Lo “stoccaggio” di catturato di CO2 nei prodotti di consumo deve essere ulteriormente sviluppato con un ampio supporto finanziario fornito da società e governi
Il Carbon XPRIZE ha annunciato i vincitori del concorso. Il premio in denaro sarà utilizzato per sviluppare ulteriormente il CCUS al fine di ridurre i costi elevati e l'enorme richiesta di energia. La tecnologia CCUS deve essere promossa anche nell'ambito dei programmi federali governativi.
XPrize: industria dei combustibili fossili promuove innovazioni da utilizzare in catturati CO2 nei prodotti di consumo - con conseguenze di maggiori volumi di combustibili fossili estratti e consumati
Nell'aprile 2021 sono stati annunciati i vincitori del concorso globale Carbon XPRIZE. La fondazione XPRIZE organizza concorsi per promuovere lo sviluppo tecnologico in vari campi della ricerca industriale dal 1994. Il Carbon XPRIZE è stato lanciato nel 2015 e sponsorizzato principalmente dalla Canadian Oil Sands Innovation Alliance e dalla compagnia elettrica statunitense NRG. Il concorso ha offerto 20 milioni di dollari in premi in denaro agli innovatori che sviluppano tecnologie per convertire la CO2 catturata in prodotti commerciabili. Questo approccio GGR proposto è chiamato Carbon Capture Use and Storage (CCUS) e si basa su tecnologie di rimozione di CO2 ad alta intensità energetica e costose.
Ecco una breve presentazione dei vincitori del concorso:
- La canadese CarbonCure Technologies Inc. ha sviluppato una tecnologia che consente agli impianti di betonaggio esistenti di iniettare CO2 catturata nel calcestruzzo umido mentre viene miscelato. Una volta iniettata, la CO2 reagisce con gli ioni calcio del cemento per formare un minerale di carbonato di calcio di dimensioni nanometriche.
- Il CarbonBuilt, con sede in California, cattura le emissioni di CO₂ dal gas combustibile, comprime la CO2 catturata e la combina con la calce idrata per creare un materiale da costruzione gassato.
- La società canadese Carbon Upcycling Technologies è un produttore di CO2 nanomateriali arricchito, che vengono applicati come additivi in vari prodotti, ad esempio, cemento, plastica, adesivi, batterie e celle solari.
- La società californiana Newlight Technologies ha sviluppato un materiale plastico costituito da gas serra catturati, come metano e CO2.
- La società Carbon Corp di Washington DC ha sviluppato nanotubi fatti di CO2 catturata. I nanotubi di carbonio possono sostituire metalli, cemento o tessuti.
Lo sponsor del concorso, la Canadian Oil Sands Innovation Alliance, ha condiviso quanto segue dopo la cerimonia di premiazione:
“L'industria canadese delle sabbie bituminose è stata orgogliosa di supportare questa iniziativa che ha dimostrato che catturare le emissioni di CO2 dalla combustione del gas naturale e del carbone e convertirle in prodotti possono essere un punto di svolta negli sforzi più ampi di riduzione delle emissioni”.
L'Alleanza nasconde il fatto che la cattura di CO2 e l'ulteriore elaborazione della CO2 catturata consuma una grande quantità di energia. Dotare una centrale elettrica della tecnologia di cattura della CO2 aumenta il consumo di combustibili fossili fino al 30%. Inoltre, nessun prodotto CCUS fabbricato consente la CO2. permanente memorizzazione, ad esempio, il materiale plastico sviluppato da Newlight Technologies sarà bruciato o decomposto dopo l'uso - e la cattura di CO2 ritorna all'atmosfera. Ecco perché è probabile che CCUS porti a più emissioni piuttosto che a meno e non può essere considerato uno strumento per ridurre la CO2 totale nell'atmosfera.[1]
Nell'aprile 2021, la fondazione XPRIZE ha lanciato una nuova competizione globale: la XPRIZE da 100 milioni di dollari per la rimozione del carbonio, finanziata da Elon Musk e dalla Musk Foundation. Il concorso quadriennale invita individui e team a sviluppare e dimostrare soluzioni per catturare la CO2 dall'aria ambiente (DAC) o dagli oceani (DOC) e per immagazzinare permanentemente la CO2 catturata . Non sono ancora disponibili informazioni sui candidati.
I nuovi progetti CCUS mirano a “immagazzinare” CO2 nei beni di consumo. Il problema: i progetti consumano enormi quantità di energia e la CO2 ritorna nell'atmosfera dopo che le merci sono state consumate
Blue Planet e Sulzer Chemtech hanno annunciato piani congiunti per la costruzione di un progetto pilota CCUS a Pittsburg, in California. I partner intendono catturare la CO2 da una centrale elettrica alimentata a gas naturale e mirano a ottimizzare la tecnologia Blue Planet CCUS. Blue Planet obiettivo è quello di sostituire minato calcare naturale, la componente principale del calcestruzzo, da carbonatazione rocce, utilizzando CO2 catturato come materia prima. Il processo CCUS proposto converte la CO2 ai carbonati e utilizza una soluzione gassata per rivestire piccoli pezzi di roccia con carbonato, che potrebbe quindi essere utilizzato nel calcestruzzo. Le dimensioni degli aggregati prodotti vanno dalla sabbia alla ghiaia. Affinché il processo funzioni, la soluzione di cattura deve essere esposta a rocce alcaline o rifiuti industriali contenenti ioni come calcio o magnesio per consentire la formazione di strati di carbonato. Non ci sono ancora informazioni sulla quantità di roccia e/o rifiuti necessari per “immagazzinare” una tonnellata di CO2. In ogni caso, l'estrazione di rocce e il trasporto di materiali di scarto e/o rocce genererebbero grandi quantità di CO2.
Nel 2021, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti a condizione US $ 5 milioni in finanziamenti per un progetto CCUS che mira a sviluppare rapporto costo-efficacia di CO2 cattura e commercialmente valide CO2 soluzioni di utilizzo per l'industria del cemento. Il progetto è guidato dal North Carolina Research Triangle Institute e condotto in collaborazione con l'Oak Ridge National Laboratory, Carbon Clean Solutions USA Inc. e CEMEX Inc. I partner prevedono di stabilire un impianto pilota per la cattura di CO2 presso l'impianto di produzione del cemento di CEMEX a Victorville, in California, e per valutare l'uso di CO2 catturato per calcestruzzo e ulteriori prodotti per l'edilizia.
CEMEX, un produttore internazionale di cemento, con sede in Messico, ha partecipato a varie attività di ricerca e sviluppo per sviluppare CCS e CCUS, tra cui programmi di ricerca paneuropei e progetti finanziati dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Recentemente, la società svizzera Synhelion e CEMEX hanno firmato un accordo di cooperazione e hanno annunciato l'intenzione di installare un impianto pilota in un cementificio CEMEX esistente alla fine del 2022. Il test pilota mira a catturare CO2 presso l'impianto CEMEX e convertirlo in combustibili idrocarburi liquidi con Synhelion's, tecnologia del combustibile solare e sintesi Fischer-Tropsch. Ognuna di queste fasi di produzione è molto energivora e non appena il combustibile viene consumato, la CO2 “stoccata” viene riemessa nell'atmosfera.
Synhelion sta pianificando un progetto simile in collaborazione con Wood, una società internazionale di consulenza e ingegneria. Nel maggio 2021, Synhelion e Wood hanno firmato un accordo e intendono progettare, costruire e installare congiuntamente un sistema di produzione di combustibili sintetici, che entrerà in funzione nel 2021. Il nuovo impianto, con sede presso il Centro aerospaziale tedesco di Jülich, mira a dimostrare la tecnologia di Synhelion per la produzione di gas di sintesi su scala industriale. La miscela di gas di sintesi risultante può essere successivamente trasformata in idrocarburi, come cherosene o metanolo, utilizzando la sintesi Fischer-Tropsch ad alta intensità energetica. I partner del progetto prevedono di avere la produzione dei combustibili a idrocarburi pronta per il mercato nel 2023.
Gulf Cryo ha annunciato l'intenzione di installare e gestire un impianto di cattura della CO2 presso il suo stabilimento di Riyadh, in Arabia Saudita, con l'obiettivo di raddoppiare la capacità di produzione di CO2 esistente. Gulf Cryo è un produttore di gas industriali, tra cui CO2 compressa allo stato gassoso o liquido e in diverse concentrazioni e livelli di purezza. L'impianto sarà catturare più di 0,25 milioni di tonnellate di CO2 all'anno al fine di produrre elevata purezza, food-grade di CO2. Nel 2013 e 2014, Gulf Cryo ha già commissionato impianti di cattura della CO2 presso un impianto chimico Equate Petro in Kuwait e presso un impianto di imbottigliamento Saudi Industrial Beverage Co. ad Al Zahra, Arabia Saudita. In questi siti, la CO2 catturata viene filtrata, purificata, liquefatta e utilizzata per applicazioni commerciali, principalmente nell'industria alimentare e delle bevande.
La società Cambridge Carbon Capture Ltd. (CCC) ha sviluppato un processo per convertire la CO2 in carbonati di calcio e magnesio da utilizzare come materiali da costruzione. Simile alla tecnologia Blue Planet, che mira a utilizzare la CO2 per sostituire il calcare nel calcestruzzo, il processo CCC richiede materiali con ioni calcio o magnesio. Per questo, CCC punta a utilizzare prodotti di scarto come ceneri da inceneritori, fango rosso da bauxite e scorie dalla produzione di acciaio. CCC sta lavorando a stretto contatto con le università di Cambridge e Nottingham ed è ora alla ricerca di partner industriali per dimostrare la tecnologia sviluppata. Nel maggio 2021, il programma britannico di rimozione dei gas serra concesso un sostegno per consentire a CCC di fornire un impianto dimostrativo in grado di catturare la CO2 dall'aria e convertire la CO2 catturata in un prodotto minerale. Inoltre, il progetto mira a sviluppare un progetto pilota e un budget per la costruzione di un impianto pilota. CCC non ha ancora pubblicato dettagli sul consumo energetico di questo approccio di geoingegneria proposto.
La società energetica francese EDF e i suoi partner hanno in programma di costruire un nuovo reattore nucleare da 3,2 gigawatt a Sizewell, Leiston, Regno Unito, in collaborazione con CCUS. L'energia termica della centrale nucleare, fino a 400 MW, deve essere utilizzata per catturare 1,5 milioni di tonnellate di CO2 dall'aria ambiente. I partner del progetto prevedono di produrre idrocarburi dal catturato CO2. La quantità di energia richiesta per il processo di cattura della CO2 è immensa e paragonabile alla capacità netta della centrale nucleare di Sizewell-A. Questo non include ancora la quantità di energia necessaria per elaborare ulteriormente la CO2 in un combustibile. Nonostante questo elevato dispendio energetico: non appena il combustibile viene consumato, la CO2 che contiene viene rilasciato e ritorna nell'atmosfera. Nel maggio 2021, il Net Zero Innovation Portfolio del governo del Regno Unito ha stanziato 0,25 milioni di sterline per il progetto.
Lo stesso programma di finanziamento pubblico ha anche fornito 0,24 milioni di sterline per il seguente progetto: le società con sede nel Regno Unito Mission Zero Technologies, Optimus e OCO Technology mirano a catturare la CO2 dall'aria ambiente e convertirla in prodotti di consumo come i materiali da costruzione. I partner del progetto intendono progettare un impianto pilota Direct Air Capture (DAC). Mission Zero Technologies si impegna a ridurre i costi DAC e il consumo di energia del 75%, mentre OCO Technology affronterà il problema dell'utilizzo della CO2 catturata.
OCO Technology ha sviluppato un processo denominato Accelerated Carbonation Technology. Questo approccio prevede la miscelazione di materiali di scarto ─ che reagiscono naturalmente con la CO2 in presenza di acqua ─ con la CO2 catturata e acqua e convertendo la CO2 catturata in un minerale carbonato. I materiali di scarto, come scorie, sottoprodotti minerali, ceneri volanti e ceneri di caldaie, vengono consegnati a uno dei tre siti di produzione britannici di OCO per la produzione di minerali di carbonato. Successivamente, il minerale carbonato viene miscelato con leganti e riempitivi e pellettizzato. In questa forma viene venduto e utilizzato nel settore edile. Le informazioni sulla tecnologia DAC gestita da OCO Technology sono disponibili solo per una posizione: l'impianto pilota nei Paesi Bassi, adiacente a un impianto AVR Energy from Waste a Duiven, utilizza la tecnologia DAC sviluppata dalla società francese Air Liquide.
Nonostante gli obiettivi di cattura del carbonio mancati, in Australia ci sono più finanziamenti federali per CCS e CCUS
Il budget del governo federale australiano per l'anno fiscale 2021-22 include 263,7 milioni di dollari australiani per supportare lo sviluppo del progetto Carbon Capture and Storage (CCS) e Carbon Capture Use and Storage (CCUS). Nel giugno 2021, il governo australiano ha approvato le prime spese nell'ambito di questo budget e prevede di sostenere i seguenti sei progetti con un totale di 50 milioni di dollari australiani in finanziamenti pubblici:
- Fino a 15 milioni di dollari australiani per un progetto CCS presso lo stabilimento Moomba di Santos nel Cooper Basin nell'Australia centrale. Il progetto dovrebbe essere operativo entro il 2025 e catturare e iniettare 1,7 milioni di tonnellate di CCO2 all'anno nel bacino di Cooper per 50 anni.
- Fino a 14,6 milioni di dollari australiani per un impianto dimostrativo CCUS, proposto da Mineral Carbonation International. L'azienda, di proprietà di GreenMag Group Pty Ltd., Orica Ltd. e l'Università di Newcastle, mira a catturare la CO2 e utilizzarla per produrre materiali di fabbricazione e da costruzione come cemento, cartongesso e materiali ignifughi. La CO2 deve essere catturata presso l'impianto di produzione di Orica sull'isola di Kooragang, nel Nuovo Galles del Sud.
- Fino a AU $ 9 milioni per la società globale di energia Energy Developments Pty Ltd. L'azienda mira a catturare la CO2 dalla produzione di biometano nelle discariche in più località in tutta l'Australia. Inoltre, il progetto prevede di studiare come la CO2 catturata può essere purificata, compressa, liquefatta e conservata per il trasporto ai clienti o per l'uso nella carbonatazione del cemento.
- Fino a 5 milioni di dollari australiani per il Surat Basin CCS Project, un progetto che mira a dimostrare la fattibilità della CCS nel Queensland sviluppando la cattura di CO2 post-combustione presso la centrale elettrica a carbone di Millmerran e lo stoccaggio geologico della CO2 catturata in il Bacino di Surat. Il progetto è gestito dalla Carbon Transport and Storage Company, una sussidiaria della società mineraria e commerciale internazionale Glencore. Il progetto è iniziato nel 2009 e ad oggi ha ricevuto almeno 50 milioni di dollari australiani in finanziamenti pubblici.
- Fino a 5 milioni di dollari australiani per un progetto che mira a combinare DAC e CCS (DACCS) stabilendo un impianto DAC vicino a un pozzo di iniezione di CO2 esistente a Moomba, nel sud dell'Australia. Il progetto è guidato dalla società di Corporate Advisory Carbon Pty Ltd. La tecnologia DAC da utilizzare non è stata ancora chiarita. L'energia solare deve essere utilizzata come fonte di energia. È probabile che il pozzo di iniezione si trovi nel sito del progetto Moomba di Santos.
- Fino a 2,4 milioni di dollari australiani per la sperimentazione di un progetto CCUS presso il cementificio di Boral Ltd. a New Berrima, nel Nuovo Galles del Sud. Boral è una grande azienda di prodotti per l'edilizia e costruzioni con circa 650 siti operativi e di distribuzione in Australia e Nord America. Il progetto mira a catturare la CO2 presso la sua cementeria di New Berrima e utilizzare la CO2 catturata per la produzione di aggregati di scorie in calcestruzzo, muratura e acciaio nello stesso impianto.
[1] ETC Group e Heinrich Böll Foundation (gennaio 2021), “Carbon Capture Use and Storage (CCUS)”, https://www.geoengineeringmonitor.org/2021/04/carbon-capture-use-and-storage/ ; ETC Group e Heinrich Böll Foundation (gennaio 2021), “Carbon Capture and Storage (CCS)”, https://www.geoengineeringmonitor.org/2021/04/carbon_capture_storage/
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