Біогенний CO2: особливості та переваги
Для платформи SAF ми підготували переклад важливого та цікавого матеріалу про те, чим відрізняється біогенний і звичайний СО2 та чому спалювання біомаси не несе загрози клімату й є вуглецево нейтральним процесом.
Вуглекислий газ може надходити з різних джерел:
- Повільний вуглецевий цикл (зазвичай викопне паливо). Тут, за даними Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (IPCC), ми говоримо про час колообігу понад 10 000 років.
- Швидкий вуглецевий цикл (як правило, з біомаси) з часом колообігу менше 500 років.
З огляду на це є надзвичайно цікавою технологія уловлювання та зберігання біогенного CO2 (Bio-CCS), яка передбачає видалення вуглецю, який є в атмосфері. Так, загальний вміст CO2 зменшується, тому технологія класифікується як технологія видалення вуглекислого газу (CDR). З огляду на вектор розвитку суспільства в бік кліматичної нейтральності біогенний CО2 стає все більш цікавим для різних секторів економіки. Розберемося, де ці технології є найбільш актуальними.
Біоетанольні установки
Такі установки продукують великі обсяги біогенних викидів CO2, оскільки використовують природні біологічні процеси для перетворення рослинних матеріалів (таких як кукурудза, пшениця, цукровий буряк або цукрова тростина) у паливо на основі біоетанолу. У процесі виробництва рослинні матеріали спочатку ферментуються за допомогою дріжджів, що призводить до утворення біоетанолу як побічного продукту. Потім біоетанол відокремлюють від ферментованої суміші та очищають для паливного використання.
Під час бродіння утворюються викиди біогенного CO2 як побічного продукту. Як правило, 1 кг біоетанолу, виробленого з кукурудзи, дає 1 кг біогенного CO2 в процесі бродіння та 0,5 кг CO2 від подальшого виробничого процесу (який може бути комбінацією викопного та біогенного CO2, але зазвичай викопного). Тому заводи з виробництва біоетанолу часто мають викиди CO2, що складаються приблизно на 70% з біогенного CO2.
ТЕЦ і ТЕС на біомасі
Заводи на біомасі працюють на різних видах біопалива для виробництва електроенергії та/або тепла. Частина цих установок одразу були спроєктовані та побудовані для використання біомаси як сировини, проте деякі установки були переобладнані після відмови від використання викопних палив (зазвичай вугілля). Крім того, певні станції одночасно використовують різні типи палива (як біомасу, так і викопне паливо), тому частка біогенного CO2 на біомасових ТЕЦ і ТЕС варіативна: від 0% до 100%.
Заводи із переробки відходів в енергію (WtE)
Такі заводи (Waste-to-energy або WtE) спалюють відходи для виробництва тепла й електроенергії. Часто це побутові відходи: пластик, продукти харчування, папір тощо. У середньому приблизно половина відходів містить вуглець біологічного походження (наприклад, з харчових продуктів і паперу), тому орієнтовно 50% такого CO2 є біогенним. Згідно зі звітними даними 112 різних заводів WtE в Європі та США, середня біогенна частка в їхніх викидах CO2 становить 59%, проте дещо різниться залежно від обʼєкта.
Цементні заводи
Часто стає несподіванкою, що цементні заводи викидають біогенний CO2. Близько 60% викидів відбуваються в результаті виробничого процесу за участі вапняку, який фактично складається із скам’янілостей (викопних решток). Так, коли вапняк та інші матеріали нагріваються в цементній печі для створення клінкеру, основного інгредієнта цементу, вивільняється побічний продукт — викиди CO2. З іншого боку, викиди, пов’язані з енергетикою, в основному утворюються під час спалювання палива в цементній печі для забезпечення високих температур. Цементні заводи використовують багато різних видів палива, переважно викопного походження, а також осад стічних вод, відходи деревини, тваринництва тощо. Як наслідок, викиди CO2 від багатьох заводів містять 5%-15% біогенних викидів.
Виробництво паперу і целюлози
Виробничий процес полягає в переробці деревини або інших рослинних матеріалів для виробництва паперу, картону та інших паперових виробів. Біогенні викиди CO2 продукується під час процесу виготовлення целюлози — розкладання рослинного матеріалу для вилучення целюлозних волокон. До того ж, інші етапи також можуть збільшувати викиди біогенного CO2 (наприклад, енергія, яка використовується для забезпечення виробничого процесу, може надходити від спалювання біомаси).
Виробництво спирту та цукру
Під час виробництва алкоголю біогенний CO2 виділяється в результаті бродіння органічних матеріалів (кукурудза, ячмінь і цукрова тростина). До нього додають дріжджі, щоб перетворити цукор на спирт. Окрім процесу бродіння, інші етапи виробництва харчового алкоголю також можуть викидати біогенний CO2. Наприклад, енергія, яка використовується для забезпечення виробничого процесу, може надходити від спалювання біомаси або іншого органічного палива. Біомаса також використовується як джерело енергії в цукровій промисловості. Крім того, під час виробництва цукру може відбуватися певна ферментація (залежно від процесу), що призводить до біогенних викидів CO2.
Як там з біогазовими установками?
Біогаз, який у Північній Америці також називають відновлюваним природним газом (RNG), виробляється шляхом ферментації в метан харчових відходів та інших ресурсів на основі біомаси. Цей метан є чудовим відновлюваним джерелом енергії, яке використовується в енергетиці, транспорті та серед інших секторів. Після процесу бродіння частка метану зазвичай становить 65%, а СО2 — 35%. Однак для більшості виробничих установок тільки частка метану комерційно цінна. Це призводить до відокремлення та викиду CO2 на місці. Такий потік CO2 має високу концентрацію, як правило, понад 98%, що робить його хорошою можливістю для збору біогенного CO2 за низьких витрат. Недоліком є те, що більшість біогазових заводів викидають обмежену кількість CO2. Вона коливається від 10 000 тонн на рік для середніх установок та до 40 000 тонн на рік або більше — для великих. Крім того, у більшості країн викиди CO2 часто не обліковуються, що ускладнює моніторинг наявності біогенних обсягів CO2.
Читайте повний матеріал на платформі SAF.
Нагадаємо, що UABIO є партнером платформи сталого агробізнесу SAF.
SAF – це комунікаційний майданчик, який об’єднує стейкхолдерів у галузі агробізнесу та спрямований на встановлення потужних зв’язків між гравцями ринку та запровадження сталих підходів у сільському господарстві. Для цієї платформи наша команда готує перевірену фахову інформацію щодо сектору біоенергетики.
