Föreslagen väg för CO2-återvinning (K4) inom EO-tillverkning (R1)–(R3). Kredit:Magda Barecka
För att undvika miljömässigt och ekonomiskt förödande klimatsammanbrott, snabba åtgärder för att minska utsläppen av växthusgaser som bidrar till global uppvärmning är avgörande. Dock, världsekonomins beroende av produkter som härrör från fossila bränslen är ett stort hinder, hindrar våra framsteg mot en utsläppsfri framtid.
För närvarande, den kemiska industrin står för cirka 15 % av den industriella koldioxiden (CO 2 ) utsläpp. Så länge som ekonomierna fortsätter att vara beroende av fossila bränslen, dessa utsläpp kommer att förbli en skadlig biprodukt. När vi väntar på att förnybar energiteknik ska bli mer allmänt antagen, tänk om vi kunde använda dessa utsläpp istället för att låta dem fortsätta att förorena atmosfären?
Forskare från Cambridge Center for Advanced Research and Education i Singapore (CARES) har föreslagit en ny, CO på plats 2 återvinningsteknik som kan ta avfallet CO 2 från kemiska produktionsprocesser och förvandla det till andra kemikalier som går direkt tillbaka in i produktionsenheten. Vidare, denna teknik kräver inte att nya fabriker och fabriker byggs – den kan byggas om i befintliga kemiska fabriker, konkurrerar alltså inte med mogna metoder för bulkkemikalieproduktion.
Återvinningskonceptet bygger på användningen av en elektroreduktionsreaktor, där CO 2 omvandlas till användbara kemikalier, t.ex. eten. Även om denna teknik kan tillämpas på alla anläggningar som producerar CO 2 , med koncentrerad CO 2 strömmar är mest ekonomiskt lönsamma så att dyra procedurer inte krävs för att separera CO 2 ut från rökgasströmmar. Av denna anledning, forskarna har valt en kemisk produktionsprocess där en sådan koncentrerad CO 2 ström är redan tillgänglig:etylenoxid (EO) tillverkning. För närvarande, EO-anläggningar ventilerar ofta denna förorenande ström till atmosfären, och den föreslagna tekniken möjliggör omvandling till eten istället. Denna bulkkemikalie används som råmaterial för produktion av etylenoxid, vilket innebär att produkterna från CO 2 elektrolys kan användas direkt på samma anläggning, minimera både den direkta CO 2 utsläpp och kravet på petrokemiska råvaror.
Som en viktig råvara för etylenglykoltillverkning, samt ett vanligt desinfektionsmedel, EO används ofta och är alltid efterfrågad, gör EO-produktion till en utmärkt marknad för att visa upp fördelarna med CO 2 återvinning.
För att en sådan teknik ska vara lönsam för ett kemiföretag, den måste uppfylla tre kriterier:en betydande minskning av CO 2 utsläpp, en kort återbetalningstid och ingen förändring av kemikaliens produktionsskala. CO 2 återvinning med hjälp av elektroreduktion uppfyller dessa krav, med låga driftskostnader och minimala avbrott i befintliga tillverkningsprocesser.
Singapores Jurong IslandÎ Kredit:Louise Renwick
Att driva återvinningsprocessen på förnybar energi, som vind eller sol, skulle leda till betydande utsläppsminskningar. Fungerar helt med en avfallsprodukt, CO 2 återvinning har flexibiliteten att köras medan intermittent förnybar energi är tillgänglig, med småskaliga förvaringslösningar på plats. Om den förnybara energin endast delvis integreras i nätmixen, processen kan fortfarande ha en betydande inverkan på CO 2 utsläpp och minska behovet av icke-förnybara råvaror.
Detta arbete har positiva konsekvenser för Singapore, eftersom det siktar på att uppfylla sitt Parisavtalslöfte om att minska sina utsläpp med 36 % från 2005 års nivåer till 2030. Singapores kemiska industri är en viktig del av dess ekonomi, sysselsätter över 25, 000 personer och säkerställer Singapores plats bland de 10 bästa kemikalieexportörerna världen över. 1
Tidningens författare Dr Magda Barecka, Professor Joel Ager och professor Alexei Lapkin är en del av CARES eCO 2 EP-projekt, som syftar till att utveckla sätt att omvandla CO 2 släpps ut som en del av den industriella processen till föreningar som är användbara i den kemiska industrins leveranskedja. eCO 2 EP är ett av flera projekt som CARES är värd för.
Dr Barecka, huvudförfattare på tidningen, "Denna teknik är spännande på grund av den enorma inverkan den kan göra till en mycket låg kostnad och med en enkel eftermontering för befintliga kemiska anläggningar. Dessutom, om förnybar energi används, vi skulle kunna minska direkt CO 2 utsläpp med upp till 80 % i varje anläggning. Det finns så mycket potential för utsläppsminskningar över hela linjen och vi ser fram emot att se tekniken börja göra skillnad."
