炭素回収の最適化

炭素回収とは、排出源または直接大気からの二酸化炭素 (CO2) 排出量を捕獲し、大気中に侵入するのを防ぐプロセスです。一度回収されると、CO2 は精製され、液化され、他の市場性のある工業および商業製品で利用されます。あるいは、大気中から長期間隔離するために適切な貯蔵場所に輸送することもできます。

抽出方法には主に次の 3 種類があり、その方法は工業プロセスと、原料燃料または原料に含まれる炭素濃度によって異なります。

• 燃焼後の分離回収 - 化石燃料の燃焼後にCO2を除去し、排ガスから回収する。特に発電所で行われるが、その他の発生源でも行うことができます。主に天然ガスや バイオ燃料など、炭素濃度が低く、よりクリーンな燃焼エネルギー源に使用されます。
• 燃焼前の回収 -燃焼前の化石燃料の部分酸化により、一酸化炭素が発生します。蒸気を加えることでCO2を発生させ、それを回収し、燃料となる 水素 を発生させます。この方法は、炭素濃度が平均的な発生源に使用されます。
• 「酸素系燃料」による燃焼 - 化石燃料を純粋な酸素で燃焼し、ほぼすべて CO2 から成る煙道ガスを生成します。この方法は、濃度レベルが最も高く、脱炭素化が最も困難な発生源に使用されます。

炭素回収の成功は、主に次の 3 つの要因に依存しています。

• 回収プロセスの効率性と費用対効果を最適化します。
• 輸送コストを削減します。
• 信頼性の高いガスと液体の封じ込めを保証します。

これらの各アイテムは、いくつかの重要な課題を提起します。回収プロセス自体には、エネルギー消費を慎重に管理し、高温と極端な圧力の下で揮発性化学反応を制御し、回収率を最大化することを目標にしています。安全な輸送業務の維持 は、コンプレッサとポンプの故障の防止、液化プロセスの管理、シリンダ、タンク、パイプラインにおける相の不安定性と封じ込めの損失の防止にかかっています。CO2を貯留するためには、容量を正確に評価し、注入プロセスの効率を確保し、塩のドームなどの地下貯留サイトの安全性と完全性を維持することが必要です。