Nowatorski system redukcji CO2 i magazynowania energii – obiecujące wyniki badań

Chińscy naukowcy opracowali innowacyjny system, który łączy technologię wychwytywania CO2 z atmosfery z magazynowaniem energii w postaci sprężonego powietrza. Dzięki tej metodzie możliwe jest jednoczesne ograniczenie emisji i efektywne zarządzanie energią.

Naukowcy z Chin opracowali innowacyjny system

Zespół badaczy z East China University of Science and Technology oraz Tongji University zaproponował nowatorskie rozwiązanie łączące technologię wychwytywania CO2 z powietrza z systemem magazynowania energii w postaci sprężonego powietrza. To pierwsze takie połączenie, które może znacząco wpłynąć na efektywność obu procesów i ich opłacalność.

Jak działa nowy system?

System składa się z dwóch głównych komponentów:

• Liquid-based direct air capture (L-DAC) – wychwytuje dwutlenek węgla z atmosfery za pomocą cieczy absorbującej.
• Diabatic compressed air energy storage (D-CAES) – magazynuje energię poprzez sprężanie powietrza i jego uwalnianie w celu wytwarzania energii elektrycznej.

L-DAC zasysa powietrze i przepuszcza je przez wodny roztwór alkaliczny, który wiąże CO2, tworząc węglany. Natomiast D-CAES spręża czyste powietrze i przechowuje je w podziemnych kawernach, by w okresach wzmożonego zapotrzebowania na energię uwolnić je, napędzając generatory prądu.

Optymalizacja technologii i jej efektywność

Badacze wykorzystali oprogramowanie Aspen Plus do symulacji pracy systemu. Osiągnięte wyniki pokazują, że:

• D-CAES osiąga sprawność cyklu (RTE) do 59,27% i generuje 206 MW energii elektrycznej.
• L-DAC przy odległości przepływu powietrza (ATD) wynoszącej 12 m jest w stanie wychwycić ponad 90% CO2.
• Całkowita ilość wychwyconego CO2 wynosi 1 Mt rocznie, a system dostarcza 1,48 Mt suchego CO2.

Analiza ekonomiczna systemu

Badacze ocenili również opłacalność projektu, zakładając:

• Koszt kapitałowy: 1,118 mld USD (879 mln USD dla L-DAC i 239 mln USD dla D-CAES).
• Roczny koszt operacyjny (opex): 3,7% kosztu kapitałowego.

Z obliczeń wynika, że:

• Poziomowany koszt energii (LCOE) wynosi 0,53 USD/kWh.
• Koszt wychwycenia CO2 z powietrza to 259 USD/tCO2.

Co oznacza to dla przyszłości energetyki?

Chociaż system nie oferuje obecnie znaczących oszczędności kosztowych, jego znaczenie dla dekarbonizacji i rozwoju niskoemisyjnych technologii magazynowania energii jest kluczowe. Badacze podkreślają, że rozwiązanie to może stanowić podstawę do komercyjnego wdrożenia D-CAES w sposób przyjazny dla klimatu.

Źródło: An integrated solution to mitigate climate change through direct air capture and diabatic compressed air energy storage.