Výrobu paliva budúcnosti čaká veľká zmena. Vedci predstavili technológiu s 99 % zachytávaním CO₂

Vedcom z Manchesterskej univerzity sa v spolupráci s priemyselnými partnermi podarilo publikovať prostredníctvom časopisu Carbon Capture Science & Technology vôbec prvú komplexnú štúdiu hodnotiacu technológiu reformovania s chemickou slučkou, známu pod skratkou CLR, na úrovni celej továrne.

Ako upozorňuje v tlačovej správe samotná Manchesterská univerzita, inovatívna metóda je sľubnou alternatívou pre produkciu takzvaného modrého vodíka, nakoľko spája nielen výrobu tohto prvku s obrovským potenciálom pre viaceré priemyselné odvetvia, ale tiež prirodzené zachytávanie oxidu uhličitého vytvoreného výrobou vodíka.

Bez vodíka to nepôjde

Vodík má pri dekarbonizácii svoje nedostatky. Najviac o ňom verejnosť počúvala v súvislosti s elektrifikáciou automobilovej dopravy, kde má vodík výhodu energetickej hustoty. Problémom však ostáva náročná výroba a jej nízka energetická efektivita, čo môže vyriešiť práve proces CLR.

Nevyžaduje totiž energeticky náročné kryogénne oddeľovanie kyslíka zo vzduchu či dodatočné oddeľovanie CO2 zo spalín tak, ako je to v prípade konvenčných metód parného reformingu zemného plynu či autotermálneho reformingu.

Princíp spočíva vo využití pevných nosičov kyslíka, prevažne častíc kovových oxidov, ktoré cirkulujú medzi reaktormi a prenášajú kyslík do reakčnej zóny bez toho, aby došlo k priamemu kontaktu paliva so vzduchom. Teplo uvoľnené počas reakcií následne priamo poháňa endotermickú premenu metánu a vodnej pary na takzvaný syntézny plyn (syngas), ktorý je následne premieňaný na čistý vodík.

Práve separácia reakcií zabezpečuje, že sa oxid uhličitý koncentruje v samostatnom prúde spalín. Jeho zachytávanie je tak výrazne zjednodušená.

Pomohli simulácie

K výskumu inovatívnej metódy vedci využili detailné počítačové modely a simulácie reaktorov v kombinácii s celými závodmi v dvoch rôznych mierkach, teda ako decentralizovanú prevádzku s výkonom 2 000 kW pre lokálne priemyselné kotolne a veľký závod s výkonom až 600 000 kW pre veľké priemyselné komplexy, čo je dosť energie na pokrytie potreby približne 1,5 milióna domácností.

FonTech

Zaujímavé na štúdii je, že nepočítala s ideálnymi laboratórnymi podmienkami, ale do rovníc započítala aj reálne obmedzenia od správania ventilov, cez dynamiku nosičov kyslíka až po bezpečnostné protokoly či komplexné tepelné integrácie. Výsledky ukazujú, že tie najpokročilejšie konštrukčné návrhy CLR dosahujú tepelnú účinnosť na úrovni až 75 %, pričom sú schopné zachytiť 90 až 99 % vzniknutého oxidu uhličitého.

Zachytený plyn je navyše pripravený na uskladnenie a prípadne ďalšie spracovanie v priemysle. V niekoľkých simuláciách navyše systém generoval aj prebytočnú paru pod vysokým tlakom, ktorú je zase možné exportovať do okolitých prevádzok a dodatočne tak zlepšiť celkovú energetickú bilanciu. Ukázalo sa, že je CLR v porovnaní s konvenčnými metódami efektívnejšia a dokonca vyžaduje nižšie prevádzkové náklady.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia