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Pesquisadores querem usar sistemas de ar condicionado e ventilação para produção descentralizada de combustíveis sintéticos neutros em carbono –   

Publicação na Nature Communications

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) e da Universidade de Toronto propuseram um método que permite que sistemas de ar condicionado e ventilação produzam combustíveis sintéticos a partir de dióxido de carbono (CO2) e água do ar ambiente. As plantas compactas devem separar o CO2 do ar ambiente diretamente nos edifícios e produzir hidrocarbonetos sintéticos que podem então ser usados ​​como óleo sintético renovável. A equipe agora apresenta esse conceito de “aglomerado de petroleo” na Nature Communications. (DOI: 10,1038 / s41467-019-09685-x).

Artigo Cortesia KIT : Para evitar os efeitos desastrosos da mudança climática global, as emissões de gases causadores do efeito estufa causadas pelo homem devem ser reduzidas a “zero” nas próximas três décadas. Isso fica claro no atual relatório especial do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). A transformação necessária representa um enorme desafio para a comunidade global: setores inteiros, como geração de energia, mobilidade ou gerenciamento de edifícios, devem ser redesenhados. Em um futuro sistema energético favorável ao clima, as fontes de energia sintéticas poderiam representar um alicerce essencial: “Se usarmos energia eólica renovável e solar, bem como dióxido de carbono diretamente do ar ambiente para produzir combustíveis, grandes quantidades de emissões de gases de efeito estufa podem ser evitado “, diz o professor Roland Dittmeyer, do Instituto de Engenharia de Micro Processos (IMVT) do KIT.

Devido à baixa concentração de CO2 no ar ambiente – hoje, a proporção é de 0,038% – grandes quantidades de ar têm que ser tratadas em grandes sistemas de filtragem para produzir quantidades significativas de fontes de energia sintética. Uma equipe de pesquisadores liderada por Dittmeyer e o professor Geoffrey Ozin da Universidade de Toronto (Canadá) agora propõe descentralizar a produção de fontes de energia sintéticas no futuro e vinculá-las aos sistemas existentes de ventilação e ar condicionado nos edifícios. Segundo o professor Dittmeyer, as tecnologias necessárias estão essencialmente disponíveis, e espera-se que a integração térmica e material das etapas individuais do processo permita um alto nível de utilização de carbono e uma alta eficiência energética.

“Queremos usar as sinergias entre a ventilação e a tecnologia de ar condicionado, por um lado, e a tecnologia de energia e aquecimento, por outro, para reduzir os custos e as perdas de energia na síntese. Além disso, o ‘aglomerado de petroleo’ pode mobilizar muitos novos atores para o Os sistemas fotovoltaicos privados mostraram como isso pode funcionar. ” No entanto, a conversão de CO2 exigiria grandes quantidades de energia elétrica para produzir hidrogênio ou gás de síntese. Esta eletricidade deve ser livre de CO2, isto é, não deve vir de fontes fósseis. “Portanto, é necessária uma expansão acelerada da geração de energia renovável, inclusive por meio de fotovoltaicos integrados em edifícios”, diz Dittmeyer.

Aglomerado de Petroleo

Em uma publicação conjunta na revista Nature Communications, os cientistas liderados por Roland Dittmeyer do KIT e Geoffrey Ozin da UoT usam análises quantitativas de prédios de escritórios, supermercados e casas de economia de energia para demonstrar o potencial de economia de CO2 de suas plantas de conversão descentralizadas. para construir infra-estrutura. Eles consideram que uma proporção significativa dos combustíveis fósseis usados ​​para mobilidade na Alemanha poderia ser substituída por “aglomerado de petroleo”. De acordo com os cálculos da equipe, por exemplo, a quantidade de CO2 que poderia ser capturada nos sistemas de ventilação de aproximadamente 25.000 supermercados dos três maiores varejistas de alimentos da Alemanha seria suficiente para cobrir cerca de 30% da demanda de querosene da Alemanha ou cerca de 8%. da sua demanda de diesel. Além do que, além do mais,

A equipe pode confiar em investigações preliminares das etapas do processo individual e processar simulações, entre outras, do projeto Kopernikus P2X do Ministério Federal de Educação e Pesquisa. Nesta base, os cientistas esperam uma eficiência energética – ou seja, a proporção de energia elétrica usada que pode ser convertida em energia química – de cerca de 50 a 60 por cento. Além disso, eles esperam que a eficiência do carbono – ou seja, a proporção de átomos de carbono gastos encontrados no combustível produzido – varie de cerca de 90 a quase 100%. A fim de confirmar estes resultados de simulação, os pesquisadores e parceiros de projeto da IMVT estão atualmente construindo o processo totalmente integrado no KIT, com um volume planejado de CO2 de 1,25 kg por hora.

Ao mesmo tempo, porém, os cientistas descobriram que o conceito proposto – mesmo que fosse introduzido em toda a Alemanha – não seria capaz de atender plenamente à demanda atual por produtos de petróleo bruto. Reduzir a procura de combustíveis líquidos, por exemplo, através de novos conceitos de mobilidade e da expansão do transporte público local, continua a ser uma necessidade. Embora os componentes da tecnologia proposta, como as plantas para captura de CO2 e a síntese de fontes de energia, já estejam comercialmente disponíveis em alguns casos, os pesquisadores acreditam que grandes esforços de pesquisa e desenvolvimento e uma adaptação das condições legais e sociais ainda é necessário para colocar em prática essa visão.

 

Publicação original:

Roland Dittmeyer, Michael Klumpp, Paul Kant e Geoffrey Ozin: “O petróleo não é petróleo bruto. Nature Communications, 2019. (DOI: 10.1038 / s41467-019-09685-x)