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흡착제 혁신으로 DAC를 실행 가능하게 만들 수 있습니까?

탄소 제거에는 자연적 접근 방식과 기술적 접근 방식을 모두 포괄하는 다양한 방법이 있습니다. 자연적 해결책에는 나무 재배, 토양의 탄소 격리 능력 강화 등의 활동이 포함됩니다. 반면, 기술 솔루션은 CO의 직접 추출뿐만 아니라 천연 탄소 제거 메커니즘을 촉진하거나 모방하는 프로세스를 포함합니다.2 분위기에서.

직접 공기 포집(DAC)은 현재 잠재력을 입증하고 있으며 더 광범위한 탄소 제거 전략 포트폴리오에 통합될 것으로 예상되는 유망한 기술적 탄소 제거 형태입니다.

비평가들은 DAC가 포인트 소스 캡처나 기술과 같은 보다 효율적인 다른 기술에 방해가 된다고 비웃었습니다. 바다 포획대체 탄소 제거 방법과 비교할 때 이 특별한 접근 방식은 상대적으로 적은 양의 공간을 필요로 하며 유연한 부지 선정의 이점을 제공합니다. 실제로 재조림보다 토지 효율성이 100배 더 높습니다.

결과적으로 DAC는 토지 활용 상충의 위험을 완화하고 한계 토지 또는 지질 저장 장소에 가까운 곳에 건설을 허용함으로써 광범위한 CO2의 필요성을 줄입니다.2 파이프라인 인프라. DAC는 또한 다른 공급원료 공급원이 제한될 가능성이 있고 항공 및 해양 부문에서 배출량을 줄일 수 있는 합성 연료에 대한 비화석 탄소 공급원을 제공합니다.

DAC용 흡착제의 중요성

흡착제는 일반적으로 CO를 포착합니다.2 주변 온도에서 포집된 CO를 방출하여 재생됩니다.2 이렇게 높은 온도에서 클라임웍스 또는 전기화학적 또는 수동적 접촉과 같은 비열적 기술뿐만 아니라 대체 열원을 사용합니다. 흡착제는 액체, 고체 또는 액체와 고체 성분을 모두 포함하는 하이브리드 물질일 수 있습니다. 탄소공학 예를 들어, DAC를 위한 수성 흡착제 기반 화학 루핑 공정을 보유하고 있습니다.

출처: 미국 에너지부

DAC가 탄소 포집 수요를 충족하려면 비용 격차를 줄이는 데 특히 흡착제의 재료 혁신이 중요합니다. 흡착제 용량을 두 배로 늘리는 것은 재료 제조 비용을 절반으로 줄이거나 재료 수명을 두 배로 늘리는 것과 동일하며 DAC 시스템의 자본 지출(CapEx) 및 운영 지출(OpEx)을 낮추는 추가 이점도 있습니다. 그러나 1세대 DAC 기술은 CO를 분리하는 데 필요한 작업으로 인해 에너지 집약적입니다.2 흡착제 또는 용매로부터. 아래 그래프는 다양한 DAC 방법론과 배포 규모의 혁신가들의 에너지 수요 수준을 공유합니다.

DAC의 최근 기술 발전은 주로 이러한 프로세스와 관련된 에너지 집약도 또는 장비 비용을 완화하는 것을 목표로 하는 새로운 분리 시스템에 점점 더 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 기술은 다음과 같이 구성됩니다.

  • 탄소 포집 및 금속 유기 골격에 특히 유용한 다공성 분자체인 제올라이트. 다음과 같은 혁신가 탄소포집, 카본 인피니티 그리고 리무버 그들의 단위로 그들에게 베팅했습니다. 후자는 2022년 노르웨이에서 제올라이트를 기반으로 한 최초의 DAC 공장을 가동했으며 해당 기술을 최대 2,000tCO까지 확장할 계획입니다.2/년 2025년까지.
  • 다음과 같은 혁신가들이 사용하는 전기 스윙 흡착 베르독스 그리고 카본 아틀란티스CO를 흡착하는 고체 전극이 있는 DAC 장치가 있습니다.2 음전하를 가하면 방출하고 양전하를 가하면 방출하여 재생 시 에너지 사용량을 줄입니다.
  • 냉각탑이나 환기 시스템과 같은 기존 구조물에 통합하여, 캡쳐6 최근에는 최초의 완전 통합형 물 관리 및 이산화탄소(CO2) 제거 시설인 PWAV(Pure Water Antelope Valley) 실증 시설을 지원하기 위해 캘리포니아 에너지 위원회로부터 800만 달러의 보조금을 받았습니다.

DAC에서 널리 사용되는 흡착제를 개발하려면 구조-특성-성능 관계를 확립하기 위한 기초 연구가 여전히 필요합니다. DAC 기술의 예상 비용은 톤/CO당 $600~1,000입니다.2 채택을 방해하고 있습니다. DAC는 초기 시장에서 떠오르는 기술이기 때문에 획기적인 흡착제의 전반적인 에너지 수요, 경제적 생존 가능성 및 환경 지속 가능성을 철저하게 조사하는 것이 필수적입니다.

CO를 효율적으로 제거2 특히 분말 흡착제를 사용하는 경우 공기 흡착제 접촉기 컬럼에 대해 잘 최적화된 설계가 필요합니다. 그럼에도 불구하고 상당한 양의 대기를 유도하는 행위와 그에 따른 흡착제 장치의 압력 강하는 상당한 운영 비용을 초래할 수 있습니다. 대량의 공기를 처리할 수 있는 효율적인 접촉기를 개발하는 것도 CO 포집에 드는 전체 비용을 줄이는 데 기여할 것입니다.2.

주의할 점

이러한 기술의 대부분은 아직 산업 규모로 입증되지 않았지만 탄소 배출권 계약에 대해 Amazon, Microsoft, Stripe 등과 같은 주요 기술 기업의 관심을 끌었습니다. CDR 크레딧 및 탄소 네거티브 제품(예: 콘크리트)에 대한 빠르게 성장하는 시장과 미국 내 35억 달러 규모의 확장 자금은 업계에 상당한 순풍을 불러일으켰습니다. 추정에 따르면 2023년 말까지 오프셋 구매량이 600만 톤에 이를 것으로 예상됩니다. 만약 그렇게 된다면 전년도보다 10배 증가할 것입니다.

다음과 같은 인증 제공업체에서는 방법론을 아직 개발 중입니다. 더 나쁜이는 판매 능력을 제한합니다. 규제된 탄소 시장과 국가 목록에 DAC를 포함시키는 것을 지원하고 DAC에 대한 보조금 제도의 장점을 평가하기 위해, 수명주기 평가를 기반으로 합의된 방법론과 회계 프레임워크를 개발하려는 전 세계적 추진을 주시하십시오( LCA)를 다른 탄소 제거 접근법과 함께 DAC용으로 사용합니다.

최근 활동

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