废二氧化碳如何帮助将可再生能源转化为液体燃料? 地平线杂志

甲醇可以从工业来源捕获的二氧化碳中制得,再结合使用多余的可再生能源从水中分离出来的氢气。 生成的燃料可用于汽车或轮船,减少了化石燃料的使用以及温室气体的排放。

西班牙能源咨询公司i-deals的戴维库斯塔(David Cuesta)表示:“我们正在……将可再生能源转化为可用于标准内燃机的液体燃料。”

他补充说:“最终,您将乘坐一辆标准汽车,并且以某种方式使它“电气化”。

Cuesta协调了MefCO2项目,该项目展示了工业如何在生产可再生能源时发挥其节约能源的作用,并帮助吸收可持续能源生产中固有的一些波动。

该项目使用了德国一家燃煤电厂的碳捕集技术来演示该过程,并将部分排放物以甲醇的形式存储。

大规模重复生产该工艺还可以帮助减少欧盟对甲醇的进口,甲醇易于存储和运输,但目前是由化石原料生产的。 除了用作燃料,甲醇还是化学工业中广泛使用的原料。

带电

长期以来,可再生能源制氢一直被认为是一种清洁燃料,但是采取额外的步骤来制造甲醇可以提供更高能量密度的产品,而无需高压存储和运输的技术要求,也不需要提供新的基础设施供零售消费者。

使用可再生能源从水中的氧气中分离出氢的一个障碍是某些电解系统对持续供电的需求。 但是,使用诸如聚合物电解质膜(PEM)技术之类的创新技术可以灵活地适应条件的自然波动。

MefCO2还为炼钢等其他碳排放行业利用可再生能源铺平了道路,在这些行业中,i-deals正在协调FReSMe项目,以生产甲醇作为远洋渡轮的燃料。 大型电池驱动的发动机可能不适用于此类船舶,但甲醇可能易于容纳。

可再生

通过满足减少二氧化碳排放量等各种标准,甲醇可以被视为一种可再生燃料,可以为致力于减少碳排放的企业带来溢价。

生产者的额外收入可以支付基础设施的成本,并提供额外的经济诱因。

库埃斯塔说:“我们正在帮助某些行业脱碳,他们甚至可以从中获利,因此脱碳并不是那么大的负担。”

行业参与者之间的协调,以提供可再生能源的原材料,以及对生产和存储进行仔细的管理,可以帮助消除绿色电力供求的波动,稳定电网,并使碳的捕获和使用在经济上更可行。

这种协调是工业共生的基本要素,即不同行业共享资源,数据和材料以使整个生态系统更具可持续性。

以这种方式工作可以帮助工业在可再生能源的生产和使用中发挥更大的作用。 这样的协调可以确保一个过程的废物或副产品(例如CO2)可以用作另一过程的原料,例如在MefCO2项目中。

意大利智能工业技术和先进制造系统研究所(STIIMA-CNR)的安德里亚·巴拉里诺(Andrea Ballarino)表示:“如果我是一家公司,而且我一个人行动,我倾向于满足……对我而言最好的。”

他补充说:“但是,如果我可以将自己的行动与其他公司的行动结合起来,就可以实现共生,并且可以实现全球最优—以及我的(自己的)最优。”

“我们正在帮助某些行业脱碳,他们甚至可以从中获利,因此脱碳不再是重担。”

-i-deals经理David Cuesta

合作

Ballarino协调了SYMBIOPTIMA项目,该项目表明一家公司可以量身定制副产品以满足另一位用户的需求,从而将副产品转化为额外的收入,并为可以避免购买某些主要原材料的买方降低成本。

接受这种方法可以使行业团结起来,在减少各种浪费方面发挥关键作用。 SYMBIOPTIMA还专注于在单个工厂级别上节省能源使用量,同时使来自电网(包括可再生能源)的集体电力需求趋于平稳,并能够更准确地进行提前计划。

SYMBIOPTIMA通过密切监视工业流程和公司之间的合作来证明他们可以节省10%-15%的能源成本。

通过建立和调整一个工厂的能源需求的详细资料,软件工具既可以以节能的方式控制其生产,又可以计算其预期的购电量。 然后可以将这些信息与另一家工厂的资料进行汇总,并且保留其匿名性的软件系统会将他们的购买组合在一起,从而使一个工厂的高峰需求与另一个工厂的能源消耗相匹配。

通过错开工业流程,该软件可确保工厂不必通过同时要求最大功率来支付最高价格。 结果是削减了两家工厂的成本,并帮助电网经理平衡了需求,并计划了可能需要哪些备用电源来支持可再生能源。

有魅力

除了能源规划之外,行业还可以调整其副产品的特性并及时安排其可用性,以使其对其他工业用户更具吸引力。

巴拉里诺说:“到头来,到月底,它就带来了经济上的优势-口袋里有钱。”

SYMBIOPTIMA的目标之一是在公司甚至行业之间没有明显联系的价值链中发现经济机会,而这些参与者显然不是竞争对手。

其中包括铸造厂,水泥厂,造纸厂和制砖厂之间的四方合作。 项目期间开发的Symby-Net软件显示了水泥厂和砖厂如何使用铸造厂的炉渣和废砂。 砖厂还可以再利用造纸过程中留下的污泥,从而减少了对生黏土的需求。

Ballarino指出,合作的动机包括经济利益,确保稀缺资源的长期安全或遵守法规(例如鼓励环境可持续性或可再生能源生产的法规)。

巴拉里诺说:“我们有许多公司资源匮乏,能源效率是一个问题,而可持续性是必须的。”

他补充说:“实现所有这些目标的唯一方法是协作,因此我们需要工具进行协作。”

本文中的研究由欧盟资助。 如果您喜欢这篇文章,请考虑在社交媒体上分享。


This article – “废二氧化碳如何帮助将可再生能源转化为液体燃料? 地平线杂志
” – was originally published in Horizon, the EU Research & Innovation magazine

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