"Iškastinio kuro jėgaines galima pakeisti saulės baterijomis arba branduoliniais reaktoriais. Benzinu varomus automobilius galima pakeisti tokiais, kurie akumuliatoriams įkrauti naudoja anglies dioksido neišskiriančią elektrą. Tačiau ne kiekvieną ekonomikos dalį taip lengva dekarbonizuoti, net iš esmės.
Trys sunkiosios pramonės šakos – cemento, chemijos ir plieno gamybos – yra ypač sudėtingos išvalyti. Viena iš priežasčių yra ta, kad viskas priklauso nuo cheminių procesų, kuriems reikia labai aukštos temperatūros.
Pavyzdžiui, geležies išgavimas iš rūdos yra pirmasis plieno gamybos žingsnis. Temperatūra krosnių viduje gali viršyti 1600°C. Cemento krosnyse, kurios kalkakmenį paverčia klinkeriu, viena iš cemento žaliavų, gali pasiekti 1400°C temperatūrą. Kadangi kai kuriems pramoniniams procesams vykdyti, naudojant vien elektros energiją, yra sudėtinga arba neįmanoma sukurti tokią temperatūrą, įmonės remiasi iškastiniu kuru.
Ekologiškai mąstančios įmonės ieško alternatyvų. Pavyzdžiui, vandenilis gali būti gaminamas padalijant vandenį į sudedamąsias dalis. Jei tai daroma naudojant švarią energiją, dujas galima sudeginti kaip anglies neišskiriantį kurą. Kitas variantas būtų likti prie iškastinio kuro, bet surinkti ir palaidoti jų generuojamą anglies dioksidą – idėja žinoma kaip anglies surinkimas ir saugojimas. Tačiau abi technologijos yra kuriamos, todėl reikėtų sukurti daug naujos infrastruktūros, kurios dar nėra.
Brightlands Campus, valstybės ir pramonės remiamame inovacijų centre netoli Mastrichto, Nyderlanduose, Suomijos inžinerijos įmonė Coolbrook tikisi tai pakeisti. Jo „RotoDynamic“ sistema sukurta tiekti tik tokias itin aukštas temperatūras, kokių reikia sunkiajai pramonei, ir tai daryti, varomuose vien elektra, procesuose.
Sukasi aukštyn
Lengviausias būdas galvoti apie „Coolbrook“ sistemą yra, kaip dujų turbina atvirkščiai. Įprasta dujų turbina, naudojama elektrinėse ar reaktyviniuose varikliuose, degina iškastinį kurą, kad sukurtų karštas aukšto slėgio dujas, kurios suka rotoriaus mentes. Ta sukimosi energija gali būti naudojama trauką generuojančiam ventiliatoriui paleisti (kaip reaktyviniuose lėktuvuose) arba generatoriuje paversti elektra (kaip elektrinėje).
Vietoj to, naujoji sistema prasideda nuo elektros variklio. Variklis suka turbinos rotorius. Tada į turbiną tiekiamos dujos arba skystis. Patekę į vidų, rotoriai pagreitina medžiagą iki viršgarsinio greičio, o tada vėl greitai sulėtina. Staigus lėtėjimas paverčia pagreitintose dujose ar skystyje esančią kinetinę energiją į šilumą. Jei variklis maitinamas žaliąja elektra, anglies dioksidas nesusidaro.
Pirmasis bandomosios gamyklos Brightlands bandymas apims garų krekingą, vieną iš daugiausiai energijos reikalaujančių procesų naftos chemijos gamyklose. Įprasti krekeriai suskaido pirminį benziną, vieną žalios naftos komponentą, į mažesnes molekules. Kaip rodo pavadinimas, tai daroma, pirminį benziną skiedžiant garais, tada, jei nėra deguonies, supučiant jį krosnyje.
„Coolbrook“ bandomoji gamykla įleis pirminio benzino ir garų mišinį į besisukančią turbiną, kuri įkaitins jį iki maždaug 1000 °C. Tai turėtų suskaidyti pirminį benziną į tokias medžiagas, kaip propilenas ir etilenas, kurios naudojamos plastikams gaminti. Tikimasi įrodyti, kad elektriniame reaktoriuje ne tik įmanoma suskaidyti benziną, bet ir geriau. Laboratoriniai tyrimai parodė, kad elektrifikuoto proceso derlius gali būti žymiai didesnis, nei gaunamas, naudojant iškastinį kurą.
Darant prielaidą, kad viskas vyks pagal planą, įmonė bandys gaminti šilumą keliems kitiems pramonės procesams. Joonas Rauramo, Coolbrook bosas, mano, kad šildytuvas turėtų atlaikyti iki 1700 °C temperatūrą. Dėl to jis būtų tinkamas daugeliui daug energijos naudojančių programų, įskaitant plieno, cemento, stiklo ir keramikos gamybą. Kelios didelės įmonės prisijungė prie bandomojo projekto partnerių. Tai yra britų naftos įmonė „Shell“, Brazilijoje įsikūrusi cheminių medžiagų gamintoja „Braskem“ ir viena didžiausių cemento gamintojų pasaulyje CEMEX.
Elektros šilumos nepakaks, kad būtų visiškai pašalintas sunkiosios pramonės anglies dvideginio išmetimas. Taip yra todėl, kad nemaža dalis sektoriaus išmetamų teršalų susidaro, ne deginant iškastinį kurą, o dėl procesų, kuriuos jie maitina, chemijos. Pavyzdžiui, gaminant cementą, maždaug pusė anglies dioksido susidaro, kaitinant krosnį, naudojant iškastinį kurą. Kita pusė gaunama iš kalcinavimo, cheminės reakcijos, kurios metu kalkakmenis virsta klinkeriu.
Panaši istorija yra su plieno gamyba, kai geležis chemiškai išskiriama iš rūdų, kurios laiko ją geležies oksidu. Tai atliekama, rūdai aukštoje temperatūroje reaguojant su anglies monoksido ir vandenilio mišiniu. Tai pašalina deguonies atomus ir palieka gryną geležį. Tuo tarpu deguonis jungiasi su anglimi, kad susidarytų anglies dioksidas.
Tai reiškia, kad net jei šiluma šioms reakcijoms buvo tiekiama nulio-anglies elektra, su likusia emisija vis tiek reikėtų kažkaip susitvarkyti. Įmonės įvairiais būdais stengiasi modifikuoti chemiją, tačiau joks požiūris dar nėra paruoštas rinkai.
Tačiau technologija neturi visiškai išspręsti problemą, kad būtų naudinga. Ponas Rauramo mano, kad jo įmonės technologija galėtų panaikinti 30% sunkiosios pramonės išmetamų teršalų. Ir, anot jo, tai gali padaryti ir nereikia išradinėti nieko iš esmės naujo. „Tai žinomas mokslas“, – sako ponas Rauramo. „Tai tiesiog nebuvo pritaikyta taip, kaip mes tai darome.“" [1]
Klausimas, ar apsimokės keisti technologijas dėl to vargano trečdalio, jei reikės du trečdalius sugaudyti ir saugoti?
· · · 1. "A Finnish firm thinks it can cut industrial carbon emissions by a third." The Economist, 10 June 2023, p. NA.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą