Los investigadores están desarrollando un marco que incluye fuentes de energía renovables y captura de carbono flexible

A medida que la demanda mundial de energía sigue aumentando con el dióxido de carbono atmosférico (CO₂), se ha hecho especial hincapié en la adopción de fuentes de energía más sostenibles y neutrales en carbono. Energía solar / eólica y CO₂ captura: el proceso de captura de residuos de CO₂ por lo que no se libera a la atmósfera: estas son dos vías prometedoras para la descarbonización, pero ambas tienen importantes inconvenientes.

Solar i energía eólica es de naturaleza intermitente y no se puede implementar en todas partes; CO₂ los procesos de captura no son fiables energía-intenso. Ambos caminos dan resultado, pero cada uno por sí solo no presenta una estrategia viable en este momento. Sin embargo, un equipo de investigación dirigido por el Dr. Faruque Hasan, Kim Tompkins McDivitt ’88 y Phillip McDivitt ’87 y el profesor asociado de ingeniería química Artie McFerrin en la Universidad de Texas A&M han descubierto cómo combinar los dos procesos para aumentar la eficiencia de ambos.

Gran parte de la investigación de Hasan se refiere a sinergias y efectos sinérgicos en sistemas complejos. La sinergia es el efecto combinado de una interacción entre dos o más organizaciones, sustancias u otros factores que es mayor que la suma de sus efectos separados. Con este fin, Hasan exploró la integración sinérgica de energías renovables y la captura flexible de carbono en minas individuales. energía plantas.

“Nos ocupamos de tres cosas, cada una con ventajas y desventajas: combustibles fósiles son baratos, pero liberan mucho CO₂; CO₂ la captura es muy beneficiosa para el medio ambiente, pero es demasiado cara; Fuentes de energía renovable como el viento o energía solar son buenos para el medio ambiente, pero la energía producida es intermitente y variable ”, dijo Hasan.

Si bien cada área presenta importantes desafíos por sí misma, Hasan y su equipo de investigación han encontrado un beneficio significativo cuando todos los componentes se utilizan en conjunto. EN Artículo de investigación publicado en Ciencia sobre energía y medio ambienteHasan y sus estudiantes de doctorado Manali Zantye y Akhil Arora investigaron la aplicación de la integración sinérgica de fuentes de energía renovables y la captura flexible de carbono y encontraron beneficios significativos en términos de eficiencia y reducción de costos.

“A pesar del creciente interés en las energías renovables sostenibles, su disponibilidad intermitente dificultaría el reemplazo completo de los generadores basados ​​en combustibles fósiles desechables en un futuro cercano”, dijo Zantye, el primer autor del artículo.

CO₂ la captura es un proceso que consume mucha energía. Por lo general, este proceso se ejecuta en paralelo con la generación de energía estándar en las centrales eléctricas. Dado que los precios de la energía generalmente están determinados por la demanda, el uso de CO₂ La captura de procesos durante los picos de demanda de energía puede llevar rápidamente los costos operativos a niveles insostenibles. En estos estudios, Hasan también descubrió que al usar CO flexible₂ el sistema de captura puede compensar significativamente los costos operativos.

Generalmente CO₂ se captura en un gran tanque de disolvente y luego se desecha en un proceso que consume mucha energía. En un sistema flexible, en lugar de eliminar CO₂ a medida que se introduce en el disolvente, puede almacenarse durante períodos cortos y desecharse fuera de los períodos pico cuando los costos de energía son más bajos. Además, al incorporar una fuente de energía renovable, el costo del CO₂ la captura es aún más pareja.

Según Hasan, el marco sinérgico presentado en la investigación puede mejorar radicalmente el sistema más allá de sus componentes. “Desarrollamos una plataforma informática para utilizar programas operativos dinámicos para gestionar todas estas decisiones tan complejas”, dijo. “El desarrollo de tecnologías de captura de carbono es muy importante, pero también lo es cómo se integran. El aspecto operativo de la integración es muy importante. Nuestro estudio muestra que esto se puede hacer de tal manera que las energías renovables, los combustibles fósiles y la captura de carbono trabajen juntos ”.

Según Zantye, el marco propuesto proporciona un mecanismo eficaz para descarbonizar el panorama energético actual dominado por los combustibles fósiles a medida que avanzamos hacia un futuro más sostenible.