8 Haziran 2023

Finli bir firma, endüstriyel karbon emisyonlarını üçte bir oranında azaltabileceğini düşünüyor

ile wadmin

Fosil yakıtlı elektrik santrallerinin yerini güneş panelleri veya nükleer reaktörler alabilir. Benzinle çalışan arabalar, pilleri şarj etmek için sıfır karbon elektrik kullananlarla değiştirilebilir. Ancak, prensipte bile, bir ekonominin her parçasının karbondan arındırılması o kadar kolay değildir. Üç ağır sanayinin (çimento, kimya ve çelik üretimi) temizlenmesi özellikle zordur. Bunun bir nedeni, hepsinin çok yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyan kimyasal işlemlere dayanmasıdır.

2 Kasım 2022 Çarşamba günü güneş yükselirken Almanya'nın Niederaussem kentindeki rüzgar türbinlerinin yakınındaki kömürle çalışan elektrik santralinden buhar yükseliyor. orta vadeli iklim hedeflerine ulaşmak için gereken kesintilerin sayısı.  (AP Fotoğrafı)ÖDÜL
2 Kasım 2022 Çarşamba günü güneş yükselirken Almanya’nın Niederaussem kentindeki rüzgar türbinlerinin yakınındaki kömürle çalışan elektrik santralinden buhar yükseliyor. orta vadeli iklim hedeflerine ulaşmak için gereken kesintilerin sayısı. (AP Fotoğrafı)

Örneğin demiri cevherinden çıkarmak, çelik üretiminde ilk adımdır. Bunu yapmak için kullanılan fırınların içindeki sıcaklıklar 1.600°C’yi geçebilir. Çimentonun ham maddelerinden biri olan kireç taşını klinkere dönüştüren çimento fırınları 1.400°C’ye ulaşabilmektedir. Bazı endüstriyel süreçlerde bu tür sıcaklıkları yalnızca elektriği kullanarak üretmek zor veya imkansız olduğundan, firmalar fosil yakıtlara güveniyor.

Yeşil fikirli işletmeler alternatifleri araştırıyor. Örneğin hidrojen, suyu bileşenlerine ayırarak üretilebilir. Bu temiz enerji ile yapılırsa, gaz sıfır karbonlu bir yakıt olarak yakılabilir. Başka bir seçenek de fosil yakıtlara bağlı kalmak, ancak ürettikleri karbondioksiti yakalayıp gömmek olabilir, bu fikir karbon yakalama ve depolama olarak bilinir. Ancak her iki teknoloji de gelişmektedir ve henüz var olmayan çok sayıda yeni altyapının inşa edilmesini gerektirecektir.

Hollanda’da Maastricht yakınlarındaki devlet ve endüstri destekli bir inovasyon merkezi olan Brightlands Kampüsü’nde, Coolbrook adlı bir Fin mühendislik firması bunu değiştirmeyi umuyor. “RotoDynamic” sistemi, ağır sanayinin ihtiyaç duyduğu türden süper yüksek sıcaklıkları sağlamak ve bunu yalnızca elektrikle çalışırken yapmak için tasarlanmıştır.

dönüyor

Coolbrook’un sistemini düşünmenin en kolay yolu, tersine dönen bir gaz türbinidir. Elektrik santrallerinde veya jet motorlarında kullanılan geleneksel bir gaz türbini, rotor kanatlarını döndüren sıcak, yüksek basınçlı bir gaz oluşturmak için fosil yakıtı yakar. Bu dönme enerjisi, itme üreten bir fanı (jet uçağında olduğu gibi) çalıştırmak için kullanılabilir veya bir jeneratörde (bir elektrik santralinde olduğu gibi) elektriğe dönüştürülebilir.

Yeni sistem bunun yerine bir elektrik motoruyla başlıyor. Motor, türbin rotorlarını döndürür. Gaz veya sıvı daha sonra türbine beslenir. İçeri girdikten sonra, rotorlar malzemeyi süpersonik hızlara çıkarır ve ardından tekrar hızla yavaşlatır. Ani yavaşlama, hızlandırılmış gaz veya sıvının içerdiği kinetik enerjiyi ısıya dönüştürür. Motor yeşil elektrikle çalışıyorsa, karbondioksit üretilmez.

Brightlands’deki pilot tesisin ilk testi, petrokimya fabrikalarındaki en yoğun enerji gerektiren süreçlerden biri olan buhar kırma işlemini içerecek. Geleneksel krakerler, ham petrolün bir bileşeni olan naftayı daha küçük moleküllere ayrıştırır. Adından da anlaşılacağı gibi, bu, nafta buharla seyreltilerek ve ardından oksijen yokluğunda bir fırında patlatılarak yapılır.

Coolbrook’un pilot tesisi bunun yerine dönen türbine bir nafta ve buhar karışımı enjekte ederek türbini yaklaşık 1.000°C’ye ısıtacak. Bu, naftayı plastik yapımında kullanılan propilen ve etilen gibi maddelere ayırmalıdır. Umut, bir elektrikli reaktörde nafta kırmanın sadece mümkün olduğunu değil, aynı zamanda daha iyi olduğunu kanıtlamaktır. Laboratuvar denemeleri, elektrikli prosesten elde edilen verimin, fosil yakıtlarla elde edilebilecek olandan önemli ölçüde daha yüksek olabileceğini göstermiştir.

Her şeyin plana göre gittiğini varsayarsak, firma diğer birçok endüstriyel süreç için ısı üretmeyi deneyecektir. Coolbrook’un patronu Joonas Rauramo, ısıtıcının 1.700°C’ye kadar çıkabilmesi gerektiğini düşünüyor. Bu, çelik, çimento, cam ve seramik üretimi de dahil olmak üzere bir dizi enerji yoğun uygulama için uygun hale getirecektir. Birkaç büyük firma pilot proje için ortak olarak imza attı. Bunlar arasında bir İngiliz petrol firması olan Shell, Brezilya merkezli bir kimyasal üreticisi olan Braskem ve dünyanın en büyük çimento üreticilerinden biri olan CEMEX yer alıyor.

Elektrik ısısı, ağır sanayiden kaynaklanan karbon emisyonlarını tamamen ortadan kaldırmak için yeterli olmayacaktır. Bunun nedeni, sektörün emisyonlarının büyük bir bölümünün fosil yakıtların yakılmasından değil, güç sağladıkları süreçlerin kimyasından gelmesidir. Örneğin, çimento yapımında, karbondioksitin kabaca yarısı, fırının fosil yakıtlarla ısıtılmasından gelir. Diğer yarısı, kireç taşını klinkere dönüştüren kimyasal reaksiyon olan kalsinasyondan gelir.

Demirin, onu demir oksit olarak tutan cevherlerden kimyasal olarak serbest bırakıldığı çelik üretiminde de benzer bir hikaye var. Bu, cevheri yüksek sıcaklıkta bir karbon monoksit ve hidrojen karışımı ile reaksiyona sokarak yapılır. Bu, oksijen atomlarını uzaklaştırarak saf demir bırakır. Bu arada oksijen, karbon dioksit üretmek için karbonla birleşir.

Bu, bu reaksiyonları yürütecek ısı sıfır karbonlu elektrikle sağlansa bile, emisyonların geri kalanının yine de bir şekilde ele alınması gerektiği anlamına gelir. Firmalar kimyayı çeşitli şekillerde değiştirmek için çalışıyorlar, ancak henüz hiçbir yaklaşım pazara sunulmaya hazır değil.

Ancak bir teknolojinin yararlı olması için bir sorunu tamamen çözmesi gerekmez. Bay Rauramo, firmasının teknolojisinin ağır endüstriyel emisyonların belki de %30’unu ortadan kaldırabileceğini düşünüyor. Ve bunu temelde yeni bir şey icat etmeye gerek kalmadan yapabileceğini söylüyor. Bay Rauramo, “Bu bilinen bir bilimdir” diyor. “Tam olarak bizim yaptığımız şekilde uygulanmadı.”

© 2023, Ekonomist Gazetesi Limited. Her hakkı saklıdır. The Economist’ten, lisanslı olarak yayınlandı. Orijinal içerik www.economist.com adresinde bulunabilir.