Το έργο

Εισαγωγή

Για να αποφύγουμε την αύξηση της συγκέντρωσης των αερίων του θερμοκηπίου που αυξάνουν τη μέση θερμοκρασία της Γης και συμβάλλουν έτσι στην κλιματική αλλαγή, πρέπει να βρούμε έναν τρόπο να αποτρέψουμε τη διαφυγή στην ατμόσφαιρα των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από τις βιομηχανίες έντασης CO2.

Η ταχεία κλιμάκωση και ανάπτυξη πιο οικονομικά αποδοτικών και βιώσιμων λύσεων δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος.

Η δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα με διαλύτη είναι μια σημαντική τεχνολογία που μπορεί να υιοθετηθεί εύκολα σε πολλές πηγές εκπομπών. Η εν λόγω τεχνολογία μπορεί να επιτύχει υψηλά ποσοστά δέσμευσης και να παραδώσει CO2 υψηλής καθαρότητας με σχετικά χαμηλές ενεργειακές απαιτήσεις.

Το έργο AURORA (που χρηματοδοτείται από το πρόγραμμα έρευνας και καινοτομίας HORIZON EUROPE της Ευρωπαϊκής Ένωσης), το οποίο ξεκίνησε τον Ιανουάριο του 2023, θα συμβάλει σημαντικά στην απαλλαγή της βιομηχανίας από τον άνθρακα, επιδεικνύοντας και προκρίνοντας μια προηγμένη και καινοτόμο τεχνολογία δέσμευσης CO2 με βάση διαλύτη, με την ονομασία CESAR1, για αποδοτική ενσωμάτωση σε μεγάλη κλίμακα. Η τεχνολογία θα επιδειχθεί σε επίπεδο TRL7-8 (επίπεδο τεχνολογικής ετοιμότητας) σε τουλάχιστον τρεις βιομηχανίες έντασης CO2: διύλιση, τσιμέντο και ανακύκλωση υλικών, ως τομείς στους οποίους δεν υπάρχουν ακόμη άλλες εναλλακτικές λύσεις προς την κατεύθυνση της κλιματικής ουδετερότητας.

Ενώ οι τρεις αυτοί τομείς είναι διαφορετικοί από μόνοι τους όσον αφορά π.χ. τη σύνθεση και τις συνθήκες των καυσαερίων, η δυνατότητα μεταφοράς σε άλλους τύπους βιομηχανιών εξασφαλίζεται επιπλέον μέσω αυτής της τεχνολογίας δέσμευσης, η οποία μπορεί εύκολα να προσαρμοστεί για εφαρμογή υπό άλλες συνθήκες.

Οι στόχοι μας

Αύξηση της αποδοτικότητας κόστους κατά 50%

Αύξηση της δυνατότητας ελέγχου και της ευελιξίας

Αύξηση των περιβαλλοντικών επιδόσεων

Εξασφάλιση ασφαλών αλυσίδων πλήρους CCUS

Αύξηση της κοινωνικής ευαισθητοποίησης σχετικά με την κλιματική αλλαγή και τις τεχνολογίες μετριασμού των επιπτώσεων

Πείραμα

Σήμερα υπάρχουν διάφορες διαδρομές δέσμευσης άνθρακα, οι οποίες διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες: διεργασίες προ-καύσης, διεργασίες μετα-καύσης και διεργασίες οξυ-καύσης. Καθώς η μετα-καύση είναι ο ευκολότερος τρόπος ενσωμάτωσης της δέσμευσης του άνθρακα σε υφιστάμενες εγκαταστάσεις, έχει αναπτυχθεί ευρέως τα τελευταία χρόνια και είναι σε θέση να αναπτυχθεί σε μεγάλη κλίμακα. Ενώ τα στερεά προσροφητικά και τα συστήματα μεμβρανών με δυσκολία επιτυγχάνουν τον συνδυασμένο στόχο του ποσοστού δέσμευσης 90% και καθαρότητας 95%, οι διεργασίες χημικής απορρόφησης που αναπτύσσονται σήμερα μπορούν να επιτύχουν ακόμη υψηλότερα ποσοστά δέσμευσης CO2 από το 90%, ακόμη και κοντά στο 100%, χωρίς να αυξηθεί σημαντικά η απαιτούμενη εισροή θερμότητας. Επιπλέον, η καθαρότητα του CO2 που παράγεται σε αυτά τα συστήματα είναι εγγενώς υψηλή (>99%). Ωστόσο, η τεχνολογία που βασίζεται στην απορρόφηση πρέπει να βελτιωθεί, κυρίως για να μειωθεί το κόστος, ενώ παράλληλα να εξασφαλιστεί η απουσία σημαντικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

Ως εκ τούτου, προκειμένου η έρευνα και η καινοτομία να παρέχουν αξιοποιήσιμα αποτελέσματα και να καταστεί δυνατή η υιοθέτηση της CCUS από βιομηχανίες έντασης CO2 σε σύντομο χρονικό διάστημα, οι εταίροι της AURORA θα βελτιστοποιήσουν και θα προκρίνουν έναν διαλύτη χωρίς δικαιώματα ιδιοκτησίας (CESAR1) όπως επίσης και τη σχετική διεργασία, και θα τα φέρουν σε επίπεδο από το οποίο οι εγκαταστάσεις πρώτης χρήσης μπορούν να θεωρηθούν ως το επόμενο βήμα. Αυτό θα επιτευχθεί χάρη στις ακόλουθες καινοτομίες:

Ολιστική βελτιστοποίηση της σύνθεσης του διαλύτη, του σχεδιασμού της διεργασίας, της παρακολούθησης και του ελέγχου των εκπομπών και της διαχείρισης του διαλύτη.

Επικυρωμένα μοντέλα για χρήση σε εμπορικούς προσομοιωτές διεργασιών.

Ενισχυμένη ενσωμάτωση της απορριπτόμενης θερμότητας για την δέσμευση άνθρακα με σκοπό τη μείωση της εξωτερικής απαιτούμενης θερμότητας και του κόστους λειτουργίας.

Βελτιωμένο και ολοκληρωμένο προηγμένο σύστημα ελέγχου για μειωμένο κόστος λειτουργίας και βελτιστοποιημένες επιδόσεις.

Οι καινοτομίες αυτές θα ενσωματωθούν σε τέσσερις βελτιστοποιημένες διεργασίες δέσμευσης και διάφορες προσεγγίσεις θα επιδειχθούν σε πιλοτικά έργα διαφορετικού μεγέθους και πολυπλοκότητας. Οι εταίροι θα διασφαλίσουν τη δυνατότητα μεταφοράς των αποτελεσμάτων σε άλλες βιομηχανίες έντασης CO2, χάρη στο ευρύ φάσμα των πηγών CO2 και των ομάδων που θα συγκροτηθούν στο έργο, καθώς και στην έντονη συμμετοχή των ενδιαφερόμενων φορέων. Το έργο θα πραγματοποιήσει επίσης ολοκληρωμένες αξιολογήσεις της αλυσίδας CCUS για τους τελικούς χρήστες της. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι τελικοί χρήστες βρίσκονται σε δύο διαφορετικές περιοχές της Ευρώπης, προσφέροντας διαφορετικές συνθήκες για την εφαρμογή των αλυσίδων αξίας CCUS.

Αναμενόμενα αποτελέσματα

Ποσοστά δέσμευσης στο 98%

Μείωση του κόστους δέσμευσης κατά τουλάχιστον 47% σε σύγκριση με τον διαλύτη MEA

Αµελητέα επίδραση στο περιβάλλον

Εξασφάλιση της δυνατότητας μεταφοράς των αποτελεσμάτων σε άλλες βιομηχανίες έντασης CO2.

Πλήρες και επικυρωμένο σύστημα για τις πρώτες στο είδος τους εγκαταστάσεις δέσμευσης.

Διαλύτης CESAR 1

Ο διαλύτης CESAR1 πήρε το όνομά του από το πρόγραμμα CESAR του 7ου ΠΠ (2008-2011), στο πλαίσιο του οποίου μελετήθηκε για πρώτη φορά το υδατικό μείγμα 2-αμινο-2-μεθυλ-1-προπανόλης (AMP) και πιπεραζίνης (PZ). Ο διαλύτης CESAR1 ξεπέρασε επανειλημμένα την τεχνολογία διαλύτη αναφοράς MEA σε πιλοτικές δοκιμές. Το CESAR1 έχει καλή ενεργειακή απόδοση, χαμηλούς ρυθμούς αποικοδόμησης, μπορεί να επιτύχει πολύ υψηλούς ρυθμούς δέσμευσης και είναι ευκολότερο να χρησιμοποιηθεί σε ευέλικτους τρόπους. Όπως και οι περισσότερες τεχνολογίες διαλυτών, το CESAR1 έχει το πλεονέκτημα ότι προσαρμόζεται εύκολα σε σχεδόν οποιαδήποτε πηγή καυσαερίων.

Το CESAR1 έχει υποβληθεί σε εκτεταμένες πιλοτικές δοκιμές και οι εταίροι του AURORA είναι πεπεισμένοι ότι η τεχνολογία μπορεί να αναπτυχθεί εμπορικά. Ωστόσο, η τεχνολογία πρέπει ακόμη να υποβληθεί σε πλήρη βελτιστοποίηση και τεχνολογική εξειδίκευση για την εμπορική ανάπτυξη. Στόχος του AURORA είναι να προσφέρει ένα πλήρες, επικυρωμένο σύστημα (επίπεδο τεχνολογικής ωριμότητας TRL8) που θα μπορεί να αξιοποιηθεί εύκολα από τους ενδιαφερόμενους φορείς.

Horizon Europe

Το Horizon Europe είναι το πρόγραμμα-πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης για την έρευνα και την καινοτομία για την περίοδο από το 2021 έως το 2027. Το πρόγραμμα Horizon Europe διαδέχεται το πρόγραμμα Horizon 2020, το οποίο λήγει στο τέλος του 2020.

Οι γενικοί του στόχοι είναι οι εξής:

  • να ενισχυθούν τα επιστημονικά και τεχνολογικά θεμέλια της Ένωσης
  • να τονωθεί η ανταγωνιστικότητάς της, συμπεριλαμβανομένης της βιομηχανίας της
  • να δώσει συγκεκριμένη έκφραση στις στρατηγικές πολιτικές προτεραιότητες της Ένωσης
  • να συμβάλει στην αντιμετώπιση των παγκόσμιων προκλήσεων, συμπεριλαμβανομένων των στόχων της βιώσιμης ανάπτυξης.

C.C.U.S

Η δέσμευση, αξιοποίηση και αποθήκευση άνθρακα (CCUS), είναι μια διαδικασία που δεσμεύει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από πηγές όπως οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα και είτε το επαναχρησιμοποιεί είτε το αποθηκεύει ώστε να μην απορριφθεί στην ατμόσφαιρα.