Spalanie węglanu wapnia w pętli chemicznej: technologia wychwytywania CO2 gotowa do demonstracji poprzedzającej debiut rynkowy
System CCL wykorzystuje sorbenty wapienne i doskonale nadaje się do montażu w istniejących elektrowniach i fabrykach. Do korzyści płynących ze wspomnianej technologii zaliczają się mniejsze kary za zbyt niską efektywność procesu wychwytywania, niskie koszty ograniczania emisji CO2, a także niewielki wpływ na środowisko. Celem finansowanego z funduszy unijnych projektu SCARLET była demonstracja technologii w półprzemysłowej skali pilotowej i stawienie czoła najważniejszym wyzwaniom związanym z powiększeniem skali procesu i jego wdrożeniem w większych obiektach. Długoterminowe testy pilotażowe koncentrowały się na reaktywności sorbentu w realistycznych warunkach eksploatacji, aby zdobyć wiarygodne dane dotyczące wydajności procesu. Rezultaty badań przeprowadzonych z użyciem różnych rodzajów sorbentów wapiennych w warunkach stanu ustalonego wykazały w saturatorze wskaźniki absorpcji na poziomie powyżej 90%, a wskaźniki wychwytywania CO2 przekroczyły 95% przy szerokim zakresie parametrów. Wyniki testów pilotażowych pozwoliły stworzyć spójny zestaw danych doświadczalnych w skali półprzemysłowej oraz zdobyć cenne doświadczenie operacyjne, które pomoże zwiększyć skalę procesu w oparciu o solidne podstawy. Idąc o krok dalej, przygotowano precyzyjne narzędzia symulacyjne, a następnie skonfrontowano je z danymi doświadczalnymi zgromadzonymi podczas długoterminowej eksploatacji instalacji testowej w pilotażowej elektrowni o mocy 1 MWh. Ponadto z myślą o komercjalizacji opracowanej technologii zaprojektowano elektrownię pilotażową zdolną do produkcji 20 MWh energii. Wdrożenie procesu CCL na pełną skalę w elektrowniach, cementowniach i hutach stali oznacza w przypadku elektrowni zasilanych węglem kamiennym i brunatnym spadek wydajności netto na poziomie 6–7 punktów procentowych (uwzględniając kompresję CO2). Koszty ograniczenia emisji dwutlenku węgla są w tym przypadku bardzo konkurencyjne w porównaniu z innymi technologiami wychwytywania CO2 i wynoszą zaledwie 20–27 euro na tonę dwutlenku węgla. Szczególne zainteresowanie budzi wdrożenie technologii CCL w cementowniach, gdzie zużyty sorbent może być bezpośrednio wykorzystywany jako surowiec do produkcji klinkieru cementowego, co umożliwiłoby dalsze obniżenie kosztów wychwytywania CO2 do poziomu, w którym byłoby ono znacznie tańsze niż oczyszczanie za pomocą związków aminowych. Co więcej, wychwytywanie CO2 jest jedyną metodą, która pozwala uniknąć emisji dwutlenku węgla uwalnianego podczas kalcynacji mączki surowcowej. Analizy cyklu życia dowiodły, że negatywny wpływ elektrowni i zakładów przemysłowych na środowisko może zostać znacznie ograniczony dzięki ich doposażeniu w instalacje CCL. Zespół projektu SCARLET poczynił ważny krok w kierunku udoskonalenia i komercjalizacji jednej z najbardziej obiecujących technologii wychwytywania dwutlenku węgla. Technologia CCL pomoże ograniczyć emisje CO2 z różnych źródeł ze szczególnym uwzględnieniem elektrowni i obiektów przemysłowych.
Słowa kluczowe
Spalanie węglanu wapnia w pętli chemicznej, wychwytywanie dwutlenku węgla, CO2, energetyka, cement i stal, SCARLET
