环境卫生

捕获碳并出售

虽然二氧化碳是温室气体(GHG)排放的一大部分,但经过处理的二氧化碳是一种有价值的产品,具有诱人的收入来源

Sudhir Brahmbhatt博士著 9月29日,2021年
技术服务公司

奥巴马总统和美国环境保护署(EPA)于2015年宣布的《清洁电力计划》是减少排放的重要一步。目标是降低CO2从2030年现有燃煤电厂比2005年下降30%,该计划包括排放发电厂强标准和各国减少温室气体排放的目标定制。

发电行业一直寻求方法来减少二氧化碳排放量,包括经营模式,发电原料和添加更好的碳捕获技术来减少排放。然而,新的流程和系统是昂贵的。电力行业的斗争,以证明符合新规美国要求更清洁的空气的经济性。解决这一难题的方法是创建一个收入来源,以帮助电力企业优化碳捕获投资。

碳捕获

平均燃煤发电厂产生350万吨的CO2每年。仅在美国,燃烧煤炭就排放了18.7亿吨一氧化碳2在2011,根据美国能源情报署(EIA).煤炭产生了美国44%的电力,是美国最大的空气污染源。煤炭在开采、运输到发电厂、储存和燃烧时都会产生污染(见图1)。

二氧化碳捕获与储存(CCS)是一套可以减少CO的技术2新建和现有燃煤和燃气发电厂以及水泥生产和天然气加工设施等其他大型工业来源的排放。CCS可以在减少温室气体排放方面发挥重要作用,同时使发电厂能够进行低碳发电。

图1:煤炭是美国最大的空气污染源。煤炭在开采、运输到发电厂、储存和燃烧时都会造成污染。

图1:煤是在美国煤炭污染当开采,运输到电厂,储存和燃烧的最大的空气污染源。技术服务公司

CCS是捕获CO的过程2它进入大气中,其输送并存储它(固碳)数百年或千年前。通常情况下,CO2从大型点源,如化工厂、燃煤电厂或生物质发电厂收集,然后储存在地下地质结构中。目的是防止一氧化碳的释放2从重工业的意图减缓气候变化的影响。虽然CO2为了提高采收率(EOR)、长期CO2存储是一个相对较新的概念。

碳捕获和利用(CCU)和CCS有时统称为碳捕集,利用和封存(CCUS)中讨论。这是因为,CCS是相对昂贵的过程,产生了产物与固有的低的值(即,CO2).因此,当碳捕捉与廉价CO的利用过程相结合时,在经济上更有意义2可用于生产高价值化学品和其他产品,以抵消捕获作业的高成本。

有限公司2可以使用多种技术,包括吸收,吸附,化学循环,膜气体分离或气体水化直接从工业来源捕获诸如水泥窑,。截至2020年,对全球二氧化碳的千分之一2排放通过CCS捕获。大多数项目是工业。

据估计在温室气体排放和汇的美国库存,超过40%的二氧化碳2美国的碳排放主要来自发电和工业。CCS可以减少CO2燃烧化石燃料的发电厂的排放量为80%到90%。CCS技术应用于500兆瓦、排放约300万吨CO的燃煤电厂2每年减少温室气体排放量(具有90%的降低效率),相当于从30万周以上的家庭减少每年的电力相关的排放。

美国环保署的温室气体报告项目包括设施捕捉二氧化碳2供给市场,然后注入地下。根据该计划,美国有120多个设施正在进行碳捕获,主要来自工业过程。的有限公司2用于EOR,食品和饮料的制造,纸浆和纸的制造和金属制造。

捕获二氧化碳的成本2来自发电厂、大型工业制造设施和其他来源的影响也很大。当生产商和制造商在这些技术上没有明显的投资回报(ROI)时,他们很难证明投资的合理性。CCS可能为排放者捕获CO提供了一个机会2以满足清洁电力计划的要求,并出售它,以收回捕获和净化它的部分成本。根据当前的CO2CCS可以在碳捕获技术上提供有吸引力的投资回报。

图2:干冰有许多工业用途。技术服务公司

图2:干冰有许多工业用途。技术服务公司

回收有限公司2发电厂

在美国的工业发展史上,一些CO2来源(乙醇和氨厂)由CO运营者拥有和经营2原料气源附近的工厂。许多独立的美国公司2生产者仍然是直接向消费者销售产品的供应商。然而,随着各大天然气公司通过行业整合的出现,大部分的CO原料都被淘汰2是卖给炼油厂气。

有原料气从生产商的价格,并从精炼/天然气公司之间的价格大幅度差异。原料气价格从源范围直接由$ 5至每吨$ 25对消费市场的价格,这通常范围从$ 60到$ 100个吨。在很少的区域竞争或根本没有本地供应,CO部分高价市场2价格从每吨150美元到300美元不等。

2010年,美国总批发商CO2产能为4万吨/天(TPD)。大部分的商人都是商人2现在来自乙醇工厂。乙醇工厂仍然是CO的主要来源2供应。预计合成氨厂将继续滞后。植物的数量关停由于高天​​然气价格从2002年起。这可能会改变,由于目前较低的天然气价格。

同样的幅度也适用于能够有效捕获CO的发电厂2从他们的流程。有必要对CO进行评估2考虑CO的区域性质,CCS计划在当地的生产成本、分配和开销2当了解了这些市场以及生产CO的成本和要求后,我们就可以了解到CO的供应和美国最大的市场2对商户的交易是已知的,直销风险可以适当地评估。

图2:干冰有许多工业用途。技术服务公司

图2:干冰有许多工业用途。技术服务公司

有限公司2作为有价值的产物

加工有限公司2是一种有价值的产品,有吸引人的收入来源。在美国的许多市场都可能出现供应短缺。有限公司2拥有一个复杂的供应链。原油公司2通常是作为副产物产生,净化为液体状态并输送到分布点。

应用范围包括食品加工,用于冷冻,冷却,包装操作,饮料碳化和脱咖啡因。其他有限公司2市场包括提高采油率、尿素肥料生产、制药、园艺、灭火剂、焊接和激光、制冷、净水应用、气溶胶推进剂和驱除虫害的熏蒸剂。

另一个重要的CO申请2是干冰(见图2)。在食品工业中,干冰被用于肉类加工、短期食品储存、空中餐饮和研发(R&D)。在干冰爆破中,当从表面去除油漆时,干冰丸被用来代替喷砂。它有助于降低处理和清理的成本。在橡胶和塑料工业中,用碾碎的干冰在旋转的滚筒中滚动橡胶物体来去除闪光。在低温隧道和螺旋冷冻机中,高压液体CO2通过喷嘴将其注入到一氧化碳的混合物中2气体和干冰“雪”覆盖食品的表面。因为它升华(直接从固体变为气体状态),制冷转移到产物。干冰也是在制药和生物技术行业广泛使用。

对CO的需求2

根据SRI Consulting(2010年3月)提供的数据,全球对CO的需求2估计在根据SRI数据每年8000万吨(万吨)。这一数额的5000万万吨用于EOR在北美地区,而其余的3000万万吨在所有其他用途使用,主要是成熟的碳酸饮料和食品工业的行业。

SRI估计,基于EOR、尿素肥料等现有技术的预期增长,以及剩余技术示范项目的实施和商业化,未来的需求将达到1.4亿吨/年。

有限公司2市场机会

对于工业气体分销商,CO的增长潜力2产品市场强劲。在商业公司合并2该公司对工业天然气业务的这一部分表现出了兴趣。减少氢氟碳制冷剂使用的立法和自愿承诺带来了增长机会,特别是一氧化碳2据SRI Consulting称。

一氧化碳的一种新用法2在藻类生产。藻类可以应用,包括燃料,可再生油市场,化工市场,营养品和健康科学的来源。有限公司2可从烟气排放中分离、净化并出售给商业利益,用于藻类生产。图3是一个流程图,演示了捕获、分离和注入CO的过程2用于藻类养殖作业。

-这篇文章发表在天然气技术补充。

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美国能源情报署(EIA)

温室气体排放和汇的美国库存


Sudhir博士布
作者生物:布拉姆巴特的Sudhir博士科技服务公司,位于伦科,密苏里州的总统