Технологии улавливания и захоронения углерода

Выбросы парниковых газов, заметную долю которых в атмосферу «поставляют» предприятия черной металлургии и цементной промышленности, усугубляют глобальные изменения климата. О технологиях, которые позволяют уловить углерод и сократить выбросы, — новый выпуск бюллетеня ИСИЭЗ НИУ ВШЭ «Глобальные технологические тренды».


	Веб-версия l Версия для печати (PDF, 1,23 Мб)

ВЫДЕЛЕНИЕ СО₂ ИЗ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ В КАЛЬЦИЕВО-КАРБОНАТНОМ ЦИКЛЕ

Высокая стоимость промышленных установок, отсутствие универсальной инфраструктуры и значительная энерго- и ресурсоемкость сдерживают активное применение традиционных методов выделения СО₂ из дымовых газов. На фоне данных ограничений прорывной стала технология кальциево-карбонатного цикла (ККЦ), использующая в качестве хемосорбента (сорбент, образующий при взаимодействии с поглощаемым веществом химическое соединение) оксид кальция, который получают из дешевых и широко распространенных кальцийсодержащих известняков и доломитов.

Техническая реализация метода заключается в перемещении сорбента CaO между двумя реакторами с кипящим слоем, в одном из которых при пониженной температуре происходит поглощение СО₂, а в другом при более высокой температуре — разложение карбоната кальция. Применение данной технологии ориентировано, в первую очередь, на угольные электростанции с высокими выбросами СО₂ на единицу производимой мощности.
Использование ККЦ для выделения СО₂ из дымовых газов имеет ряд несомненных преимуществ, среди которых: относительная дешевизна метода, значительное сокращение количества требуемого для реакции кислорода, а также ускорение процесса поглощения углекислого газа благодаря высокой температуре проведения реакции.

Эффекты Снижение удельной стоимости «предотвращенного выброса» СО₂ в 2 раза (с 1800 руб./т (традиционная аминовая очистка) до 900 руб./т) Сокращение энергопотерь до 6–8% (по сравнению с 13–15% в аминовых технологиях) Коэффициент улавливания — около 90% от общего количества СО₂ Возможность выделения СО₂ при температурах свыше 600 °С		Оценки рынка $29 млрд к 2020 г. составит удельная стоимость «предотвращенного выброса» СО₂ с использованием технологии ККЦ в России Рынок технологий улавливания СО₂ только развивается, по всему миру действуют 22 проекта с использованием этих технологий, 14 проектов ожидают старта. В 2015 г. объем мирового рынка улавливания СО₂ в номинальном выражении составил 61,2 килотонны в 2015 г. Вероятный срок максимального проявления технологического тренда: 2030–2040 гг.		Драйверы и барьеры Удобство использования автомобильной техники на ТЭ (не требуют перезарядки, моментально поставляют электроэнергию, выработка энергии ТЭ не зависит от времени суток, погодных условий и др.) В перспективе открытие более дешевых и эффективных катализаторов для получения водорода позволит значительно снизить стоимость производства водородных ТЭ Высокие затраты на выработку водорода: от $4 до $12 за килограмм в разных странах (бензин-галлоновая эквивалентная стоимость составляет от $1,60 до $4,80) Отсутствие автомобильной инфраструктуры Сложность в эксплуатации: уязвимость к ударным нагрузкам и сотрясениям, взрывоопасность, при низких температурах ТЭ требуют внешнего подогрева из-за замерзающей воды Отсутствие единых стандартов безопасности, хранения, транспортировки, распределения и применения водородных ТЭ

Международные научные публикации	Международные патентные заявки	Уровень развития технологии в России «Заделы» – наличие базовых знаний, компетенций, инфраструктуры, которые могут быть использованы для форсированного развития соответствующих направлений исследований.

Другие тренды — «Экологически чистое выделение CO2 с использованием ферментов» и «Мембранные системы для захвата CO2 до сжигания» — в полной версии обзора.

Предыдущие выпуски: