At lukke kredsløbet om kulstofemissioner fra kemiske fabrikker

For at undgå miljømæssigt og økonomisk ødelæggende klimasammenbrud, hurtig handling for at reducere drivhusgasemissioner, der bidrager til global opvarmning, er afgørende. Imidlertid, verdensøkonomiens afhængighed af produkter fremstillet af fossile brændstoffer er en stor hindring, hindrer vores fremskridt hen imod en emissionsfri fremtid.

På nuværende tidspunkt den kemiske industri er ansvarlig for omkring 15 % af den industrielle kuldioxid (CO ₂ ) emissioner. Så længe økonomier fortsat er afhængige af fossile brændstoffer, disse emissioner vil forblive et skadeligt biprodukt. Mens vi venter på, at vedvarende energiteknologier bliver mere udbredt, hvad hvis vi kunne gøre brug af disse emissioner i stedet for at lade dem fortsætte med at forurene atmosfæren?

Forskere fra Cambridge Center for Advanced Research and Education i Singapore (CARES) har foreslået en ny, CO på stedet ₂ genbrugsteknologi, der kunne tage affaldet CO ₂ fra kemiske produktionsprocesser og gør det til andre kemikalier, der går direkte tilbage til produktionsenheden. Desuden, denne teknologi kræver ikke, at der bygges nye anlæg og fabrikker – den kan eftermonteres i eksisterende kemiske anlæg, dermed ikke konkurrere med modne metoder til bulk kemikalieproduktion.

Genbrugskonceptet er baseret på brugen af ​​en elektroreduktionsreaktor, hvor CO ₂ omdannes til nyttige kemikalier, f.eks. ethylen. Selvom denne teknologi kan anvendes på ethvert anlæg, der producerer CO ₂ , ved hjælp af koncentreret CO ₂ vandløb er mest økonomisk rentabel, så der ikke kræves dyre procedurer for at adskille CO ₂ ud fra røggasstrømmene. Af denne grund, forskerne har valgt en kemisk produktionsproces, hvor en sådan koncentreret CO ₂ stream er allerede tilgængelig:ethylenoxid (EO) fremstilling. I øjeblikket, EO-anlæg udleder ofte denne forurenende strøm til atmosfæren, og den foreslåede teknologi muliggør konvertering til ethylen i stedet for. Dette bulkemikalie bruges som råmateriale til produktion af ethylenoxid, hvilket betyder, at produkterne fra CO ₂ elektrolyse kan anvendes direkte på samme anlæg, minimerer både den direkte CO ₂ emissioner og kravet til petrokemiske råvarer.

Som et nøgleråmateriale til fremstilling af ethylenglycol, samt et almindeligt desinfektionsmiddel, EO er meget udbredt og altid efterspurgt, gør EO-produktion til et fremragende marked for at vise fordelene ved CO ₂ genbrug.

For at en sådan teknologi skal være levedygtig for en kemivirksomhed, det skal opfylde tre kriterier:en betydelig reduktion af CO ₂ emissioner, en kort tilbagebetalingstid og ingen ændring i kemikaliets produktionsskala. CO ₂ genanvendelse ved hjælp af elektroreduktion opfylder disse krav, med lave driftsomkostninger og minimal afbrydelse af eksisterende fremstillingsprocesser.

At køre genbrugsprocessen på vedvarende energi, såsom vind eller sol, vil føre til betydelige emissionsreduktioner. Fungerer udelukkende med et spildstrømsprodukt, CO ₂ genbrug har fleksibiliteten til at køre, mens intermitterende vedvarende energi er tilgængelig, med småskala opbevaringsløsninger på plads. Hvis den vedvarende energi kun er delvist integreret i netblandingen, processen kan stadig have en betydelig indflydelse på CO ₂ emissioner og reducere behovet for ikke-vedvarende råvarer.

Dette arbejde har positive konsekvenser for Singapore, da det sigter mod at opfylde Paris-aftalens løfte om at reducere sine emissioner med 36 % fra 2005-niveauet inden 2030. Singapores kemiske industri er en vital del af dets økonomi, beskæftiger over 25, 000 mennesker og sikre Singapores plads blandt de 10 bedste kemikalieeksportører på verdensplan. ¹

Avisens forfattere Dr. Magda Barecka, Professor Joel Ager og professor Alexei Lapkin er en del af CARES' eCO ₂ EP projekt, som har til formål at udvikle måder at omdanne CO ₂ udledes som en del af den industrielle proces til forbindelser, der er nyttige i den kemiske industris forsyningskæde. eCO ₂ EP er et af flere projekter, som CARES er vært for.

Dr. Barecka, hovedforfatter på papiret, sagde "Denne teknologi er spændende på grund af den enorme indvirkning, den kan gøre til en meget lav pris og med en enkel eftermontering til eksisterende kemiske anlæg. Ydermere, hvis der bruges vedvarende energi, vi kunne reducere direkte CO ₂ emissioner med op til 80 % i hvert anlæg. Der er så meget potentiale for emissionsreduktion over hele linjen, og vi ser frem til at se teknologien begynde at gøre en forskel."