211service.com
Přeměna zemního plynu na zelenou
Uhlí je možná špinavý muž energetického světa, ale není to jediné fosilní palivo, které se snaží svůj čin uklidit. Kanadský startup říká, že vyvinul způsob, jak odstranit uhlík z metanu, což má za následek zemní plyn obohacený vodíkem, který hoří čistěji a efektivněji.
Zelený plyn: Plazmový reaktor Atlantic Hydrogen (zde zobrazen) odděluje vodík a pevný uhlík z proudu zemního plynu pomocí pulzujících elektrických nábojů.
Atlantický vodík , se sídlem v kanadské provincii New Brunswick, sází na to, že její ekologičtější zemní plyn osloví energetické společnosti a průmyslové zákazníky, kteří chtějí snížit emise skleníkových plynů v rámci hrozícího režimu limitů a obchodování. Ale další finanční přínos by přinesl prášek saze který se získává z proudu plynu. Pokud dokážeme získat hodnotu uhlíku, která je dokonce v řádu tisíců dolarů za tunu, pak máme velmi přesvědčivý ekonomický model, říká David Wagner, prezident sedm let staré společnosti.
Saze se používají jako pigment v inkoustech a plastech a k vyztužení pryžových výrobků, jako jsou pneumatiky a průmyslové hadice. Obvykle se vyrábí částečným spalováním těžkého oleje nad vysokým plamenem a odfiltrováním uhlíkových částic ve výsledném černém kouři. Tento proces v průměru emituje odhadem 2,4 tuny oxidu uhličitého na tunu sazí.
Atlantic Hydrogen říká, že dokáže vyrobit vysoce čisté saze se zlomkem emisí a zároveň částečně snížit obsah uhlíku v zemním plynu. Přístup, který společnost nazývá zachycováním a využíváním uhlíku, využívá méně energie, než je obvykle spojováno s technologiemi zachycování a ukládání uhlíku.
Srdcem jejího přístupu je systém plazmového reaktoru, který společnost nazývá CarbonSaver; pracuje při teplotách mezi 1 500 a 2 500 °C a může být umístěn na různých místech potrubí: na kompresorových stanicích, v podzemních úložištích, u městských bran, které přivádějí plyn do domácností a podniků, a v elektrárnách a průmyslových areálech, které přijímají zemní plyn.
Uvnitř reaktoru patentovaný plazmový hořák pulzuje proudem zemního plynu, odděluje vodík od metanu a mění uhlík na pevnou látku, která je podobná toneru do kopírky. Vodík se poté znovu spojí a spojí s proudem metanu, což vede k obohacenému zemnímu plynu. Proces lze vyladit tak, aby smíchal 10 až 20 procent směsi vodíku – a navíc zemní plyn je vystaven riziku, že potrubí a zařízení zkřehnou a budou nestabilní.
Tříletý pilotní projekt za 5,7 milionu dolarů dokončený v březnu dodal 75 kilowattů energie a ukázal slibné výsledky. Systém vyprodukoval asi 25 metrů krychlových zemního plynu za hodinu s 10procentní směsí vodíku. Testy ukázaly, že použitý motor fungoval o 5 procent efektivněji a že emise CO2 klesly o 7 procent. Zvýšený obsah vodíku v zemním plynu vedl k úplnějšímu spalování a snížení oxidů dusíku. Atlantic Hydrogen vidí potenciál snížit oxidy dusíku o více než 50 procent.
Atlantic Hydrogen nyní spolupracuje s největším kanadským producentem zemního plynu se sídlem v Calgary Společnost EnCana Corp , na zvětšeném systému, který může pracovat při vyšších tlacích. Již bylo prokázáno, že systém může pracovat při 150 librách na čtvereční palec s potenciálem jít mnohem výše. EnCana již na projekt vyčlenila 3 miliony dolarů. Měli velký úspěch, když se dostali na provozní tlaky, které bychom potřebovali v našich aplikacích v terénu, říká Larry Weiers, viceprezident pro energetické technologie a výzkum společnosti EnCana. Očekáváme, že tento vodíkem obohacený zemní plyn bude prémiovým produktem, něco jako prémiový benzín.
Někteří však nejsou přesvědčeni, že tento proces má nohy. Expert na zachycování uhlíku David Keith , profesor chemického a ropného inženýrství na univerzitě v Calgary, říká, že vodíkem obohacený zemní plyn bude mít menší energetickou hustotu kvůli předběžnému zachycení uhlíku. Vyhazujete polovinu energie do uhlíku, takže si nemyslím, že bude mít někdy široké uplatnění, říká.
Weiers však tvrdí, že snížení hustoty energie je částečně kompenzováno zvýšením účinnosti během spalování – to znamená, že vodík umožňuje úplnější spalování plynu. A i když provoz CarbonSaveru vyžaduje elektřinu, díky vylepšením plazmového hořáku je tento proces konkurenceschopný s energií potřebnou pro parní reformování metanu, které produkuje asi 95 procent vodíku, který se dnes používá ve Spojených státech, a uvolňuje asi osm tun CO2. každá tuna vyrobeného vodíku.
Rozdíl oproti nám je v tom, že z našeho procesu neuvolňujeme CO2, říká Wagner a dodává, že výhody procesu jsou jasné, když se podíváme na emise během životního cyklu.
Felipe Chibante , ředitel laboratoře aplikované nanotechnologie na University of New Brunswick, byl pověřen analýzou fyzikálních vlastností sazí, které vycházejí z plazmového reaktoru. Říká, že výroba a konečné použití sazí je to, co dělá proces Atlantic Hydrogen nejpůsobivějším ve srovnání s jinými přístupy ke snižování emisí uhlíku. Vaší volbou je zaplatit někomu, kdo odstraní CO2 a pohřbí jej a ztratí tuto hodnotu, nebo vezmete uhlík k výrobě produktu. To, co děláte, je vytlačování [konvenčně vyráběného] sazího produktu, který vytváří CO2.
Chibante a jeho výzkumný tým pracují s výrobcem sazí Kolumbijské chemikálie identifikovat trh s uhlíkem Atlantic Hydrogen, který má velmi zajímavé uhlíkové nanostruktury, které jen tak nevidíme z průmyslové výroby, říká. Dřívější studie ukazuje, že materiál má vysokou povrchovou plochu a tenké struktury kuřecího drátu zvané grafenové svazky, díky čemuž je potenciálně ideální při výrobě vysoce výkonných baterií a ultrakondenzátorů a pro strukturálně vyztužené produkty.