Təbii qaz elektrik stansiyalarında karbon tutulması

Qalıcı olmayan Karbon Problemi

Təbii qaz uzun müddət ən təmiz fosil yanacaq kimi bazarlanıb. Və yanma baxımından bu texniki cəhətdən doğrudur — bir vahid enerjiyə düşən CO2 emissiyasını kömür və ya neftə nisbətən təxminən %30-dan %50-yə qədər azaldır . Lakin "təmizləşdirilmiş" demək "təmiz" demək deyil. Qlobal qaz tələbinin davam etməsi və YİQ ticarətinin ümumi qaz ticarətinin təxminən %59-unu təşkil etməsi ilə təbii qazın emalı və yanması nəticəsində yaranan toplu CO2 emissiyaları əhəmiyyətli qalır.

Beynəlxalq Enerji Agentliyi riyaziyyatı aydın etmişdir: Karbon tutma texnologiyalarının əhəmiyyətli dərəcədə tətbiqi olmadan təbii qaz uzun müddət ərzində aşağı emissiyalı enerji mənbəyi kimi qiymətləndirilə bilməz. Agentlik həmçinin qeyd edib ki, mövcud texnologiyaların istifadəsi ilə MAY (Maye Təbii Qaz) emissiyalarını 60%–dən çox azaltmaq mümkündür — əgər bu sahəyə investisiya edilsə. Bu böyük "əgər"dir, lakin bu, imkanı real perspektivə qoyur.

Xüsusi olaraq təbii qaz emal zavodları üçün karbon tutma çətinliyi elektrik stansiyalarında və sənaye mənbələrindəki ilə fərqlidir. CO₂ tez-tez qida qazında öz-özünə mövcuddur və onun konsentrasiyası yataqdan asılı olaraq geniş dəyişir. Onun çıxarılması artıq qazın emalı miqyasına daxildir — sual odur ki, onu atmosferə buraxmaq əvəzinə saxlamaq və yeraltı saxlama üçün istifadə etmək lazımdır ya yox.

Həqiqətən İstifadə Olunan Texnologiyalar

Amin əsaslı kimyəvi udma, təbii qaz tətbiqlərində CO₂ udmasının ən geniş yayılmış texnologiyasıdır. Bu texnologiya yetkin, yaxşı başa düşülən və yüksək udma səviyyələri əldə etməyə imkan verən üsuldur. Əsas prinsip sadədir: amin həlledici udma kolonkasında qaz axını ilə təmasda olur və CO₂ ilə seçici şəkildə reaksiyaya girərək zəif kimyəvi rabitə əmələ gətirir. Sonra zənginləşdirilmiş həlledici regeneratorda istiliyin təsiri ilə rabitənin pozulmasına və yüksək konsentrasiyalı CO₂ axınının azad olmasına səbəb olan prosesə daxil olur.

Çətinlik enerji istehlakındadır. Regenerasiya mərhələsi əhəmiyyətli miqdarda istilik tələb edir ki, bu da adətən müəssisənin xidmət sisteminin aşağı təzyiqli buxarı ilə təmin olunur. Bu istilik yükü amin sistemlərinin əsas işlətmə xərcləridir və bu texnologiyanın enerji cəzasına səbəb olan əsas amildir; bəzi operatorlar bu cəzanı əsaslandırmaqda çətinlik çəkir.

Membran texnologiyası amin yuyulması əvəzinə və ya onun tamamlayıcısı kimi populyarlıq qazanır. Polimer membranlar CO₂-nin metandan seçici keçirilməsini təmin edərək daha az enerji istehlakı ilə kütləvi udma imkanı verir. Boş lifli membran kontaktorlarla amin məhlullarının birləşməsi konvensiya sistemlərindən təxminən %30 daha aşağı əməliyyat xərcləri və 50% qədər kiçik sahə tələb edən sistemlərin yaradılmasında uğurla sınaqdan keçirilib. .

Hər bir yanaşmanın öz üstünlükləri var. Amin sistemləri yüksək udma səviyyələri və yüksək məhsul təmizliyi tələb olunduqda üstün olur. Membranlar orta dərəcədə təmizlik kifayət etdiyi və enerji xərcləri əsas nəzərdə tutulduğu kütləvi CO₂ udma üçün cəlbedici həlldir. Həmçinin, membranlarla ilk ayrılma, aminlərlə isə son təmizləmə proseslərindən istifadə edən hibrid sistemlər də inkişaf etməkdədir.

Karbon udmasının qaz zavodunda məntiqli olduğu hallar

Hər bir təbii qaz emalı obyekti karbon tutmaq üçün yaxşı namizəd deyil. İqtisadiyyat əsasən qida qazında CO₂-in miqdarından, saxlanma və ya istifadə yollarının mövcudluğundan və tənzimləyici və ya stimullayıcı mühitdən asılıdır.

Bəzən 10%–20% və ya daha çox CO₂ ehtiva edən yataqlardan qaz emal edən obyektlər ən sadə halı təqdim edir. CO₂ artıq boru kəməri spesifikasiyası üçün çıxarılır; onu saxlamaq üçün tutmaq əlavə xərclər tələb etsə də, karbon qiymətləndirməsi və ya vergi kreditləri ilə əsaslandırıla bilər. Məsələn, ABŞ-da Enerji Nazirliyi təbii qaz obyektlərində karbon tutma layihələri üçün əhəmiyyətli maliyyələşdirmə açıb və 90% tutma səviyyəsini hədəfləyir.

CO₂-in az miqdarı olan zavodlar üçün iqtisadiyyat daha çətin olur. CO₂-in hər tonu üçün tutma xərcləri, çıxarılan CO₂-yə nisbətən qaz axını daha böyük olduğu üçün yüksəkdir. Bu obyektlər rəqəmlərin işləməsi üçün siyasət dəstəyinə və ya karbon kreditlərindən gəlirə ehtiyac duyur.

Tutulan CO₂ ilə nə etmək barədə də sual var. Artırılmış neft çıxarılması ənənəvi çıxış yolu olmuşdur; burada CO₂ neft hasilatını artırmaq üçün boşalmış rezervuarlara yerləşdirilir. Duzlu su horizontlarında saxlama başqa bir seçimdir, lakin bu, diqqətlə sahə xarakteristikasının müəyyənləşdirilməsini və monitorinqi tələb edir. CO₂-ni kimyəvi maddələrə, yanacaqlara və tikinti materiallarına çevirmək kimi istifadə yolları yaranır, lakin onlar hələ ki, miqyasca kiçikdir.

Qeyd edilməyə layiq ilk növ layihə

Cənub-qərbi Çində son zamanlar istismara verilən layihə təlimat verici nümunədir. Ob-yekt yaxın sahədən gələn kislorodlu qazın təmizlənməsi üçün təşkil olunmuş təbii qaz təmizləmə zavodu durur. Karbon tutma qurğusu CO₂-nin zavodun quyudan çıxan qazından tutulmasının texniki və iqtisadi mümkünlüyünü sübut etmək məqsədilə təcrübə layihəsi kimi əlavə edilmişdir .

Layihə aşağı təzyiqli, orta kontrasiyalı CO₂ axını xarakterli zavodun quyudan çıxan qazına uyğunlaşdırılmış müəyyən amin formulundan istifadə edən kimyəvi sorbsiya prosesindən istifadə edir . Dizayn aminin daşınmasını minimuma endirmək üçün sorbsiya kolonkasının yuxarısında su ilə yuyulma bölməsini, həmçinin tutulmuş həll edici maddəni bərpa etmək üçün mikro-siklon ayırma mərhələsini nəzərdə tutur .

Tutulan CO₂ sıxışdırılır və artırılmış qaz çıxarılması üçün eyni qaz sahəsinə geri yerləşdirilir . Bu, CO₂-nin atmosferə çıxmadan məhsuldar məqsədlər üçün istifadə edildiyi qapalı dövr sistemini yaradır. İllik tutma gücü təxminən 26 500 tondur və gücləndirilmiş qazın çıxarılması effekti hasilatı təxminən 10% artırır.

Bu layihə öz ölçüsündən deyil, təbii qaz emalı kontekstində tutma ilə gücləndirilmiş qaz çıxarılmasının inteqrasiyasını nümayiş etdirdiyi üçün əhəmiyyətlidir. Texniki yanaşma, həlledici seçimi və enjeksiya strategiyası bu tətbiq üçün xüsusi olaraq hazırlanmalı idi və əldə edilən dərslər sonrakı layihələrə tətbiq edilir.

Gerçək Xərclər və Kompramislar

Karbon tutma haqqında dürüst müzakirə, xərcləri və kompromis hallarını tanımaga tələb edir. Enerji itirməsi realdır. Aminin bərpa olunması, başqa halda enerji istehsalı üçün və ya digər texnoloji ehtiyaclar üçün istifadə edilə biləcək buxar istehlak edir. Bu parazit yük obyektin net çıxışını azaldır və ya onun yanacaq istehlakını artırır.

Yuxarıdakı cədvəl əsas kompromis hallarını ümumiləşdirir. Amin sistemləri ən yüksək tutma səviyyələrini təmin edir, lakin ən yüksək enerji xərci ilə. Membran sistemləri daha səmərəlidir, lakin çoxmərhələli konfiqurasiyalar olmadan adətən eyni tutma səviyyələrinə çatıla bilmir. Hibrid yanaşmalar hər iki sistemin ən yaxşı xüsusiyyətlərini birləşdirməyə çalışır, lakin ticari miqyasda daha az sübut olunmuşdur.

Əməliyyatla bağlı da bəzi nəzərə alınmalı məsələlər var. Aminin vaxt keçdikcə deqradasiyası mayenin təmizlənməsini və dəyişdirilməsini tələb edir. Membranın çirklənməsi və yaşlanmasından dolayı onun iş qabiliyyəti zəifləyir və dövri olaraq dəyişdirilməsi lazımdır. CO₂ axınının daşınma və saxlanılması üçün bütövlüyünün qorunması vacibdir — su, oksigen və kükürd birləşmələri kimi kontaminantlar korroziyaya səbəb ola bilər və ya yeraltına pompalanma qabiliyyətini təsir edə bilər.

İqtisadi effekt xarici amillərdən əsaslı şəkildə asılıdır. Karbon qiymətləndirməsi, vergi kreditləri və tənzimləyici tələblər marjinal layihəni real etməyə kömək edə bilər. Belə dəstək olmadan yalnız ən yüksək CO₂ çıxışı olan obyektlər və ya əlverişli EOR (neft çıxarmağı artırmaq üçün karbon qazının istifadəsi) razılaşmaları olan obyektlər bu investisiyanı əsaslandırmağa imkan verə bilər.

Siyasət mühiti və onun nə demək olduğunu

Siyasət mühiti dəyişir. Beynəlxalq Enerji Agentliyi (IEA) qaz dəyər zəncirinin karbon azaldılması üçün CCUS texnologiyasını vacib bir texnologiya kimi müəyyən edib. Bir neçə hüquqi ərazidə hökumət maliyyələşdirmə proqramları yaranır. ABŞ Enerji Nazirliyi (DOE) karbon tutma nümayişi və tətbiqi üçün milyardlarla dollar ayırıb. Avropada, Asiyada və Orta Şərqdə oxşar təşəbbüslər mövcuddur.

Lakin siyasət dəstəyi öz-özünə başa gəlmir. Maliyyələşdirmə ləğv edilə bilər, vergi kreditləri sona çata bilər və tənzimləyici tələblər dəyişə bilər. Layihə inkişaf etdiriciləri yalnız texniki və iqtisadi mümkünlüyü deyil, həmçinin siyasət riskini də qiymətləndirməlidirlər. Bəzi layihələr gələcəkdə tutma avadanlığı əlavə etməyə imkan verən "tutma üçün hazırdır" dizaynı ilə irəliləyir və kapital investisiyasını siyasət və iqtisadi baxımdan daha aydın olduqda təxirə salır.

Texnologiya özü də inkişaf etməyə davam edir. Yeni həlledici tərkibləri daha aşağı regenerasiya enerjisi təmin edir. İnkişaf etmiş membran materialları daha yüksək seçicilik və davamlılıq təklif edir. Proses inteqrasiyası strategiyaları — regenerasiya üçün yanacaq istiliyindən istifadə, tutma qurğusunun müəyyən qaz tərkibinə uyğun optimallaşdırılması — ümumi səmərəliliyi artırmağa kömək edə bilər.

Təbii qaz emalı zavodlarının operatorları üçün karbon tutma qurğusunun quraşdırılması qərarı sadə deyil. Bu, qida qazının tərkibinin, mövcud enerji resurslarının, karbon saxlama variantlarının, siyasət dəstəyinin və bazar şəraitinin diqqətlə qiymətləndirilməsini tələb edir. Uğurlu layihələr, texnologiyaların müəyyən sahə şəraitinə uyğunlaşdırılmasını və ticariləşdirməyə aydın yolun olması ilə xarakterizə olunur.

GreenFir, karbon tutma inteqrasiyasını dəstəkləmək üçün konfiqurasiya edilə bilən qaz emalı və ayırma avadanlığı təqdim edir; bu avadanlıq ASME və CE sertifikatlı istehsal imkanlarına əsaslanır avadanlıq təchizat zənciri mövcuddur; mühəndislik ixtisası mövcuddur. Məhdudlaşdırıcı amil tez-tez texnologiya deyil, layihə səviyyəsində iqtisadiyyat və siyasət mühiti olur.