مقدمه: مقیاس چاپ کربن فرم

این یک سنگ بنای صنعت مدرن است که تولید همه چیز را از آبجو و ماست به سوخت های زیستی، داروها و بیوشیمی های صنعتی، با این حال فرآیندهای متابولیکی که باعث ایجاد تخمیر می شوند، همچنین گازهای گلخانه ای را تولید می کنند؛ منابع کربن قابل اجرا (CO [F:12]

درک گازهای گلخانه ای در فرم

و در این میان، دو دسته از مواد کشاورزی و کشاورزی و کشاورزی و کشاورزی و کشاورزی و کشاورزی و کشاورزی و همچنین در این زمینه به دو دسته تقسیم می شوند.

به عنوان مثال، میزان انتشار گازهای گلخانه ای به طور گسترده ای با بخش متفاوت است.[۵] یک آبجو معمولی [۱۰] توزیع کننده را به شدت کاهش می دهد، در حالی که گیاهان بیونول ممکن است ۱-۳ کیلوگرم (FLT:۴) تولید کنند [F2 ] [F2 ]

استراتژی های کلیدی برای کاهش انتشار کربن

کاهش کربن نیاز به یک رویکرد چند جانبه دارد که با هر دو انتشار مستقیم بیولوژیکی و انرژی حمایت از فرآیند مقابله می کند.در زیر امیدوار کننده ترین استراتژی ها هستند که هر کدام با تکنولوژی های نوظهور و کارآزمایی های دنیای واقعی پشتیبانی می شوند.

۱- ادغام انرژی های تجدید پذیر

جایگزینی برق شبکه با انرژی خورشیدی، باد یا هیدروالکتریک می تواند انتشار گازهای غیرمستقیم را تا 50-80٪ کاهش دهد، بسیاری از تاسیسات تخمیر شده حرارت فشرده (به عنوان مثال، استریل سازی در 121 درجه سانتیگراد)، بنابراین انتقال از دیگ بخار گاز طبیعی به پمپ های حرارتی الکتریکی یا سوخت های بخار زیستی به همان اندازه مهم است.

مهندسی Microbial Strain

مهندسی ژنتیک و متابولیک می تواند به طور مستقیم کاهش CO] را کاهش دهد در هر واحد از محصولات، محققان سویه های مخمری را توسعه داده اند که کربن را از CO ] [F6] استفاده می کنند.[۱۰] [F7] و به طور موثر می خواهند که کربن را به عنوان یک سیستم عامل های گیاهی دیگر تولید کنند.

۳- ثبت کربن، استفاده و ذخیره سازی (CCUS)

از آنجا که این امر به طور ذاتی یک جریان متمرکز از [FLT] تولید می کند [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [ [2 ] [2 ] [ ] [ ] [ ] [ ] ] [ ] [ ] ] [ ] ] [و] پاک کننده ] [ ، و یا ] ، تولید گازهای گلخانه ای ، و یا تولید گازهای گلخانه ای ، از طریق مواد سمی است.

۴- ذخایر پایدار

انتخاب Feedstock به طور چشمگیری بر انتشار چرخه عمر تخمیر تأثیر می گذارد. Corn, Sugarcane, and سویا نیاز به کود, آبیاری و استفاده از زمین که تولید بالادستی قابل توجه (FLT:0) CO , مواد غذایی پیشرفته (gLT:2) در معرض مواد منفجره زغال سنگ, مواد غذایی و یا مواد منفجره زغال سنگ.

• Intensification و Hybrid Systems

تزریق فرآیند شامل طراحی مجدد تخمیر برای سریع تر، در پروتزهای سلول بالاتر، و با ورودی های انرژی پایین تر، شامل bioreactors است که به طور مداوم حذف محصولات مهار کننده، در نتیجه افزایش بهره وری و کاهش زمان مایع (LT:2) - جایی که الکترودها یا استخراج الکترون برای هدایت متابولیسم میکروبی - می توانند نیاز به مواد تشکیل دهنده اکسید و برش کامل (F2) را کاهش دهند.

مزایای کاهش کربن

اتخاذ فرایندهای کاهش کربن سود بسیار فراتر از انطباق با اهداف آب و هوایی است:

  • هزینه های عملیاتی کاهش یافته: [FLT 1] بهبود بهره وری انرژی و برق تجدید پذیر ارزان تر صورتحساب برق و سوخت.
  • ] Revenue از بازارهای کربن: کاهش انتشار و انتشار گازهای گلخانه ای را می توان به عنوان اعتبارات کربن فروخته یا برای بهبود رتبه بندی ESG، جذب سرمایه گذاران سبز استفاده کرد.
  • ارزش برند قابل اعتماد: مصرف کنندگان و مشتریان صنعتی به طور فزاینده ای محصولات را با یک رد پای پایین کربن تایید شده به نفع.
  • انعطاف پذیری شتاب بخش: [FLT 1] به عنوان مالیات کربن و کلاه های انتشار سفت، پذیرش کنندگان اولیه از خطر دارایی های سرگردان و یا مجازات های گران قیمت اجتناب می کنند.
  • ادغام اقتصاد سکولار [FLT1] با استفاده از جریان های زباله به عنوان خوراک و ثبت CO برای استفاده از حلقه های مواد و کاهش هزینه های مدیریت زباله.

به عنوان مثال، یک شرکت آبجو سازی متوسط که به حرارت حرارتی خورشیدی سوئیچ می کند و یک CO را نصب می کند.[۱۰] سیستم بازیابی حرارتی می تواند کربن آن را ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش دهد و سرمایه گذاری خود را از طریق خرید گاز اجتناب شده در عرض چهار سال کاهش دهد.

چالش ها و مرزهای تحقیقاتی

علی رغم وعده، تخمیر کربن کم، با موانع قابل توجهی مواجه است.[۱۰] محدودیت های تکنولوژیکی باقی مانده است: میکروب های مهندسی شده اغلب نرخ رشد را کاهش می دهند یا نیاز به فشارهای انتخابی برای حفظ متابولیسم اصلاح شده خود دارند.۳.۳.۳.۳ هزینه تجهیزات CCUS یا بیکاران با فشار بالا می تواند برای شرکت های کوچک و متوسط (MES) ممنوع باشد که اغلب برای ساخت مواد غذایی متنوع و زنجیره تامین مواد غذایی مداوم تحت سلطه قرار می گیرند.

چارچوب های تنظیم کننده نیز در پشت نوآوری قرار دارند، به عنوان مثال، بسیاری از حوزه های قضایی هنوز پتانسیل کربن منفی تخمیر را همراه با CCUS در حسابداری رسمی انتشار گازهای گلخانه ای، محدود کردن انگیزه های مالی به علاوه، مجازات انرژی [FLT 1 ] از جذب کربن (10 - 20٪ استفاده اضافی انرژی) باید با منابع تجدید پذیر ارزان جبران شود تا صرفاً انتقال گازهای گلخانه ای را متوقف کند.

با نگاهی به آینده، تحقیقات بر روی چندین مرز تمرکز دارد:

  • زیست شناسی مصنوعی طراحی متشوفات میکروبی که وظایف متابولیک را تقسیم می کند، با یک ارگانیسم تعمیر CO و دیگری تولید مولکول هدف، کاهش انتشار خالص.
  • بهینه سازی فرایند مبتنی بر هوش مصنوعی: مدل های یادگیری ماشین که پیش بینی رشد زیست توده ها و تولید متابولت در زمان واقعی می تواند ورودی انرژی و به حداکثر رساندن بازده، برش انتشار گازهای زائد.
  • ادغام مستقیم ضبط هوا: تسهیلات تخمیر می تواند با ترکیب تثبیت کربن بیولوژیکی با ضبط الکتروشیمیایی از هوا محیط، تبدیل به خالص منفی شود، هر چند این تکنولوژی در مراحل اولیه است.
  • IPCC AR6] تجزیه و تحلیل صنعتی را به عنوان بحرانی برجسته؛ یارانه های هدفمند برای گیاهان تظاهرات کم کربن می تواند منحنی یادگیری را تسریع کند.

نتیجه گیری: فراخوانی برای اقدام مشارکتی

توسعه فرآیندهای کاهش کربن از نظر فنی امکان پذیر و به طور فزاینده اقتصادی است، اما پیشرفت نیاز به تعهد از صنعت، دانشگاه و سیاست گذاران دارد که در حال حاضر در ادغام انرژی تجدید پذیر، مهندسی پیشرفته سویه و جذب کربن نه تنها کاهش تاثیر زیست محیطی خود را، بلکه به دست آوردن یک لبه رقابتی در یک پروژه های آزمایشی - مانند I] مطالعات زیستی انرژی زیستی یکپارچه است که می تواند یک مورد پایدار را تعیین کند - کاهش دهد.