Il cemento è uno dei materiali da costruzione più comuni al mondo, e la sua produzione rappresenta il 7% delle nostre emissioni di gas serra. Dobbiamo fare qualcosa al riguardo. Questa foto è stata scattata a Shanghai. Credito:Thinkstock
La produzione di cemento rappresenta fino al sette percento delle emissioni globali di gas serra. Una nuova tecnologia ibrida rende più facile e meno costoso catturare e purificare la CO 2 prodotto dall'industria. E la tecnologia può essere adattata all'impianto esistente.
I ricercatori di SINTEF hanno ora aggiornato il metodo utilizzato per catturare i gas serra generati durante il processo di produzione del cemento. La speranza è che questa tecnologia possa essere utilizzata dai cementifici e in altri processi industriali nelle zone costiere e lungo i fiumi europei, perché il metodo si basa sulla liquefazione della CO 2 , consentendone il trasporto via nave. Può anche essere adattato a impianti esistenti.
Normalmente, i fumi emessi da un cementificio contengono circa il 20% di CO 2 . Per trasportare e/o stoccare la CO 2 da questi gas, devono prima essere lavati. Il fabbisogno minimo attuale è di ca. 95% di purezza. Però, questo processo richiede grandi quantità di calore e quindi richiede energia.
Il team di ricercatori propone ora che il settore utilizzi una tecnologia ibrida che produca CO 2 cattura più facile, più efficiente dal punto di vista energetico, e più adatto alla CO 2 trasporto via nave.
Più del 99 percento puro
"Proponiamo un approccio promettente utilizzando un filtro a membrana combinato con un sistema sviluppato internamente che prevede la concentrazione forzata della CO 2 per liquefazione, ", spiega il ricercatore SINTEF David Berstad. "Ci otteniamo raffreddandolo sotto pressione, " lui dice.
La membrana da sola concentra la CO 2 gas a circa il 70% di purezza. Attualmente è standard impiegare un ulteriore passaggio a membrana per pulire il gas e ottenere la purezza necessaria del 95 percento. Però, il metodo del gruppo di ricerca che coinvolge la CO 2 la liquefazione richiede meno energia, e si traduce anche in un gas ancora più puro.
Le misurazioni effettuate da Berstad e dal suo collega di ricerca Stian Trædal durante gli esperimenti con il nuovo sistema effettuati su un impianto di laboratorio a Trondheim mostrano livelli di purezza di almeno il 99 percento.
"I migliori risultati che abbiamo visto sono circa il 99,8 percento, ma è teoricamente possibile raggiungere livelli di purezza ancora più elevati, " dice Berstad. "Più puro è il gas, meglio è, perché richiede quindi una capacità inferiore per trasportare e/o immagazzinare la CO 2 in forma gassosa o liquefatta.
L'energia elettrica "sostituisce" il vapore
Un altro vantaggio di questo processo è che, a differenza di altri sistemi, utilizza l'energia elettrica per raffreddare e comprimere il gas invece del vapore per rigenerare i solventi (sostanze chimiche che si legano alla CO 2 – ed. nota) come nel caso dell'utilizzo di CO . convenzionale 2 tecnologie di cattura.
Così l'ibrido CO 2 il processo di cattura non ha bisogno di vapore, a cui solo pochissimi impianti industriali in Norvegia e in Europa hanno accesso senza dover costruire un ulteriore impianto di produzione di vapore.
Trasporto navale anziché condutture
Un altro importante vantaggio è che la CO . liquefatta 2 può essere trasportato in nave. Ciò comporta la produzione di CO 2 liquefazione parte integrante del processo di cattura, preparare la CO 2 per il trasporto via nave, che è il mezzo previsto nei piani per il progetto CCS su vasta scala della Norvegia.
"Se CO 2 non deve essere trasportato via nave, ma ad alta pressione in una conduttura, la CO . liquefatta 2 viene pompato alla pressione richiesta a una temperatura di meno 50 gradi prima di essere successivamente riscaldato di nuovo, "dice Bertad.
Esperimenti multipli in laboratorio
il CO 2 gli esperimenti di condensazione effettuati dai ricercatori SINTEF utilizzando il loro impianto di laboratorio sono stati effettuati nell'autunno 2018, risultante nella relazione "Indagine sperimentale sulla CO 2 liquefazione per CO 2 cattura da cementifici".
"Durante gli esperimenti l'attrezzatura di laboratorio si è comportata come previsto, quindi ora sappiamo che possiamo essere sicuri che funziona e che può forzare ulteriormente i limiti della purezza, "dice Bertad.
In futuro, l'impianto sarà reso più versatile per consentirne l'utilizzo per altri esperimenti come la separazione di miscele di syngas, che è rilevante in una serie di diversi sistemi utilizzati per la produzione di idrogeno senza emissioni.
"Abbiamo costruito il rig per essere il più versatile possibile in modo che possa soddisfare una serie di diverse esigenze sperimentali, " dice Berstad. "Oltre alle applicazioni per la cattura e lo stoccaggio del carbonio, vogliamo usarlo per scoprire esattamente quale livello di purezza è necessario per la liquefazione della CO 2 .
Oltretutto, intendiamo usarlo per vedere come possiamo rimuovere e liquefare in modo efficiente la CO 2 durante la produzione di idrogeno dal gas naturale, " lui dice.
