新加坡将建设世界最大CO₂脱除示范厂
引言:继两个试点项目取得成功后,新加坡国家水务局(PUB)与Equatic将在新加坡大士区建造世界上最大的海洋CO₂脱除工厂,以展示和测试该技术的有效性之未来发展潜力。
01、世界上最大海洋CO₂脱除工厂
继两个试点项目取得成功之后,PUB与Equatic将在新加坡大士区建造世界上最大的海洋CO₂脱除工厂,以展示和测试该技术之有效性和未来发展潜力。
第一个模块将于2024年中期投入使用,示范阶段预计将持续18个月。
Equatic首席运营官Edward Sanders告诉水技术在线(Aquatech Online):“Equatic-1将由包含一个电解槽的单独模块组成;该项目第一阶段将使单个模块上线;后续还将安装九个模块,以实现工程规模示范厂,并证明该技术能够扩展到10亿t规模。”
该过程以电解形式从海水中脱除CO₂,副产品为清洁氢气/H₂和固体。
Equatic技术采用电解和直接空气捕集技术,可从大气中去除CO₂并生产碳负氢。Equatic-1在电解过程中利用氧选择性阳极,由能源部先进能源项目署(ARPA-E)支持开发,可生产碳负氢,同时避免产生氯气。
"在电解步骤完成后,这两股水流(一酸一碱)均接受处理," Sanders 补充道。
随后,水被送回海洋,其中具有捕获更多CO₂的潜力。这个过程可循环使用,形成高效碳捕捉循环。
02、从试点到示范
“在PUB, 我们深信,与学术界和私营部门合作推动了技术进步,这是解决气候变化所带来复杂挑战的关键。” PUB首席工程与技术官Pang Chee Meng博士如是说。
Equatic首个试点运营项目于2023年4月在美国洛杉矶港和新加坡正式启动,距离在2021年于加州大学洛杉矶分校进行的实验室实验不到2年。
Equatic联合创始人Gaurav N. Sant表示:“扩大CO₂去除解决方案需要技术过硬、大胆且敬业的合作伙伴,并把重点放在及时取得可衡量的成功之上。我们与新加坡合作伙伴共同构建了这一愿景,以试点和扩大Equatic解决方案。”
03、脱碳何以重要?
2022年,联合国发布报告指出,若世界要实现净零排放,从大气中去除碳至关重要。前一年,工业排放了360亿t CO₂。
海洋是地球上最大CO₂吸收池,其含量是空气中的150倍。然而,随着CO₂水平上升,海水吸收CO₂的效率在下降,这就导致更多CO₂留在大气中,可能对气候造成不利影响。
PUB与Equatic试点项目显示,处理后的海水返回海洋后,其吸收大气CO₂的能力会增加。
Equatic联合创始人Dante Simonetti补充道:“2023年在新加坡启动的试点工厂提供了关键性能数据,验证了我们的CO₂去除效率、氢生产速率以及该过程所需的能源。研究结果有助于根据试验系统验证的性能放大,确定Equatic-1设计和工程路线。”
去除CO₂的好处不仅如此。起初,Equatic-1将连接到电网。然而,Equatic正在考虑多种可再生能源来为该工厂提供动力。
Sanders补充道:“利用产生的H₂,有可能显著降低去除CO₂过程的净能量密度,这与大多数其它碳减排技术不同。”
04、可去除多少碳?
该工厂将在现有试点基础上进行扩建,试点每天成功从海水中去除0.1 t CO₂。示范工厂将配备移除10 t CO₂/d设备,比试点厂高100倍。
据估计,1 800个工业规模单位每年可移除大气100亿t CO₂。
该工厂基于模块化原理设计,将使其更容易根据当地需求扩展技术。流过系统的海水来自PUB毗邻海水淡化厂。
当海水流过利用Equatic氧选择性阳极网状电极时,电流通过水传导。化学反应将水分解为碳负氢和氧。所产生的固体能够储存CO₂千年,并可用于工业,如,混凝土和水泥,或安全被释放回海洋中。
05、碳脱除是PUB的净零目标
作为新加坡国家水务机构,PUB为自己设定了到2045年实现净零排放之目标。其战略包括减少水处理过程能源需求,以及捕捉和清除排放到大气中的碳。
碳脱除工厂有可能为实现PUB目标做出重大贡献,尤其是该工厂设计可依靠可再生能源运行。
在全球范围内,如果该工厂取得成功,这种方法的模块化和可扩展性将具有更广泛的吸引力。与传统陆基或水基碳捕集与封存方法相比,这种方法有许多优势。它无需复杂的物质流、溶剂、添加剂、管道、压缩和易堵塞的膜。同时,Equatic预计该工厂采用的技术将在2030年前使去除成本远远低于行业目标。