211service.com
Skurning av CO2 billigt
En ny process för att skrubba koldioxid (CO2) från kraftverksavgaser kan göra kolavskiljning till ett mer överkomligt alternativ för energiindustrin. Processen, som ska testas i Tyskland i sommar, lovar att ta bort upp till 90 procent av CO2 från rökgaserna samtidigt som den använder mycket mindre energi än andra metoder.
Att fånga kol: Den här illustrationen visar layouten för en anläggning med kolavskiljning och lagring.
Befintliga metoder för avskiljning av kol minskar en anläggnings effektivitet med cirka 11 procent. Den nya processen, utvecklad av Siemens , skulle kunna minska denna effektivitetsförlust till bara 9,2 procent. Det här kanske inte verkar vara en stor förbättring, men i ett kraftverk är det en stor fördel, säger Tobias Jockenhoevel, projektledare på Siemens i Erlangen, Tyskland. Att fånga upp CO2 kommer alltid att förbruka en viss mängd energi, säger Jockenhoevel, så syftet är att hitta sätt att hålla dessa förluster till ett minimum.
I teorin skulle 99,9 procent av den koldioxid som släpps ut från ett kraftverk kunna tas bort med hjälp av processen, men Jockenhoevel säger att 90 procent är det ekonomiska optimum när det gäller infrastrukturkostnader och hur mycket energi som krävs: De sista 10 procenten kostar för mycket.
I augusti kommer Siemens-processen att sättas på prov vid en pilotanläggning byggd av Siemens och energibolaget EON : det Staudinger koleldade verket, nära Frankfurt. Anläggningen kommer att anpassas så att en del av dess avgaser leds in i en skorsten som innehåller en 25 meter hög kolonn som avger en lösningsmedelsdimma som reagerar med CO2 under tryck. När rökgaserna passerar genom dimman, absorberas CO2 kemiskt och lämnar kvarvarande gaser att passera ut ur skorstenen. CO2 kan sedan separeras från lösningsmedlet, som kan återanvändas.
Det är i princip som att tvätta gaserna, säger Jockenhoevel. Det är en standardmetod för att skrubba CO2; Nyheten i processen beror på vilket lösningsmedel som används och hur det återvinns, säger Jockenhoevel.
Det finns mycket forskning som letar efter nya lösningsmedel, säger Amparo Galindo , en fysikalisk kemist i Kolavskiljning och lagring grupp vid Imperial College London. För närvarande är det mest föredragna lösningsmedlet monoetnolamin (MEA). MEA reagerar väldigt starkt, men svårigheten med det ligger i att återerövra det så att man kan återanvända det, vilket kräver mycket energi, säger hon.
Siemens-systemet använder istället ett lösningsmedel tillverkat av aminosyrasalter. CO2 kan avlägsnas och lösningsmedlet återvinnas genom att applicera energi för att bryta isär de kemiska bindningarna som bildas mellan de två. Detta innebär att man helt enkelt kokar bort lösningsmedlet, men den inblandade kemin gör att detta kan ske vid lägre temperaturer. Aminosyrasaltformuleringar är också mer stabila än MEA och mindre benägna att reagera med syre och svaveldioxid i avgaserna; praktiskt taget inget av lösningsmedlet bör komma ut i atmosfären tillsammans med kvarvarande gaser. Medan tillgången på andra lösningsmedel måste fyllas på regelbundet på grund av dessa förluster, är detta inte fallet med aminosyrasalterna, säger Jockenhoevel. Istället för att värma lösningsmedlet på ett ställe för att avlägsna CO2, delas det upp i två strömmar som värms upp separat på ett sätt som kräver mindre energi.
Jim Watson , chef för Sussex Energy Group vid University of Sussex, i Brighton, Storbritannien, varnar för att kostnaden för koldioxidavskiljning måste balanseras mot den relativt låga kostnaden för att köpa koldioxidkrediter. Han tillägger att det är dyrt att utveckla tekniken och att lagring av sekvestrerat kol på ett tillförlitligt sätt är ett ännu olöst problem.
Watson menar dock att projektet är ett positivt steg. Allt som får ner effektivitetsförlusterna är viktigt, säger han. Förlusten i effektivitet är ett mycket betydande hinder för alla som använder denna teknik.
Jockenhoevel föreslår att effektivitetsförlusten måste vara under 10 procent – något högre, och kostnaden för fångst blir dyrare för energibolag än att betala för koldioxidkompenserande certifikat, säger han.
Tekniken kommer att fungera med alla typer av kraftverk som drivs med fossilt bränsle och som kan eftermonteras till befintliga anläggningar, säger Jockenhoevel. Men även om sommarens tester går enligt plan kommer det att dröja år innan tekniken tas i bruk, dels på grund av svårigheten att lagra CO2, och dels på grund av priset på kol på koldioxidutbytesmarknaderna.
Den är låg och väldigt volatil, säger Watson. Om inte kostnaden för att kompensera för kol ökar, säger han, kommer kolavskiljning att förbli ett mycket dyrt alternativ.