Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE) fossiilisen energian toimisto tukee toimia, joilla edistetään hiilestä vetyyn-teknologiaa, erityisesti hiilen kaasuttamisprosessilla hiilidioksidin talteenotolla, hyödyntämisellä ja varastoinnilla. DOE ennakoi, että hiilen kaasutus vedyn tuotantoon hiilidioksidin talteenotolla, hyödyntämisellä ja varastoinnilla voitaisiin ottaa käyttöön keskipitkällä aikavälillä.
Miten Se Vaikuttaa?
kemiallisesti kivihiili on monimutkainen ja hyvin vaihteleva aine, joka voidaan muuntaa useaksi eri tuotteeksi. Kivihiilen kaasuttaminen on yksi menetelmä, jolla voidaan tuottaa sähköä, nestemäisiä polttoaineita, kemikaaleja ja vetyä. Erityisesti vetyä valmistetaan reagoimalla ensin hiilen kanssa happea ja höyryä korkeassa paineessa ja lämpötilassa muodostaen synteesikaasua, joka koostuu pääasiassa hiilimonoksidista ja vedystä.
kivihiilen kaasutusreaktio (epätasapainoinen):
CH0.8 + O2 + H2O → CO + CO2 + H2 + muut lajit
kun epäpuhtaudet on poistettu synteesikaasusta, kaasuseoksessa oleva hiilimonoksidi reagoi höyryn kanssa vesi-kaasu-siirtymäreaktiolla, jolloin syntyy lisää vetyä ja hiilidioksidia. Vety poistetaan erotusjärjestelmällä, ja voimakkaasti väkevöity hiilidioksidivirta voidaan tämän jälkeen ottaa talteen ja varastoida. Lisätietoja hiilidioksidin talteenotosta, hyödyntämisestä ja varastoinnista.
Miksi Tätä Reittiä Harkitaan?
Yhdysvalloilla on runsas, kotimainen luonnonvara kivihiilessä. Hiilen käyttö vedyn tuottamiseksi kuljetusalalle voi vähentää Amerikan kokonaisenergiankäyttöä ja sen riippuvuutta tuontiöljystä samalla kun se auttaa luomaan työpaikkoja luomalla kotimaisen teollisuuden. Vedyn tuotanto kivihiilestä tarjoaa myös ympäristöhyötyjä, kun se on integroitu kehittyneisiin teknologioihin hiilen kaasutuksessa, energiantuotannossa sekä hiilidioksidin talteenotossa, hyödyntämisessä ja varastoinnissa. Näiden teknologioiden integrointi helpottaa useiden saasteiden, kuten rikin oksidien, typen oksidien, elohopean ja hiukkasten sekä kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin, talteenottoa. Kun tehokkaissa polttokennoautoissa käytetään vetyä, voidaan kuljetussektorin päästöt lähes eliminoida.
tutkimus keskittyy haasteiden voittamiseen
hiilikaasutuksen käyttöön vedyn tuottamiseksi tavoitekustannuksin ja kasvihuonekaasupäästöjen ollessa lähes nollassa on useita haasteita. Tarvitaan lisää R&D:
- kehitetään hiilidioksidin talteenotto -, käyttö-ja varastointiteknologioita, joilla varmistetaan mahdollisimman vähäinen hiilidioksidin vapautuminen tuotantoprosessissa
- kehitetään uusia teknologioita, joilla voidaan korvata kryogeeninen prosessi, jota nykyisin käytetään erottamaan tarvittava happi ilmasta.