#CO2 #PowerPlant #FueGas #קיימות
מזיהום לרווח: כיצד תחנות כוח יכולות לייצר רווחים של CO₂ מוחזר
פעילות תחנות הכוח היא בין התורמות הגדולות ביותר לפליטת פחמן עולמית. תחנות הכוח הללו מונעות על ידי פחם, גז טבעי ונפט, משחררות כמויות משמעותיות של CO₂ לאטמוספירה עם כל מגה וואט שנוצר. לפי סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA), ייצור החשמל מהווה כמעט 40% מפליטת ה-CO₂ העולמית, מה שמציב את תחנות הכוח באופן ישיר במרכז אתגרי שינויי האקלים.
מה אם הפליטות הללו יכולות להפוך לנכס בעל ערך במקום להתחייבות? כאן נכנסת לתמונה התאוששות CO₂ - תהליך שנועד לא רק לצמצם פליטות אלא גם לפתוח מקור הכנסה חדש. במקום להוציא פחמן לאטמוספירה, תחנת כוח יכולה ללכוד אותו ולספק תעשיות התלויות ב-CO₂ בטוהר גבוה. יצרנים אוהבים Hypro מתמחים במערכות שחזור CO₂ מתקדמות המסייעות לתחנות כוח להפוך את הפליטות שלהן לסחורה רווחית עם ביקוש גבוה.
עם הצורך הגובר בלכידת פחמן וניצול (CCU), לתחנות כוח יש כעת הזדמנות להפוך מפולטות עיקריות לספקים חיוניים לכלכלה צומחת מבוססת פחמן - הפיכת זיהום לרווח.
מדוע תחנות כוח צריכות לשקול שחזור CO₂?
הפקת הכנסות ממכירות CO₂
מבחינה היסטורית, תחנות כוח התייחסו ל-CO₂ כתוצר לוואי בלתי נמנע. היום, לעומת זאת, אותו CO₂ מבוקש מאוד. ממזון ומשקאות ועד לשחזור נפט וייצור כימיקלים, תעשיות ברחבי העולם מסתמכות על אספקה קבועה של פחמן דו חמצני.
על ידי אימוץ פתרונות התאוששות CO₂ המוצעים על ידי Hypro, תחנת כוח יכולה ללכוד פליטות ולמכור את הגז המוחזר למגזרים שונים, לייצר הכנסה טרייה ממה שהיה פעם פסולת.
תעשיות הרוכשות CO₂ כוללות:
- יצרני מזון ומשקאות לגז ואריזה.
- שדות נפט המשתמשים ב-CO₂ עבור שחזור נפט משופר (EOR).
- מפעלי כימיקלים ודשנים בתהליכים כמו ייצור אמוניה ואוריאה.
- חממות להאצת צמיחת צמחים.
עבור כל תחנת כוח, שינוי זה הופך את פליטת הפחמן למוצר רווחי, התומך הן בצמיחה עסקית והן ביעדי קיימות.
גיוון המודל העסקי
תחנת כוח מסורתית נשענת כמעט לחלוטין על מכירת חשמל. אבל עם תעריפים משתנים, תקנות מתפתחות ועליית האנרגיה המתחדשת, המודל החד-זרם הזה כבר לא מספיק כדי להבטיח יציבות לטווח ארוך. זה המקום שבו Hypro צעדים - לאפשר לתחנות כוח לגוון את הכנסותיהן על ידי הוספת אלטרנטיבה בעלת ערך: התאוששות CO₂. דרך מתקדם
טכנולוגיה, Hypro עוזר ללכוד פליטות ישירות מתחנות כוח ולהמיר אותן ל-CO₂ ברמת מזון עם טוהר של 99.998% v/v, פותח דלתות לשווקים רווחיים כמו מזון, משקאות ויישומים תעשייתיים.
על ידי ניצול זרם הכנסה שני זה, תחנות כוח יכולות להפחית את הסתמכותן על שווקי חשמל בלתי צפויים תוך חיזוק החוסן הפיננסי שלהן. התוצאה היא מודל אנרגיה בעל חשיבה קדימה המאזן ייצור חשמל עם שחזור פחמן רווחי, כל זאת תוך צמצום אקטיבי בפליטות.
שינוי פליטות תעשייתיות עם Hyproטכנולוגיית לכידת CO₂ של
גז הפליטה מתהליכים תעשייתיים בטמפרטורה גבוהה נושא פליטות CO₂ משמעותיות. במקום לשחרר את זה לאטמוספירה, הוא מופנה למפעל לשחזור CO₂ שבו מסירים זיהומים כמו חלקיקים, NO₂ ו-SO₂, ו-CO₂ מופרד מחנקן וחמצן.
Hyproהטכנולוגיה המתקדמת של לוכדת CO₂ במקור ומייצרת CO₂ נוזלי בדרגת מזון עם טוהר של מעל 99.99% v/v. התהליך משתמש באמינים מותאמים לספיגת CO₂ יעילה ופירוק באנרגיה נמוכה, מזעור צריכת חום והפחתת פירוק אמינים. כדי להבטיח אריכות ימים, משתמשים בעמודי נירוסטה כדי לעמוד בפני קורוזיה מתמיסות אמינים חמות. בנוסף, תעשיות יכולות להשתמש בחום פסולת זמין או קיטור עודף כדי להפעיל את המערכת, ולשפר את היעילות הכוללת.
ה-CO₂ המוחזר עובר נוזלי ומאוחסן במיכלים מבודדים ואקום, מוכן ליישומים כגון גז משקאות, ייצור כימיקלים וייצור מתנול אלקטרוני - הפיכת פליטות למוצרים בעלי ערך.
CO₂ המשתחרר מבעירה על בסיס דלקים נפוצים
| מינימום ק"ג eCO₂/Mwh | מקסימום ק"ג eCO₂/Mwh | |
|---|---|---|
|
CO₂ eq/MWh עבור מפעלי פחם |
850 |
986 |
|
CO₂ eq /MWh עבור מפעלים מופעלים נפט |
670 |
777 |
|
CO₂ eq/MWh עבור מפעלי טורבינות גז |
420 |
486 |
|
CO₂ eq/MWh עבור מפעלי קו-גנרציה ומפעלי מחזור משולב |
300 |
352 |
|
CO₂ eq/MWh עבור מפעלי גז אחרים |
500 |
583 |
תחנות כוח פחמיות: ענקי אנרגיה, טיטאנים של פליטות
תחנות כוח פחמיות הניעו כלכלות במשך יותר ממאה שנה, אך במחיר סביבתי גבוה. מתקנים אלה שורפים פחם כדי לייצר חשמל, ומשחררים כמויות אדירות של CO₂ לאטמוספירה. על פי נתוני סוכנות האנרגיה הבינלאומית (IEA), ייצור חשמל באמצעות פחם בלבד מהווה כמעט 30% מפליטת ה-CO₂ העולמית. בממוצע, תחנת כוח פחמית פולטת 2.2-2.5 פאונד של CO₂ לקוט"ש, מה שהופך אותם לאחד התורמים הגדולים ביותר לפליטת פחמן תעשייתית.
עם זאת, תחנות כוח פחמיות אינן חייבות להיות רק פולטות; הם גם יכולים להיות חלק מהפתרון. בעזרת טכנולוגיות לכידת פחמן, ניתן להשתמש מחדש ב-CO₂ מתחנות כוח להשבת נפט מוגברת (EOR) או להמיר אותו לדלקים סינתטיים וכימיקלים, מה שהופך זיהום לרווח. מחקרים מסוימים מצביעים על כך שניתן למינרליזציה של CO₂ שנלכד אפילו לקרבונטים מוצקים לחומרי בנייה, תוך יצירת זרמי הכנסה חדשים תוך הפחתת פליטות. למרות שפתרונות אלו דורשים השקעה משמעותית, הם מציעים הצצה לעתיד שבו אפילו מקורות הכוח עתירי הפחמן יכולים לתרום לקיימות.
תחנות כוח גז טבעי: הרוע הקטן או הזדמנות נסתרת?
תחנות כוח בגז טבעי מוצגות לעתים קרובות כאלטרנטיבה הנקייה יותר לפחם, ומסיבה טובה. הם מייצרים כ-0.9-1.2 פאונד של CO₂ לקוט"ש, כמעט מחצית מהפליטות של תחנת כוח פחמית. עם זאת, זה לא הופך אותם לירוקים לגמרי - במיוחד כאשר מביאים בחשבון דליפות מתאן מהפקת גז טבעי ותחבורה, אשר יכולה להיות בעלת אפקט התחממות גדול עוד יותר מ-CO₂.
מעניין לציין ש-CO₂ הנפלט מתחנות כוח בגז טבעי הוא לא רק תוצר לוואי - זה משאב. תעשיות רבות מסתמכות על CO₂ מטוהר עבור גז מזון ומשקאות, טיפול במים וייצור כימיקלים. יתרה מכך, מחקרים מצביעים על כך ששילוב לכידת אוויר ישירה (DAC) עם תחנות כוח של גז טבעי יכול להפחית משמעותית את הפליטות נטו תוך יצירת CO₂ בטוהר גבוה עבור יישומים תעשייתיים. על ידי השקעה בלכידת וניצול פחמן (CCU), תחנות כוח של גז טבעי יכולות לעבור מלהיות מזהמים בלבד לשחקני מפתח במשק פחמן מעגלי, שבו פליטות מועדות מחדש במקום מבוזבזות.
תעשיית הנפט והגז: חידוד העתיד של ניצול פחמן
בתי זיקוק ומפעלים פטרוכימיים הם עמוד השדרה של התעשייה המודרנית, המספקים דלקים, פלסטיק ואינספור חומרים סינתטיים. עם זאת, הדבר כרוך בעלות סביבתית גבוהה - בתי זיקוק ונפט ומתקנים פטרוכימיים פולטים יחד 2-3 טון CO₂ לטון של מוצר מזוקק. הביקוש הגבוה לאנרגיה והתהליכים הכימיים הכרוכים בזיקוק נפט גולמי למוצרים שמישים הופכים את המגזר הזה לתורם פחמן משמעותי.
באופן מפתיע, תעשייה זו הייתה גם חלוצה בניצול CO₂. שחזור נפט משופר (EOR), תהליך שבו CO₂ מוזרק לבארות נפט כדי להגביר את קצב ההפקה, נמצא בשימוש כבר עשרות שנים. בנוסף, בתי הזיקוק בוחנים המרת CO₂ לדלקים סינתטיים, פלסטיק פוליקרבונט וממיסים תעשייתיים. על פי דו"ח של McKinsey & Company, טכנולוגיות מתקדמות לכידת פחמן עשויות ליצור שוק של מיליארדי דולרים עבור CO₂ - דלקים וכימיקלים. על ידי שילוב פתרונות CCU נוספים, מגזר הנפט והגז יכול להפוך פליטות לנכסים כלכליים, לצמצם את טביעת הרגל הסביבתית שלו תוך שמירה על רווחיות.
מפעלי כימיקלים ודשנים: הפיכת פליטת CO₂ לזהב תעשייתי
תעשיות הכימיקלים והדשנים, במיוחד ייצור אמוניה, מימן ומתנול, הן מקור עיקרי נוסף לפליטת CO₂. מפעלי אמוניה, החיוניים לייצור דשנים, משחררים כ-1.8 טון CO₂ לכל טון אמוניה המיוצרת, בעוד ייצור מימן עולמי תורם כמעט 830 מיליון טון מטרי של CO₂ בשנה. האשם? חידוש מתאן בקיטור (SMR), תהליך המפיק מימן מגז טבעי תוך שחרור CO₂ כתוצר לוואי.
עם זאת, תעשיות אלה מציגות גם כמה מההזדמנויות הטובות ביותר לשימוש חוזר ב-CO₂. CO₂ לכוד הוא מרכיב מפתח בייצור אוריאה, מרכיב דשן חיוני. מפעלי מתנול מאמצים יותר ויותר שיטות מיחזור פחמן, תוך שימוש ב-CO₂ כחומר הזנה לייצור כימיקלים ודלקים. תחרות Carbon XPRIZE הציגה טכנולוגיות פורצות דרך שהופכות CO₂ לחומרים בעלי ערך גבוה כמו סיבי פחמן ופלסטיק מבוסס ביו, מה שמוכיח שניתן להמיר פליטות לסחורות רווחיות. עם ההתקדמות ב-CCU, למגזר יש פוטנציאל להפוך פסולת CO₂ למוצרים יקרי ערך, מה שעוזר לסגור את לולאת הפחמן בייצור תעשייתי.
תחנת הכוח והמעבר התעשייתי לכלכלת פחמן מעגלית
רבות מהתעשיות הללו מספרות סיפור דו-צדדי - בעוד שהן נמנות עם פולטות ה-CO₂ הגדולות, הן גם בחזית ניצול הפחמן. מתחנות כוח פחמיות לכבשני מלט, בתי זיקוק לנפט למפעלי דשנים, המעבר למעגל פחמן אינו עוד רק חזון; זה הכרח. ככל שמחקרים ממשיכים להדגיש את הפוטנציאל הכלכלי של המרת CO₂, עסקים שמשקיעים באסטרטגיות זיהום לרווח לא רק יפחיתו את טביעת הרגל הפחמנית שלהם אלא גם יפתחו זרמי הכנסה חדשים בכלכלה הירוקה המתפתחת.
