей и использование захваченного атмосферного CO2 для производства чистого синтетического транспортного топлива.
Хранение под землей
Углекислый газ, улавливаемый на заводах прямого захвата воздуха, может постоянно храниться в соляных пластах. Соленые пласты представляют собой большие слои горных пород с пористыми пространствами, которые изолированы глубоко под землей и содержат соленую воду. Практика хранения CO2 в соляных пластах была тщательно изучена промышленностью, учеными и правительственными учреждениями, и было обнаружено, что она представляет долгосрочное решение, которое имеет огромные возможности. Это практикуется в Норвегии и Алжире в коммерческом масштабе, а пилотные проекты были продемонстрированы в Японии, Канаде, Германии и США.
Улучшенная добыча нефти
Захваченный CO2 из установок прямого захвата воздуха может постоянно храниться в нефтяных резервуарах во время добычи нефти.
Закачка углекислого газа в существующие нефтяные пласты является обычной практикой, которая применяется в нефтегазовой промышленности с 1970-х годов, и известна как повышение нефтеотдачи. Когда используется технология прямого захвата воздуха, значительно уменьшается общий углеродный след производимой нефти. При выполнении этого способа постоянный впрыск атмосферного CO2 в пласт может частично или полностью нейтрализовать выбросы от добываемой нефти. Или, если количество постоянно хранящегося в атмосфере CO2 превышает количество нефти эта деятельность может производить нефть и топливо для транспортного сектора.
Чистое транспортное топливо
Атмосферный CO2, поставляемый Direct Air Capture, может использоваться для производства чистого транспортного топлива. Называется это процессом AIR TO FUELS TM. [3]
Рисунок 4. Чистое транспортное топлива.
Процесс AIR TO FUELS TM начинается с использования электричества для отделения водорода от воды, а затем объединяет водород с уловленным атмосферным CO2 для производства синтетической нефти. Эта синтетическая нефть затем может быть переработана в обычный бензин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей. Эта технология может стать важным дополнением к электрическим транспортным средствам, обеспечивая чистое возобновляемое топливо для тех секторов транспорта, которые не будут электрифицированы и требуют высокой плотности энергии жидкого топлива - перевозки на большие расстояния, морские и воздушные перевозки.
Рисунок 5. Установка для производства чистого транспортного топлива.
Процесс AIR TO FUELS TM производит топливо, которое более чистое, чем ископаемое топливо, и может производиться в 100 раз дешевле, чем биотопливо. Самое главное, это топливо может производиться и использоваться с очень низким или даже нулевым выделением CO2 в атмосферу. [2]
Литература
Blamed for Climate Change //
Oil Companies Invest in Carbon Removal
[
Электронный
ресурс
]. –2020. –
Режим
доступа
:
https://www.nytimes.com/2019/04/07/business/energy-environment/climate-change-carbon-engineering.html
. –
Дата
доступа
:
08
.04.2020.
WHAT
IS
DIRECT
AIR
CAPTURE
?
//
Our technology
[
Электронный
ресурс
]. –2020. –
Режим
доступа
:
https
://
carbonengineering
.
com
/
our
-
technology
/
. –
Дата
доступа
:
08
.04.2020.
Синтетическое топливо из атмосферы //
экостартап
Carbon
Engineering
придумал как бороться с глобальным потеплением [Электронный ресурс]. –2020. – Режим
доступа:
https
://
vc
.
ru
/
future
/64127-
sinteticheskoe
-
toplivo
-
iz
-
atmosfery
-
ekostartap
-
carbon
-
engineering
-
pridumal
-
kak
-
borotsya
-
s
-
globalnym
-
potepleniem
. – Дата доступа:
08
.04.2020.