How Industrial Waste Is Enabling Carbon Mineralization

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Există o mulțime de discuții în jurul tehnologiilor de captare a carbonului de înaltă calitate, dar se pare că sunt întotdeauna la 10-20 de ani distanță de scara comercială. Deci, deocamdată, nu am avut de ales decât să ne bazăm pe soluții de captare a carbonului de calitate inferioară și bazate pe natură. Deși aceste soluții sunt opțiuni grozave, ele au, în general, un fel de impermanență asociată cu ele. De exemplu, plantarea unui copac este o soluție bună, dar atunci când acel copac moare sau este ars, carbonul stocat este eliberat înapoi în mediu.

Cele mai importante inovații emergente pentru captarea permanentă a carbonului includ biochar, intemperii sporite ale rocilor, și mineralizarea carbonului - aceasta din urmă este punctul central al acestui blog.

Mineralizarea carbonului

Mineralizarea carbonului este un proces care imită dioxidul de carbon primar al Pământului (CO2) metoda de reglare. Pământul transformă în mod natural CO2 în atmosferă în roci sau minerale de-a lungul a milioane de ani. În oceanele noastre, chiar și ființele vii captează CO2 în exoscheletele lor (de exemplu, scoici, recife de corali etc.) care sunt îngropate sub fundul mării când mor și care vor dura sute de milioane de ani pentru a fi reciclate în atmosferă.

Ciclul de mineralizare naturală este relativ simplu; cu toate acestea, mineralizarea naturală nu poate ține pasul cu excesul de CO2 pe care oamenii le-au generat. În prezent, mineralizarea naturală poate capta doar 0.7 GT de CO2 pe an. Din păcate, oamenii emit aproape 36 GT de CO în exces2 emisii pe an (AIE 2022).

Deși procesul este relativ simplu, cercetătorilor a fost nevoie de până acum aproximativ 20 de ani pentru a înțelege cinetica din spatele reacției, astfel încât să o poată imita într-un laborator. Mineralizarea carbonului captează CO2 în structura cristalină a mineralelor carbonatice rezultând sechestrarea permanentă a acestuia. Aceasta se desfășoară atât în manieră in-situ, cât și ex-situ.

Pentru operațiuni in situ, CO2 și apa sunt injectate în subteran pentru a crea un derivat de carbonat de calciu care stochează CO2 când reacţionează cu minerale purtătoare de calciu/magneziu. Operațiunile in situ sunt supuse condițiilor de mediu, iar gazele și apa se pot scurge din fisurile din rezervoarele subterane.

Intră în Greenore

Greenore, numit recent an Compania APAC Cleantech 25, este scoasă din Universitatea Columbia și fondată de Xiaozhou (Sean) Zhou, care cerceta fabricarea durabilă a fierului și procesele de sechestrare și utilizare a carbonului. Greenore transformă subprodusul de la fabricarea fierului și a oțelului, zgura, în produse chimice (carbonat de calciu/magneziu, oxid de fier, silice, alumină și concentrat de pământuri rare), în timp ce consumă CO2 ca reactant. Greenore a dezvoltat un catalizator care imită procesul natural de mineralizare al Pământului fără constrângerile sale de timp.

Greenore realizează acest lucru prin mineralizarea ex-situ, un proces care imită mineralizarea in situ deasupra solului. Datorită disponibilității sale ridicate, deșeurile solide industriale alcaline pot fi utilizate pentru mineralizarea ex-situ, cum ar fi zgura de oțel, zgura de fier, deșeurile miniere, deșeurile de ciment și multe altele. Aceste materiale sunt în general bogate în minerale pe bază de calciu/magneziu care pot capta CO2 mai rapid decât alte procese naturale de intemperii.

Principiul căii de mineralizare a carbonului Greenore

Potrivit Greenore, decarbonizarea producției de oțel și reducerea deșeurilor sale din producție este o problemă globală, deoarece reprezintă 7% din emisiile de carbon antropice. China are aproximativ 660 de milioane de tone de CO2 capacitatea potențială de sechestrare din deșeurile vechi de zgură, unde Regatul Unit are aproximativ 190 de milioane de tone de CO2 capacitatea de sechestrare. Aceste deșeuri sunt în general aruncate în gropile de gunoi unde prezintă pericole pentru mediu. Mineralizarea carbonului pe bază de zgură nu numai că reduce CO2 emisii, dar folosește și utilizarea deșeurilor, ceea ce o face o oportunitate profitabilă de implicare.

Greenore își reduce costurile generale prin utilizarea deșeurilor industriale ca materie primă, iar soluțiile sale de captare și utilizare a carbonului (CCU) sunt flexibile cu gama și domeniul de aplicare al CO.2 surse. Carbonul poate fi obținut din aerul ambiant, gazele de ardere etc. și poate fi sechestrat prin orice tehnologie CCU, cum ar fi sursa punctiformă sau captarea directă a aerului (DAC).

Procesul Greenore convertește până la 0.2-0.25 tone de CO2 pe tonă de zgură reziduală sau 1,248 kg de CO2 la 1,000 kg de zgură de oțel prelucrată cu un minim de reactivi și substanțe chimice utilizate și reciclate. Odată procesat, CO sechestrat2 poate fi folosit ca materie primă pentru ciment, fabricarea hârtiei, vopsele, imprimare 3D, materiale plastice etc.

Procesul ex-situ al Greenore este modularizat, dar poate procesa volume relativ mari de deșeuri de zgură. Un modul tipic poate procesa 50 de tone de zgură pe an sau 10 de tone de CO2. Un modul poate fi configurat pe un model „Build, Own, Operate” în piețele centralizate, dar licențierea este adoptată și pentru regiunile în care piețele sunt încă în creștere. Acest lucru a atras parteneriate cu jucători mari precum POSCO, SD Steel, Harsco și alții.

În parteneriat cu Baotou Steel, un producător de oțel, Greenore a intrat în prima sa scară comercială a unei fabrici de mineralizare a carbonului pe bază de zgură. Fabrica a produs cu succes primul său lot de carbonat de calciu în iulie 2023. În ianuarie, Greenore a încheiat un parteneriat cu TBM, un dezvoltator al unei alternative reciclabile la plastic și hârtie, LIMEX. Carbonatul de calciu CCU de la Greenore va fi integrat în materialul LIMEX al TBM.

Privind înainte, Greenore nu se oprește la zgură. În februarie, Greenore a finalizat o rundă de Seria A condusă de Amperex Technology Limited (ATL) pentru a explora reciclarea bateriilor. „În principiu, chimia utilizării acidului carbonic poate fi aplicată la reciclarea bateriilor cu litiu”, a spus Zhou.

Pe măsură ce guvernele, industriile și instituțiile de cercetare colaborează pentru a dezvolta și implementa în continuare tehnologiile de mineralizare a carbonului, inovatori precum Greenore deschid calea pentru ca mineralizarea carbonului să fie disponibilă comercial. Și în timp ce această tehnologie poate să nu fie la fel de competitivă ca alte metode CDR, este o cale permanentă de captare a carbonului care nu este doar o soluție de gestionare a deșeurilor, ci poate fi chiar utilizată în produse valoroase. Cu toate acestea, realizarea acestui potențial va necesita îmbrățișarea continuă a inovației, investiții semnificative în infrastructura sa și colaborare între sectoare dincolo de deșeurile de zgură de fier și oțel.