عدم موفقیت در راه حل های انرژی ترکیبی

تقاضای جهانی انرژی همچنان رو به افزایش است، که توسط رشد جمعیت و توسعه صنعتی، در عین حال، فوریت کاهش سطح دی اکسید کربن اتمسفری هرگز بیشتر نبوده است، در حالی که منابع انرژی تجدید پذیر مانند باد، انرژی خورشیدی و هیدروژل، ستون های ضروری یک آینده کم کربن هستند، ناتوانی ذاتی آنها یک چالش واقعی برای ثبات شبکه است.این است که در آن جفت استراتژیک جذب کربن با سیستم های الکتریکی پایدار و سیستم های کنترل انرژی پاک کننده را به جای راه حل های الکتریکی قوی و کارآمد برای مشاهده انرژی و هدایت می کند.

درک چالش کربن در تولید برق

نیروگاه های سوخت فسیلی همچنان منبع قابل توجهی از برق جهانی هستند و همچنین تنها منبع ثابت از انتشار CO2 هستند.به سادگی خاموش کردن این گیاهان در طول شب برای اکثر اقتصادها امکان پذیر نیست، زیرا انجام این کار باعث اختلال در عرضه انرژی و ایجاد شوک اقتصادی می شود. A رویکرد عملی تر شامل استفاده از سیستم های جذب کربن برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای از زیرساخت های موجود است در حالی که ناوگان انرژی تجدید پذیر گسترش می دهد، به جای اینکه بلافاصله یک نیروگاه های گردش مالی را کاهش دهد.

مشکل بین المللی با انرژی های تجدید پذیر

انرژی خورشیدی و بادی وابسته به آب و هوا است.یک روز ابری یا یک دوره آرام می تواند باعث کاهش ناگهانی در خروجی برق شود بدون ذخیره سازی کافی یا نسل پشتیبان، این اپراتورهای شبکه داخلی برای حفظ نیروگاه های سوخت فسیلی به صورت آنلاین به عنوان ذخایر چرخش، با ادغام کربن با این گیاهان پشتیبان، انتشار گازهای گلخانه ای تولید شده در طول تقاضای اوج یا خروجی کم انرژی می تواند به طور چشمگیری کاهش یابد که سیستم برق سنتی و پاک کننده است.

چگونه کربن کش در یک نیروگاه کار می کند

جذب کربن و ذخیره سازی (CCS) معمولا شامل سه مرحله اصلی است: ثبت CO2 از گاز آنفولانزا، فشرده سازی آن برای حمل و نقل، و تزریق آن به شکل گیری های زمین شناسی عمیق برای ذخیره سازی دائمی.در زمینه تولید برق، ضبط پس از احتراق، بالغ ترین تکنولوژی است، زیرا می تواند به گیاهان موجود بدون فرآیند کاملاً طراحی مجدد، بازسازی کربن، تولید کربن را افزایش دهد، همچنین می تواند به عنوان سوخت های تولید صنعتی افزایش یابد.

ادغام عملی: عملیات عقب و هیبریدی

یکی از فوری ترین و موثرترین استراتژی های ادغام شامل عقب نشینی گاز طبیعی موجود یا نیروگاه های برق زغال سنگ با تجهیزات جذب کربن است، در حالی که این نیاز به سرمایه گذاری قابل توجه دارد، به اپراتورهای اجازه می دهد تا قدرت ذخیره سازی پایه را ادامه دهند در حالی که به شدت کاهش کربن آنها را دریافت کرده یا ذخیره یا استفاده می شود، جلوگیری از ورود به جو.

قدرت CCS با انرژی های تجدید پذیر

فرآیند جذب کربن خود انرژی فشرده است، که نیاز به گرمای قابل توجه و برق دارد تا تجهیزات ضبط و کمپرسورها را اجرا کند، این یک هم افزایی طبیعی با انرژی تجدید پذیر ایجاد می کند، هنگامی که نسل تجدید پذیر از تقاضای شبکه تجاوز می کند، [۱] برق اضافی می تواند برای انرژی سیستم جذب کربن استفاده شود. این به طور موثر فرآیند جذب انعطاف پذیر را تبدیل می کند که انرژی پاک را جذب می کند، [۳]

مستقیم Air Capture به عنوان یک تکنولوژی تکمیل

فراتر از جذب نقطه در نیروگاه های برق، فن آوری مستقیم هوا (DAC) CO2 را به طور مستقیم از هوا محیط جذب می کند، در حالی که هنوز هم در مراحل اولیه و گران است، DAC می تواند با تاسیسات انرژی تجدید پذیر هماهنگ شود، زیرا این فرایند نیاز به انرژی کم کربن قابل توجهی دارد تا واقعا خالص منفی باشد، مکان های DAC نزدیک مزارع باد بزرگ یا خورشیدی یک منبع ذخیره سازی دائمی را فراهم می کند.

مزایای کلیدی یک سیستم انرژی یکپارچه

ترکیب جذب کربن با انرژی تجدید پذیر تنها یک استراتژی زیست محیطی نیست؛ مزایای عملیاتی و اقتصادی مشخصی را ارائه می دهد.

  • قدرت فوق العاده پایین کربن Dispatchable: مدل هیبریدی یک منبع قدرت قابل اعتماد فراهم می کند که می تواند بر اساس تقاضا ارسال شود، با انتشار گازهای گلخانه ای که 90٪ یا بیشتر در مقایسه با گیاهان معمولی کاهش می یابد.
  • کاهش نرخ های تجدید پذیر: همانطور که اشاره شد، استفاده از انرژی اضافی تجدید پذیر برای قدرت عملیات ضبط شبکه را تثبیت و به حداکثر رساندن ارزش سرمایه گذاری های خورشیدی و بادی.
  • استفاده از ساختار: گیاهان موجود با تکنولوژی ضبط ارزش زیرساخت های انتقال موجود و نیروی کار ماهر را حفظ می کند، اجتناب از نیاز به بازسازی کامل سیستم.
  • تنوع اقتصادی: توسعه قطب های جذب کربن ایجاد شغل های جدید در مهندسی، ساخت و نظارت، در حالی که همچنین تولید یک بازار برای CO2 در تولید و سوخت های مصنوعی.
  • استقلال انرژی: مناطق که در حال حاضر به سوخت های فسیلی وارداتی متکی هستند می توانند از منابع تجدید پذیر داخلی همراه با جذب کربن برای تولید انرژی پاک تر و خودکفا استفاده کنند.

چالش های ادغام آینده

علی رغم وعده های روشن، چندین مانع باید به مقیاس جذب کربن یکپارچه و سیستم های انرژی تجدید پذیر رسیدگی شود.

هزینه های سرمایه و عملیاتی

سرمایه گذاری پیش رو برای تجهیزات جذب کربن بالا است. پیاده سازی این سیستم ها نیازمند چارچوب های سیاست حمایتی مانند قیمت گذاری کربن، اعتبارات مالیاتی یا کمک های مالی دولتی است.هزینه های عملیاتی، به ویژه مجازات انرژی برای اجرای تجهیزات جذب، باید از طریق نوآوری تکنولوژیکی به حداقل برسد. ادامه تحقیقات در مورد حلال های پیشرفته، غشایها، و روش های جداسازی الکتروشیمیایی برای کاهش هزینه های حیاتی است.[۱]

ظرفیت ذخیره سازی زمین شناسی و ایمنی

برای CCS برای کار در مقیاس، تشکیل زمین شناسی مناسب برای ذخیره سازی CO2 باید شناسایی و مشخص شود. نظارت طولانی مدت لازم است تا اطمینان حاصل شود که CO2 ذخیره شده با خیال راحت موجود است. پذیرش عمومی نیز یک عامل است، زیرا جوامع باید از ایمنی و بی احترامی به ذخیره سازی زیرزمینی اطمینان داشته باشند.

ادغام شبکه و هماهنگی

عملیات یک سیستم هیبریدی نیاز به مدیریت شبکه پیچیده دارد. تعادل خروجی های تجدید پذیر با بار انعطاف پذیر تجهیزات جذب کربن نیاز به ابزارهای پیش بینی پیشرفته، نظارت بر زمان واقعی و سیستم های کنترل خودکار. ... [+]

جاده Ahead: سیاست و نوآوری

آینده جذب کربن یکپارچه و سیستم های انرژی تجدید پذیر بستگی به حمایت سیاست پایدار و پیشرفت تکنولوژیکی دارد.دولت ها می توانند با ایجاد اهداف کاهش کربن شفاف، تحقیق و توسعه بودجه و ایجاد مکانیسم های بازار که به قدرت ارسالی کم کربن پاداش می دهند، سرعت بخشیدن به استقرار را تسریع کنند.

نوآوری در ضبط شیمی، علوم مواد و مهندسی فرآیند همچنان به کاهش مجازات انرژی و هزینه CCS. روش های جدید، مانند حلقه پرکالجیوم و الکتروشیمیایی جذب ، وعده می دهد که روند کارآمد تر و کم منابع فشرده تر به عنوان این فن آوری های بالغ، ادغام اقتصادی برای جذب کربن تجدید پذیر به طور فزاینده ای تبدیل خواهد شد.

یک مسیر پویا به Net Zero

هیچ گلوله نقره ای برای تغییرات آب و هوایی وجود ندارد، نمونه کارها از راه حل ها لازم است و ترکیب جذب کربن با انرژی تجدید پذیر بخش قدرتمندی از این ترکیب است.این به ما اجازه می دهد تا به سرعت بخش برق را از تکیه بر انرژی های تجدید پذیر و ذخیره سازی به تنهایی، در حالی که ارائه یک ابزار ارزشمند برای مدیریت انتقال از سوخت های فسیلی است.

با سرمایه گذاری در این ادغام امروز، می توانیم آینده ای انعطاف پذیر، پایدار و عادلانه تر برای همه ایجاد کنیم.