Küresel sera gazı emisyonlarını azaltmak için küresel zorunluluk, yoğun bakım ürünleri altında ağır endüstrilere yer verdi, çelik, çimento ve kimyasal üretim gibi sektörler, üretim kapasitelerini azaltmadan daha düşük karbon ayak izinlerine yardımcı olmak için daha düşük maliyetli bir çözüm olarak ortaya çıktı.

Bioenerjiyi anlamak

Biyoenerji organik malzemelerden enerji faydalanıyor - biyokütle olarak bilinen bir şekilde, bu kategori katı atıkların amacı ile organik kısımları içeriyor (örneğin, yanlış ve kısa süreli polisler) tarım kalıntıları (straw, mısır sola, husks), ormancılık-products (wood cips, testere, bark), ve organik kesimler birkaç yol boyunca bize dönüştürülebilir enerjiye dönüştürülebilir: Biomaslar birkaç yol boyunca dönüştürülebilir:

  • [FONT:0]Combustion:[Döntgen:[Döntgen: 0) Güç nesli veya endüstriyel süreçler için ısı veya buhar üretmek için biyokütmelerin doğrudan yakılması.
  • [FONT:0)Gasification:[Dönetici: [Dönetici:0) Biyokütmelerin yüksek sıcaklıkta singas (karbon monoksit ve hidrojen karışımı) üretmek için iyonize edilmesi veya sentetik yakıtlara yükseltilebilir.
  • [FONT:0)Pyrizol: [Dönetici: [Dönetici: [Düzd:0] Oksijen yokluğunun biyo-petrol, biyoküre ve silebilir gazlar elde etmesi için.
  • [FONT:0)Anaerobik sindirme:[Dönemli: [Dönemli bir şekilde metapüresel olarak, ısı, güç veya yenilenebilir bir doğal gaz yerine getirebilen organik maddenin mikrobial bozulması.

Her dönüşüm rotası endüstriyel uygulama, yemstock kullanılabilirliği ve istenen son ürüne bağlı olarak farklı avantajlar sunar. Teknolojinin seçimi endüstriyel sürecin belirli termal ve kimyasal gereksinimleri ile uyum sağlamalıdır.

Biyoenerjinin Ağır Endüstrilerde Rolü

Ağır endüstriler temel olarak enerji yoğundur. Çelik, çimento ve kimyasal hesapların üretimi, küresel CO )2) emisyonları ve bu emisyonların büyük bir kısmı, her sektörde en umut verici uygulamaları inceler. Bioenerji her iki kaynağa hitap edebilir: bir ısı kaynağı olarak fosil yakıtları değiştirebilir ve bazı durumlarda, süreci azaltan yenilenebilir bir yemleme olarak hizmet edebilir.

Çelik Üretim

Çelik üretimi, öncelikle patlama fırın-basic oksijen fırını (BF-BOF) rotası ile, hem yakıt olarak hem de bir yakıt olarak hem de bir yakıt olarak, demir veya külçe demir dönüştürmek için bir araç olarak ağırlığa sahiptir: Biomass birkaç şekilde kömür için yedekleyebilir:

  • [FONT:0)Bio-coke ve biochar: Biyokütle elde edilenlerin% 20-30'u CO [Döntilmiş olan bazı malzemelerle, demir kalitesinden ödün vermeden, yüksek çözünürlükte bir miktar elde edebilir.
  • [FONT:0) Patlama fırınlarına Ödev: [DÜT:1] Sörek biyokütle veya torrefili ahşap gibi), huryeli kömür enjeksiyonu için kısmi bir yedek olarak enjekte edilebilir (IPC). Bu yaklaşım endüstriyel ölçekde test edilmiştir ve sürdürülebilir biyokütle birlikte 30-50% çelikten daha düşük karbon yoğunluğuna sahiptir.
  • [DRI) Biyo-syngas ile Doğru azaltımı (DRI): Doğrudan azaltma süreçleri, doğal gaz veya kömür-derived singas, demir veya sünger demir-enerjisini sünger demir-enerjikleştirici gazlar için azaltılabilir.

SSAB, ArcelorMittal gibi büyük çelik üreticileri ve sizinkikrupp, 2050 yılında kömürleşmiş iklim senaryolarının bir parçası olarak biyoenerji bazlı çözümleri aktif olarak test ediyor ve ölçeklendirmektedir.

Çimento Üretimi

Çimento endüstrisi, CO'nun yaklaşık% 60'ı ()2) nedeniyle, kalan% 40'lık bir fosil yakıttan 14 °C'ye kadar yanar. Bioenerji:2[D][/FONT)3[D)[D][/FONT][/FONT][/FONT) ile birlikte karbon yakalama (BECCS) ile bir araya geldiğinde, kalan% 40,5C'ye kadar yakıt ile ilgili porsiyon ve diğer bir miktarla karşılanabilir.

  • [FONT:0)Alternatif yakıt altajı: Çimento kilnleri oldukça adapte edilebilir ve 30-50 katı, sıvı ve gazlı yakıtlar kullanarak çok çeşitli yakıtlar yakabilir. Biyomasslar gibi, tarımsal kalıntıları ve reddedilen yakıtlar (organik kesebilir) kömür ve petcoke yerini alabilir.
  • [FONT:0)Preseter ve precalciner ateş: Biomass doğrudan precalcinere beslenebilir, düşük sıcaklık calcinasyon meydana gelir, bu aşamada fosil yakıtların ihtiyacını azaltır.
  • [FONT:0)Bioenerji karbon yakalama ve depolama ile (BECCS): [Döneticiler kiln ve sonuç CO[DDDD) Bu yolu araştırırken atmosferden yanar.

Global Çimento ve Beton Birliği (GCCA) CO)2) yoğunluktan kaçınmak için iddialı hedefler belirledi ve biyoenerji, clinker substitution ve karbon yakalamanın yanında önemli bir avantaj olarak kabul edilir. Ancak, sürdürülebilir biyomaslar gıda üretimi ve biyoçeşitliliği önlemek için kritik önem taşıyor.

Kimyasal Üretim

Kimyasal endüstri fosil bazlı yemstocklere dayanıyor - açıkça pehtha, doğal gaz ve kömür - mol, retin, propylene ve amonyak gibi temel kimyasalları üretebilir. Bioenerji hem yenilenebilir bir yemleme hem de enerji kaynağı olarak hizmet edebilir.

  • [FONT:0)Bio-melek:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dol))) Biyokütme ve singas dönüşümünden elde edilen, biyo-melek etanol doğrudan bir yakıt olarak veya formdehit, acetik asit ve olefinler için bir bina bloğu olarak kullanılabilir.
  • [FONT:0)Bio-pitanol eh: Emass (e.g., şekercane, mısır, hücreli kalıntıları) biyo-pisteye kadar hidrojenlenebilir, plastikler için anahtar bir monomer zaten ticari ve hesaplar.
  • [FONT:0]Ammonia üretimi: [Dönetici:[Dönetici:0) Yeşil amonyak genellikle elektrolitik hidrojen kullanılarak üretilir, ancak hidrojenle biyokütmeler amonyak sentez için yenilenebilir hidrojen verebilir. Ek olarak, biyokütle yanma, reform süreçleri için gerekli yüksek sıcaklık buharı sağlayabilir.
  • [FONT:0) Kimyasal süreçler için Oat:[Dönemli kimyasal reaksiyonlar önemli termal enerji gerektirir. Biomass-fired kazanlar veya gaz değiştiricileri, işlem ısısını veya bir ısı ve gücü tedarik edebilir (CHP), doğal gaz tüketimini azaltın.

Kimyasal sektör belirli bir meydan okumayla karşı karşıyadır, çünkü emisyonları hem enerji ile ilgili hem de yemstock ile ilgilidir. Bioenerji sadece endüstriyi tamamen karbonatlayamaz - molekülde bulunan karbon da yenilenebilir kaynaklardan gelmelidir.

Ağır Endüstri için Bioenerjinin Faydaları ve Co-benefits of Bioenerji

Ağır endüstriyel süreçlerde biyoenerjinin benimsenmesi doğrudan emisyon azaltımının ötesinde birçok avantaj sağlar:

  • [FONT:0)Carbon tarafsızlık potansiyeli: [DÜDÜT:1] Biyokütler, yaşam döngüsü boyunca karbon-nötr olarak kabul edilir, çünkü CO[D:2).[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜN) Atmosfere olan katkı, Atmosfere (DÜŞÜN) bağlıdır.
  • [FONT:0)Enhanced enerji güvenliği: Yerel olarak kaynaklanmış biyokütleler ithal fosil yakıtlara bağımlılığı azaltır, fiyat dalgalanmalarından ve jeopolitik bozulmalardan endüstriler tedarik eder. Birçok ülke bol miktarda tarım veya orman kalıntılarına sahiptir.
  • [FONT:0]Rural ve ekonomik gelişme: [Döneticiler tedarik zinciri – ulaşım ve işlemeye hasattan – kırsal alanlarda iş birliği, tarımsal çeşitliliği destekler ve yerel ekonomileri yeniden canlandırabilir.
  • [FONT:0]Waste yönetimi ve dairesel ekonomi: Tarım kalıntıları, ormancılık incelenmeleri ve organik belediye atıkları yakıt olarak azaltılır ve ilişkili metan emisyonları ile bu uyum sağlar.
  • [FONT:0) Karbon yakalama ile kıyaslanma: [Dönetici] Biyoenerji karbon yakalama ve depolama ile eşleştirildiğinde (BECCS), süreç negatif emisyonlar elde edebilir - çimento ve kimyasallar gibi sektörlerdeki zorlu emisyonlar için kritik bir araç.

Meydanlar ve Sınırlar

Onun sözüne rağmen, biyoenerji ağır endüstrilerde yaygın olarak kabul edilmesi gereken birkaç engelle karşı karşıyadır:

  • [FONT:0)Feedstock kullanılabilirliği ve sürdürülebilirlik: Biyomalzemeler için büyük ölçekli talep gıda üretimi, su kaynakları ve biyoçeşitliliklerle rekabet edebilir. Sourcing, sürdürülebilirlik programları altında, Sürdürülebilir Biyomalzemeler (RSB) veya Sürdürülebilir Biyomalzemeler Programı (SBP) tarafından geliştirilen gibi sertifikalandırılmalıdır.
  • [FONT:0)Logistics ve preprocessing:) Biomass, fosil yakıtlardan daha düşük enerji yoğunluğuna sahiptir, ulaşım ve depolamayı daha pahalı hale getirir.Rekrefaction, granülasyon veya piroliz gibi işlenebilirlik genellikle maliyetleri geliştirmek için gereklidir.
  • [FONT:0)Teknoloji olgunluğu ve entegrasyon: [DÜDÜ] Bazı uygulamalar (örneğin, çimento kilnlerde biyokütle) ticari olarak kanıtlanmaktadır, diğerleri (örneğin, çelik DRI için tam biyomass gazification) hala pilot veya gösteri aşamasındadır.
  • [FONT:0) Hava kalitesi ve korozyon: [Döntgen: 1) Biyomass yanması, uçucu organik bileşikler ve alkali metallerin yüksek seviyeleri üretebilir ve kazanlarda ve kilnlerde korozyona neden olan alkali metaller. Gelişmiş emisyon kontrol sistemleri ve özel malzemeler genellikle gereklidir.
  • [FONT:0) Cost rekabet: [Dönetici: [Dönetici: 0,3] Karbon fiyat veya sübvansiyon olmadan, biyokütle yakıtlar genellikle fosil yakıtlardan daha pahalıdır. Biyoenerji bazlı endüstriyel ısının seviyesi yerel yemleme fiyatlarına çok bağlıdır, ulaşım mesafelere ve dönüşüm verimliliğine bağlıdır.

İklim Değişikliği Üzerine Hükümetlerarası Panel (IPCC) sürdürülebilir biyokütlelerin sınırlı bir kaynak olduğunu vurguladı - küresel potansiyel yılda 50 ila 250 exajoules arasında tahmin edilmektedir, ancak gerçek erişilebilirlik arazi kullanımı, verim ve sosyal kabule bağlıdır. Ağır endüstriler bu nedenle en verimli biyoenerji uygulamaları önceliklendirir ve atık yakmadan kaçınmalıdır.

Future Outlook ve Politika Destek

Ağır endüstrilerde biyoenerji, hükümetler, endüstri ve araştırma kurumlarından konserve bir çaba gerektirecektir. Anahtar olanaklar şunları içerir:

  • [FONT=0)Carbon fiyat ve teşvikler: [DDD: 1) Katı karbon fiyatı ( emisyon ticaret sistemleri veya karbon vergileri) biyokütleleri daha pahalıya kıyasla daha pahalıya karşı rekabet eden, biyomass tedarikine doğrudan destek verir ve düşük karbonlu ürünler için vergi kredileri kabul edilebilir.
  • [FONT:0] Araştırma ve gösteride Investment: Sürekli R&D, dönüşüm efficiliklerini geliştirmek, yeni biyokütleler beslemesi (örneğin alg veya yarı-pizitler gibi), ve gazlaştırma ve piroliz teknolojileri endüstri ölçeği için iyileştirici teknolojiler geliştirmek için gereklidir.
  • [FONT=0)Certification and sürdürülebilirlik standartları:[Dönetici:0) Robust, küresel olarak tanınan sertifikasyon programları, biyokütle tedarikinin, Avrupa'nın Yenilenebilir Enerji Direktifi (RED II) ile rekabet etmemesi veya gıda ile rekabet etmemesi için garanti altına alınması gerekir.
  • [FONT:0) Hidrojen ve karbon yakalama ile ilgili olarak: Biyoenerji, diğer dekarbonizasyon araçlarıyla birlikte birleştirildiği zaman en güçlüdür. Örneğin, biyokütmeler gazlaştırması endüstriyel kullanım için temiz hidrojen üretebilir ve BECCS, net-zero hedeflerine sert-tavap sektörleri ile bir araya getirmek için gerekli olan olumsuz emisyonlar sunabilir.
  • [FONT:0)Circular bioeconomy yaklaşımlar:) Biyokütle kullanmak yerine sadece enerji için, kalibre kullanımları - yüksek değerli ürünler (kimyalar, malzemeler) ilk olarak alınır ve kalan kalıntıları enerji için kullanılır - en yüksek emisyon azaltılabilir.

Modern biyoenerjinin 2050 yılına kadar küresel endüstri nihai enerji talebinin %20'sine kadar tedarik edebileceği uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA) projeleri, bugün yaklaşık% 10'dan fazla bir süre içinde, biyokütlelerin en büyük iklim fayda sağladığı sorunları aşmak için potansiyelin gerekli olacağını belirtti.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Biyoenerji, çelik yapımında pratik, hızlı emisyon azaltımı için uygun bir şekilde sunuyor - ve hatta karbon yakalama ve depolama ile birleştirildiğinde daha da derin enerji kesintileri mümkün hale geliyor.