Στο Πανεπιστήμιο του Sherbrooke στο Καναδά, δύο ερευνητικές ομάδες επικεντρώνουν την έρευνα τους στην προώθηση της πράσινης μετάβασης. Η μια ερευνητική ομάδα επικεντρώνεται στη συμπύκνωση του διοξειδίου του άνθρακα και μια άλλη ομάδα συνεχίζει την έρευνα μετασχηματίζοντας αυτό το συμπυκνωμένο διοξείδιο του άνθρακα σε πράσινο καύσιμο.
Η ιδέα της χρήσης αερίων του θερμοκηπίου ως πρώτης ύλης είναι σίγουρα ελκυστική. Ένα μείγμα χημικής μηχανικής και μηχανολογίας είναι ο καταλύτης για την ανάπτυξη μιας εμπνευσμένης πράσινης λύσης, μέσω της μετάβασης από την εργαστηριακή στην πιλοτική κλίμακα και με στόχο την αλλαγή σε παγκόσμιο επίπεδο.
Η ιδέα της δημιουργίας πράσινων καυσίμων χρησιμοποιώντας αυτά το διοξείδιο του άνθρακα ως πηγή άνθρακα δεν είναι νέα. Ωστόσο, ένα σημαντικό ζήτημα με την παραγωγή πράσινων καυσίμων με αυτό τον τρόπο είναι, διαχρονικά, το απαγορευτικά υψηλό κόστος.
«Πολλοί παράγοντες συμβάλλουν σε αυτό το υψηλό κόστος, συμπεριλαμβανομένης μιας υπερβολικά περίπλοκης διαδικασίας καθαρισμού και του ακριβού εξοπλισμού για κάθε στάδιο. Αυτό που είναι συναρπαστικό σχετικά με την έρευνα που κάνουμε εδώ στο Πανεπιστήμιο του Sherbrooke είναι ότι οι τεχνολογίες στις οποίες εργαζόμαστε ελπίζουμε ότι θα οδηγήσουν σε εξαιρετικά υποσχόμενα αποτελέσματα με πολύ χαμηλότερο κόστος. Και χαμηλότερο κόστος σημαίνει πιθανά ταχύτερη εφαρμογή και εμπορευματοποίηση. Και η εμπορευματοποίηση μας οδηγεί πιο κοντά σε αξιόπιστες λύσεις για τη σταδιακή κατάργηση της χρήσης ορυκτών καυσίμων», σημειώνει η καθηγήτρια Bruna Rego De Vasconcelos.
Μείωση των βημάτων για τη μείωση του κόστους
Σε αντίθεση με τις συνήθεις βιομηχανικές πρακτικές, οι δύο ερευνητικές ομάδες στοχεύουν στην εξάλειψη πολλών βημάτων της διαδικασίας - συγκεκριμένα την παραγωγή υδρογόνου - επιτυγχάνοντας ωστόσο να παράγουν ποιοτικά πράσινα καύσιμα. Ο εξοπλισμός για την κλιμάκωση της παραγωγής υδρογόνου είναι ιδιαίτερα δαπανηρός και όλα πρέπει να εκτελούνται υπό πολύ ακριβείς και ελεγχόμενες συνθήκες.
Συνδυάζοντας το CO2, που χρησιμοποιείται εδώ ως πρώτη ύλη, με νερό και ηλεκτρισμό σε ένα μόνο βήμα, παράγεται αέριο σύνθεσης (syngas), ένα ενδιάμεσο αέριο που χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την παραγωγή του επιλεγμένου τύπου πράσινου καυσίμου με βάση τον κατά περίπτωση στόχο: μεθανόλη, μεθάνιο, ντίζελ, αεροπορικά καύσιμα, κ.λπ. Προαιρετικά, θα ήταν δυνατή ακόμη και η παράλειψη του βήματος συμπύκνωσης του CO2, αλλά, όπως εξηγεί η καθηγήτρια De Vasconcelos, υπάρχουν πλεονεκτήματα στη διατήρηση του.
«Τα καυσαέρια - είτε προέρχονται από βιομηχανικές διεργασίες είτε από οχήματα - συνήθως περιέχουν CO2 σε επίπεδα αρκετά χαμηλότερα σε σύγκριση με άλλους ρύπους, τα οποία τυπικά κυμαίνονται από 10 έως 15%. Δέσμευση αυτών των εκπομπών και προσθήκη CO2 στο στάδιο καθαρισμού για την αύξηση της καθαρότητας του CO2 στο 80%, ενισχύει σημαντικά την επακόλουθη απόδοση. Αυτό είναι ένα σημαντικό μέρος της έρευνας που διεξήγαγε η ομάδα του καθηγητή Martin Brouillette, με τον οποίο συνεργαζόμαστε στενά. Υπάρχουν πολλές βιομηχανίες γύρω μας που θα ήθελαν να στραφούν προς την πράσινη και υπεύθυνη κατανάλωση ενέργειας. Για παράδειγμα, ο κλάδος των θαλάσσιων μεταφορών δεν έχει πολλές επιλογές για να μειώσει την κατανάλωση ορυκτών καυσίμων ως πηγή ενέργειας. Η μεθανόλη γίνεται μέρος της εξίσωσης και μπορεί τελικά να αποδειχθεί μια καλή εναλλακτική για τη μείωση των εκπομπών του κλάδου», συμπληρώνει η De Vasconcelos.
Το πρόγραμμα Clean Fuel Materials
Πριν από περίπου τέσσερα χρόνια, το Εθνικό Συμβούλιο Έρευνας του Καναδά (NRC) ξεκίνησε το Πρόγραμμα Clean Fuel Materials Challenge και η ομάδα της καθηγήτριας De Vasconcelos ήταν από την πρώτη στιγμή επικεφαλής της ομάδας έργου. Το πρόγραμμα στοχεύει να προωθήσει τη συνεργασία με τη βιομηχανία για την ανάπτυξη υλικών για τεχνολογίες που στοχεύουν στην απεξάρτηση από τον άνθρακα της βιομηχανίας πετρελαίου/φυσικού αερίου και του πετροχημικού τομέα στον Καναδά.
«Έχουμε αρκετούς εταίρους που συμμετέχουν σε αυτό το έργο του NRC. Εστιάζουμε σε πρακτικές εφαρμογές και αυτό είναι σημαντικό. Το έργο στοχεύει τελικά στη μεθανόλη ως καύσιμο επιλογής. Είναι εύκολη στην αποθήκευση, εύκολη στη μεταφορά, ευρέως χρησιμοποιούμενη στη χημική βιομηχανία και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή άλλων καυσίμων». προσθέτει η De Vasconcelos.
Μεταξύ των εταίρων του έργου, αξιοσημείωτη είναι η συμμετοχή της Sequoia, μια εταιρείας που εμπορεύεται λέβητες βιομάζας και πάντα αναζητά τρόπους βελτιστοποίησης των διαδικασιών της. Το Πανεπιστήμιο του Sherbrooke επεκτείνει διαρκώς τα πεδία έρευνας γύρω από την πράσινη μετάβαση. Για παράδειγμα, σχεδιάζουν άμεσα να δοκιμάσουν τη μετατροπή των καυσαερίων μιας γεννήτριας σε αέριο σύνθεσης και στη συνέχεια σε μεθανόλη. Η Hydro-Sherbrooke είναι επίσης συνεργάτης του έργου, παρέχοντας την απαραίτητη ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές.
Επιπλέον, πέρα από αυτό το έργο του NRC, αξίζει να σημειωθεί η έρευνα για το έργο GENESIS, με επικεφαλής τον καθηγητή Jean-Michel Lavoie. Εδώ, η υπό ανάπτυξη τεχνολογία χρησιμοποιείται σε πιο προηγμένο τεχνολογικό στάδιο, ευρισκόμενη στο στάδιο μετάβασης σε πιλοτική κλίμακα.
«Η ομάδα του έργου GENESIS συνεργάζεται ήδη με την πόλη Lac-Mégantic και το μικροδίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας που διαθέτει και στοχεύει να χρησιμοποιήσει την τεχνολογία μας για τρεις διαφορετικές διαδικασίες. Η πρώτη θα είναι η αεριοποίηση υπολειμμάτων δασικής βιομάζας για την παραγωγή αερίου σύνθεσης για την τροφοδοσία μιας γεννήτριας. Αυτή η γεννήτρια στη συνέχεια θα παράγει ηλεκτρική ενέργεια, η οποία με τη σειρά της θα χρησιμοποιηθεί για την ηλεκτρική τροφοδοσία κτιρίων. Επιπλέον, η θερμότητα που εκπέμπεται από τη γεννήτρια θα δεσμεύεται για τη θέρμανση των κινητών θερμοκηπίων και τα καυσαέρια της θα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πράσινου ντίζελ». ανέφερε η De Vasconcelos.
Με πληροφορίες από techno-science.net
