创建一个财政激励机制,为二氧化碳找到用武之地
通常,这些碳捕集系统是非常昂贵的,在一个电力反应堆上安装一个将花费7.5亿美元。因此,如果没有严格的政府授权或财政激励,发电厂或工厂主运营商一般不会花这笔钱。
为了使这项技术在经济上更有吸引力,PNNL的研究人员开发了一个较小的模块化反应器,该反应器将把碳捕集系统中1%到2%的溶剂泵入另一个较小的模块化反应器,并利用它来制造公司可以销售的产品,比如甲醇、甲烷或其他类型的碳酸盐产品。
用二氧化碳来制造甲醇并不新鲜,但是在一个连续流动的系统中捕获碳,然后将其转化为甲醇,是非常难得的。传统上,捕获和转化作为两个不同的步骤发生,由每个过程独特的、通常是非互补的化学成分分开。
以甲醇为例,作为现存产量最高的化学品之一,被称为“
平台材料”,其用途广泛,是人类制造的第三或第四大化学品。目前甲醇被用于数百种普通产品,包括塑料、油漆、汽车零部件和建筑材料。它还可以成为卡车、公共汽车、船舶、燃料电池、锅炉和炉灶的能源来源。
如果碳捕集装置能同步生产甲醇并出售,能提供经济来源,从而可以降低捕获二氧化碳的成本。目前市面上,每加仑甲醇售价为1.2美元,生产20加仑甲醇可以消耗一吨的二氧化碳。
专家表示,如果我们能够用二氧化碳衍生的甲醇取代化石生产的甲醇,这可以成为制造燃料和化学品的负碳化学方法之一。
目前,中国的绿色甲醇技术也比较成熟,主要采用的是煤制甲醇,尤其在山西,作为焦炭生产省份,焦化总产能约1.4亿吨,可以制取绿色甲醇约1400万吨,消纳二氧化碳超1200万吨。
虽然制取甲醇过程中消耗了二氧化碳,但它还需要氢气,而氢气本身需要能量来生产。不过,中国南方科技大学创新创业学院院长刘科认为,在煤制甲醇的应用场景中,氢气可以由可再生能源来制造,如太阳能和风能,同时副产氧气供煤气化用,就能够解决很多排放问题。
在PNNL系统中,除去一部分被用来制作甲醇的二氧化碳外,其余的将被封存。一般来说,封存二氧化碳比捕获它要便宜得多。根据国际能源署的报告,美国一半以上的二氧化碳封存成本低于每吨10美元。
方法是将二氧化碳注入地球地下830米的玄武岩处,几年之后,二氧化碳气体会与岩石发生反应,转化为一种稳定的碳酸盐固体,永久地储存在地下。
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参考资料:
[1]https://www.pnnl.gov/news-media/scientists-unveil-least-costly-carbon-capture-system-date
[2]https://www.cnbc.com/2023/01/24/new-technique-from-us-national-lab-to-remove-co2-at-record-low-cost.html
[3]https://cleantechnica.com/2023/01/26/carbon-capture-for-less-than-40-a-ton-its-possible-says-pnnl/
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