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Los investigadores quieren usar sistemas de aire acondicionado y ventilación para la producción descentralizada de combustibles sintéticos neutros en carbono

Publicación en Nature Communications

Articulo Cortesia de KIT: Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) y de la Universidad de Toronto propusieron un método que permite que los sistemas de aire acondicionado y ventilación produzcan combustibles sintéticos a partir de dióxido de carbono (CO2) y agua del aire ambiente. Las plantas compactas deben separar el CO2 del aire ambiente directamente en los edificios y producir hidrocarburos sintéticos que pueden entonces ser usados ​​como aceite sintético renovable. El equipo ahora presenta este concepto de » Aglomerado de Petroleo » en Nature Communications. (DOI: 10,1038 / s41467-019-09685-x).

Para evitar los efectos desastrosos del cambio climático global, las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por el hombre deben reducirse a cero en las próximas tres décadas. Esto queda claro en el actual informe especial del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC). La transformación necesaria representa un enorme desafío para la comunidad global: los sectores enteros, como la generación de energía, la movilidad o la gestión de edificios, deben ser rediseñados. En un futuro sistema energético favorable al clima, las fuentes de energía sintéticas podrían representar un cimiento esencial: «Si utilizamos energía eólica renovable y solar, así como dióxido de carbono directamente del aire ambiente para producir combustibles, grandes cantidades de emisiones de gases de efecto «se puede evitar», dice el profesor Roland Dittmeyer, del Instituto de Ingeniería de Micro Procesos (IMVT) del KIT.

Debido a la baja concentración de CO2 en el aire ambiente – hoy, la proporción es de 0,038% – grandes cantidades de aire tienen que ser tratadas en grandes sistemas de filtración para producir cantidades significativas de fuentes de energía sintética. Un equipo de investigadores dirigido por Dittmeyer y el profesor Geoffrey Ozin de la Universidad de Toronto (Canadá) ahora propone descentralizar la producción de fuentes de energía sintéticas en el futuro y vincularlas a los sistemas existentes de ventilación y aire acondicionado en los edificios. Según el profesor Dittmeyer, las tecnologías necesarias están esencialmente disponibles, y se espera que la integración térmica y material de las etapas individuales del proceso permita un alto nivel de utilización de carbono y una alta eficiencia energética.

«Queremos utilizar las sinergias entre la ventilación y la tecnología de aire acondicionado, por una parte, y la tecnología de energía y calefacción, por otra, para reducir los costos y las pérdidas de energía en la síntesis. puede movilizar a muchos nuevos actores para que los sistemas fotovoltaicos privados mostraron cómo esto puede funcionar. «Sin embargo, la conversión de CO2 requerir grandes cantidades de energía eléctrica para producir hidrógeno o gas de síntesis. Esta electricidad debe ser libre de CO2, es decir, no debe venir de fuentes fósiles. «Por lo tanto, es necesaria una expansión acelerada de la generación de energía renovable, incluso por medio de fotovoltaicos integrados en edificios», dice Dittmeyer.

Aglomerado de Petroleo

En una publicación conjunta en la revista Nature Communications, los científicos liderados por Roland Dittmeyer del KIT y Geoffrey Ozin de UoT utilizan análisis cuantitativos de edificios de oficinas, supermercados y casas de ahorro de energía para demostrar el potencial de economía de CO2 de sus plantas de conversión descentralizada. para construir infraestructuras. Ellos consideran que una proporción significativa de los combustibles fósiles usados ​​para la movilidad en Alemania podría ser sustituida por » Aglomerado de Petroleo «. De acuerdo con los cálculos del equipo, por ejemplo, la cantidad de CO2 que podría ser capturada en los sistemas de ventilación de aproximadamente 25.000 supermercados de los tres mayores minoristas de alimentos de Alemania sería suficiente para cubrir cerca del 30% de la demanda de queroseno de Alemania o alrededor del 8%. de su demanda de diesel. Además de eso, además,

El equipo puede confiar en investigaciones preliminares de las etapas del proceso individual y procesar simulaciones, entre otras, del proyecto Kopernikus P2X del Ministerio Federal de Educación e Investigación. En esta base, los científicos esperan una eficiencia energética -es decir, la proporción de energía eléctrica usada que puede ser convertida en energía química – de cerca de 50 a 60 por ciento. Además, esperan que la eficiencia del carbono -es decir, la proporción de átomos de carbono gastados en el combustible producido – varíe de alrededor de 90 a casi el 100%. A fin de confirmar estos resultados de simulación, los investigadores y socios de proyecto de IMVT están actualmente reduciendo el proceso totalmente integrado en el KIT, con un volumen planificado de CO2 de 1,25 kg por hora.

Al mismo tiempo, sin embargo, los científicos descubrieron que el concepto propuesto -aunque se introdujera en toda Alemania- no sería capaz de atender plenamente a la demanda actual de productos de petróleo crudo. Reducir la demanda de combustibles líquidos, por ejemplo, a través de nuevos conceptos de movilidad y de la expansión del transporte público local, sigue siendo una necesidad. Aunque los componentes de la tecnología propuesta, como las plantas para la captura de CO2 y la síntesis de fuentes de energía, ya están comercialmente disponibles en algunos casos, los investigadores creen que grandes esfuerzos de investigación y desarrollo y una adaptación de las condiciones legales y sociales siguen siendo necesario para poner en práctica esta visión. Aglomerado de Petroleo.

 

Publicación original:

Roland Dittmeyer, Michael Klumpp, Paul Kant y Geoffrey Ozin: «El petróleo no es petróleo crudo. Nature Communications, 2019. (DOI: 10.1038 / s41467-019-09685-x)