Istället för hustak, havet kan snart fungera som en plats för solpaneler. Kredit:Empa
Papper, plåtburkar, glas – världen återvinner så mycket som möjligt. Så varför inte deklarera växthusgasen koldioxid (CO 2 ) en återvinningsprodukt också? Flytande bränslen baserade på kol kommer att fortsätta att spela en viktig roll i framtiden – trots internationella ansträngningar att minska dem. Så det verkar klokt att återvinna CO 2 avgas från omgivningen och använda den igen.
Forskare från ETH Zürich, PSI och universiteten i Zürich, Bern och norska universitetet för vetenskap och teknik (NTNU), tillsammans med ett team från Empa, har beräknat denna idé och har visat att sol -metanolöar kan producera tillräckligt med bränsle på lång sikt för att göra allt koldioxid 2 släpps ut från transportkällor neutralt – över hela världen. Mitt i haven, väte (H2) ska produceras från solenergi (och vatten), som sedan omvandlas till metanol på plats med hjälp av CO 2 utvinns ur havsvattnet. För detta ändamål, forskarna analyserade i detalj ett scenario som fortfarande verkar rent hypotetiskt, men ger redan underlag för ett eventuellt genomförande. De presenterar sina resultat i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).
Från sol till el till väte till metanol
Tanken är baserad på solöar, dvs flytande plattformar utrustade med solcellssystem. Dock, eftersom solenergi inte kan lagras och transporteras därifrån, ett solkraftverk på havet har ingen mening. Flytande metanol (CH3OH) samt gasformig metan (CH4) kan framställas av koldioxid och väte. Forskarnas idé är att råvarorna skulle kunna hämtas direkt från havet eller produceras där.
Det finns redan storskaliga kraft-till-gas-anläggningar som omvandlar väte och CO 2 till bränsle – inklusive demonstrationsplattformen "move" på Empa campus i Dübendorf. Frågan uppstår därför:varför gå till sjöss med den? Varför inte, som befintliga anläggningar gör, extrahera CO 2 från luften? Svaret är enkelt:det utrymme som krävs för en världsomspännande bränsleförsörjning skulle vara enorm. "Ett område på cirka 170, 000 km 2 skulle behövas för att producera den årliga efterfrågan på global godstransport, " förklarar Andreas Borgschulte från Empas Advanced Analytical Technologies-labb. Detta kan bäst uppnås med solenergisystem till havs, ett tidigare outnyttjat område som inte tillhör någon. CO 2 kan också utvinnas ur luften till havs, men ett attraktivt – och fortfarande uppenbart – alternativ skulle vara att använda den ungefär 125 gånger högre CO 2 koncentration av havsvatten för "koldioxidskörden".
Fler möjligheter för metanol
I befintliga anläggningar, kompaniet 2 utvunnet ur atmosfären används mest för att producera metan, vilket också skulle vara möjligt på solöarna. Under sina överväganden, dock, forskarna bestämde sig för att tillverka ett flytande bränsle eftersom det är lättare att transportera. Dessutom, metanol kan inte bara användas som bränsle, men också för att tillverka andra kemiska produkter, såsom prekursorer för polymerframställning. Möjligheterna för dess användning (och de vinster som kan uppnås med den) är därför mycket större.
Dock, en sådan "metanolö" har sitt pris:Byggandet av en sådan kemisk anläggning på havet skulle kosta omkring 90 miljoner US-dollar. Detta skulle bestå av cirka 70 solcellsöar med en diameter på cirka 100 m2 och ett fartyg med elektrolys- och syntesanläggningarna. Detta skulle resultera i en total yta på cirka 550, 000 m2. Men ett enda kluster är långt ifrån tillräckligt för att uppnå en nollbalans av CO 2 . Totalt 170, 000 sådana öar skulle behövas för att återvinna så mycket koldioxid 2 som för närvarande sänds ut – ett utopiskt mål, men en värd att följa. "Det behövs bra idéer - små lösningar förser bara små delar av världen, men inte allt, säger Borgschulte.
