Как химическая промышленность может удовлетворить климатические цели

При цитировании информации активная гиперссылка на evo-rus.com обязательна.

Переход к углеродной нейтральности будет более сложным для химической промышленности. В то время как для многих других промышленных секторов одной из главных проблем является их энергоэффективность, химическая промышленность также должна решать вопрос получения сырья. “Полимеры, пластмассы, синтетические текстильные волокна и лекарственные средства содержат углерод, который должен производиться из чего-либо”, – объясняет Марко Маццотти, профессор технологического проектирования в Швейцарской высшей технической школе Цюриха (ETH Zurich). – “В сложившейся ситуации подавляющее большинство этого углерода происходит из нефти и природного газа. Во время производства и когда химические продукты сжигаются или разлагаются в конце срока их службы они выделяют CO 2”.

Используя конкретные цифры и объем производства метанола в качестве тематического исследования, Маццотти и сотрудники из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Утрехтского университета в настоящее время проводят регулярные сравнения различных подходов, направленных на снижение до нуля чистых выбросов CO 2 в химической промышленности. Главный вывод из нового исследования состоит в том, что цель достижения чистых нулевых выбросов CO 2 в химической промышленности фактически достижима. Тем не менее, все подходы, изученные в исследовании для достижения этой цели, имеют как преимущества, так и недостатки, которые по-разному проявляются в разных регионах мира. Кроме того, все три концепции требуют больше энергии (в форме электричества), чем современные методы производства.

Сбор СО 2 или получение его из биомассы

Один из подходов заключается в том, чтобы продолжать использовать ископаемые ресурсы в качестве сырья, но систематически собирать выбросы CO 2 и изолировать их под землей, используя процесс, известный как улавливание и хранение углерода (CCS). Большим преимуществом здесь является то, что сегодняшние процессы промышленного производства не требуют изменений. Однако места хранения должны быть подходящими с точки зрения их геологии, предлагая, например, глубокие осадочные слои, которые содержат соленую воду. Подобные объекты не были обнаружены в мире.

Другой подход заключается в том, чтобы промышленность использовала углерод из CO 2, заранее получая его из воздуха или из промышленных газов. Этот процесс называется улавливанием и использованием углерода (CCU). Водород, необходимый для химических продуктов, будет получен из воды с использованием электричества. Подход будет включать капитальный ремонт процессов химического производства и восстановление значительной части промышленной инфраструктуры. Кроме того, он требует чрезвычайно большого количества электроэнергии – в шесть-десять раз больше, чем CCS. “Этот метод может быть рекомендован только в странах с углеродо-нейтральным составом электроэнергии”, – объясняет Маззотти, продолжая: “Мы четко демонстрируем, что использование большого количества электроэнергии от угольных или газовых электростанций, на самом деле, окажет намного худшее влияние на климат, чем нынешний способ производства на основе ископаемого топлива”.

Окончательным вариантом будет использование биомассы (древесина, сахарные заводы, масличные растения) в качестве сырья для химической промышленности. Хотя этот метод требует меньше электричества, чем другие, он требует очень интенсивного землепользования для выращивания сельскохозяйственных культур, потребляя в 40-240 раз больше земли, чем другие подходы.

Будущее авиации

Маццотти и его соавторы основали свое исследование на производстве метанола, который похож на процесс, используемый для производства топлива. Поэтому их работа также способствует обсуждению будущего авиационного топлива. Как отмечает Маццотти: “Мы слышим снова и снова даже от экспертов, что единственный способ, которым авиация может стать углеродно-нейтральной, – это использование синтетического топлива. Но это не правда”. Производство синтетического топлива является чрезвычайно энергоемким процессом. Если бы для этой цели использовалось электричество от электростанций, работающих на угле или газе, то синтетическое топливо имело еще больший углеродный след, чем ископаемое топливо. Исследование показывает, что есть по крайней мере две жизнеспособные альтернативы синтетическим топливам: авиация может продолжать использовать ископаемое топливо, если CO 2 испускаемые самолетом будут захвачены и секвестрированы в другом месте, или топливо может быть получено из биомассы.

Этот исследовательский проект финансируется Швейцарским центром компетенций по энергетическим исследованиям – эффективности промышленных процессов (SCCER-EIP) и Швейцарским федеральным офисом энергетики.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»