Jak odpady przemysłowe umożliwiają mineralizację węgla | Grupa Cleantech

Istnieje wiele szumu wokół wysokiej jakości technologii wychwytywania dwutlenku węgla, ale wydaje się, że zawsze dzieli je od skali komercyjnej 10–20 lat. Na razie nie mamy więc innego wyboru, jak tylko polegać na rozwiązaniach wychwytywania dwutlenku węgla o niższej jakości i opartych na przyrodzie. Chociaż rozwiązania te są świetnymi opcjami, generalnie wiąże się z nimi pewien rodzaj nietrwałości. Na przykład posadzenie drzewa jest dobrym rozwiązaniem, ale gdy drzewo obumiera lub ulega spaleniu, zawarty w nim węgiel jest uwalniany z powrotem do środowiska. 

Do najważniejszych pojawiających się innowacji w zakresie trwałego sekwestracji węgla należą: biowęgiel, wzmożone wietrzenie skał, i mineralizacja węgla – ta ostatnia jest głównym tematem tego bloga. 

Mineralizacja węgla 

Mineralizacja węgla to proces naśladujący pierwotny dwutlenek węgla występujący na Ziemi (CO2) metoda regulacji. Ziemia w naturalny sposób przekształca CO2 w atmosferze w skały lub minerały przez miliony lat. W naszych oceanach nawet żywe istoty pochłaniają CO2 w ich egzoszkieletach (np. muszlach, rafach koralowych itp.), które po śmierci są zakopywane pod dnem morskim, a których recykling do atmosfery zajmie setki milionów lat.  

Naturalny cykl mineralizacji jest stosunkowo prosty; jednakże naturalna mineralizacja nie jest w stanie nadążyć za nadmiarem CO2 które wytworzył człowiek. Obecnie naturalna mineralizacja może pochłonąć jedynie 0.7 GT CO2 na rok. Niestety, człowiek emituje prawie 36 GT nadmiaru CO2 emisji rocznie (IEA 2022).  

Chociaż proces jest stosunkowo prosty, badaczom zajęło zrozumienie kinetyki stojącej za reakcją około 20 lat temu, aby móc go naśladować w laboratorium. Mineralizacja węgla wychwytuje CO2 w strukturę krystaliczną minerałów węglanowych powodując jej trwałą sekwestrację. Odbywa się to zarówno metodą in-situ, jak i ex-situ.  

W przypadku operacji na miejscu CO2 i woda są wstrzykiwane pod ziemię w celu wytworzenia pochodnej węglanu wapnia, która przechowuje CO2 w reakcji z minerałami zawierającymi wapń/magnez. Działania na miejscu podlegają warunkom środowiskowym, a gazy i woda mogą wyciekać przez pęknięcia w podziemnych zbiornikach. 

Wejdź do Greenore 

Greenore, niedawno nazwany Firma APAC Cleantech 25, jest wydzieloną częścią Uniwersytetu Columbia i założoną przez Xiaozhou (Sean) Zhou, który badał zrównoważoną produkcję żelaza oraz procesy sekwestracji i utylizacji dwutlenku węgla. Greenore przekształca żużel, produkt uboczny wytwarzania żelaza i stali, w produkty chemiczne (węglan wapnia/magnezu, tlenek żelaza, krzemionkę, tlenek glinu i koncentrat pierwiastków ziem rzadkich), jednocześnie zużywając CO2 jako reagent. Greenore opracował katalizator, który naśladuje naturalny proces mineralizacji Ziemi bez ograniczeń czasowych.  

Greenore osiąga to poprzez mineralizację ex-situ, proces naśladujący mineralizację in-situ nad ziemią. Ze względu na wysoką dostępność alkaliczne odpady przemysłowe mogą być wykorzystywane do mineralizacji ex situ, takie jak żużel stalowniczy, żużel żelazowy, odpady kopalniane, odpady cementowe i inne. Materiały te są na ogół bogate w minerały na bazie wapnia/magnezu, które mogą sekwestrować CO2 szybciej niż inne naturalne procesy wietrzenia.  

Zasada ścieżki mineralizacji węgla w Greenore 

Według Greenore dekarbonizacja produkcji stali i redukcja odpadów powstałych w procesie produkcji to problem globalny, ponieważ odpowiada za 7% antropogenicznej emisji dwutlenku węgla. Chiny mają szacunkowo 660 milionów ton CO2 potencjalną zdolność sekwestracji ze starszych odpadów żużlowych, gdzie w Wielkiej Brytanii szacuje się, że wynosi 190 mln ton CO2 zdolność sekwestracji. Odpady te są zazwyczaj wyrzucane na składowiska, gdzie stwarzają zagrożenie dla środowiska. Mineralizacja węgla na bazie żużla nie tylko zmniejsza emisję CO2 emisji, ale także wykorzystuje odpady, co stanowi lukratywną okazję do zaangażowania.  

Greenore zmniejsza koszty ogólne, wykorzystując odpady przemysłowe jako surowiec, a rozwiązania w zakresie wychwytywania i utylizacji dwutlenku węgla (CCU) są elastyczne pod względem zakresu i zakresu CO2 źródła. Węgiel może pochodzić z otaczającego powietrza, gazów spalinowych itp. i może być sekwestrowany za pomocą dowolnej technologii CCU, takiej jak źródło punktowe lub bezpośrednie wychwytywanie powietrza (DAC).  

Proces Greenore przekształca do 0.2–0.25 ton CO2 na tonę żużla odpadowego lub 1,248 kg CO2 na 1,000 kg żużla stalowniczego przetworzonego przy użyciu minimalnej ilości odczynników i chemikaliów i poddanego recyklingowi. Po przetworzeniu zamaskowany CO2 może być stosowany jako surowiec do produkcji cementu, papieru, farb, druku 3D, tworzyw sztucznych itp. 

Proces ex situ w Greenore jest modułowy, ale umożliwia przetwarzanie stosunkowo dużych ilości odpadów żużlowych. Typowy moduł może przetworzyć 50 tys. ton żużla rocznie lub 10 tys. ton CO2. Moduł można skonfigurować w modelu „Buduj, posiadaj, eksploatuj” na rynkach scentralizowanych, ale licencjonowanie jest również stosowane w regionach, w których rynki wciąż się rozwijają. Przyciągnęło to partnerstwa z dużymi graczami, takimi jak POSCO, SD Steel, Harsco i nie tylko.  

We współpracy z producentem stali Baotou Steel firma Greenore uruchomiła pierwszą na skalę komercyjną instalację do mineralizacji węgla opartą na żużlu. Zakład z powodzeniem wyprodukował pierwszą partię węglanu wapnia w lipcu 2023 r. W styczniu Greenore nawiązał współpracę z firmą TBM, twórcą nadającej się do recyklingu alternatywy dla tworzyw sztucznych i papieru – LIMEX. Węglan wapnia CCU firmy Greenore zostanie zintegrowany z materiałem LIMEX firmy TBM.  

Patrząc w przyszłość, Greenore nie poprzestaje na żużlu. W lutym firma Greenore zakończyła rundę Serii A prowadzoną przez firmę Amperex Technology Limited (ATL), której celem było zbadanie możliwości recyklingu baterii. „Zasadniczo chemię polegającą na wykorzystaniu kwasu węglowego można zastosować w recyklingu baterii litowych” – powiedział Zhou. 

Ponieważ rządy, przemysł i instytucje badawcze współpracują w celu dalszego rozwoju i wdrażania technologii mineralizacji węgla, innowatorzy tacy jak Greenore torują drogę do komercyjnego udostępnienia mineralizacji węgla. I choć technologia ta może nie być tak konkurencyjna pod względem kosztów jak inne metody CDR, jest to metoda trwałej sekwestracji dwutlenku węgla, która jest nie tylko rozwiązaniem w zakresie gospodarki odpadami, ale może nawet zostać wykorzystana w wartościowych produktach. Jednak wykorzystanie tego potencjału będzie wymagało ciągłego wdrażania innowacji, znacznych inwestycji w infrastrukturę i współpracy między sektorami wykraczającymi poza odpady żużli żelaza i stali. 

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.cleantech.com/how-industrial-waste-is-enabling-carbon-mineralization/