화석연료 에너지의 경제적 득실

점점 더 낮아지는 화석연료의 개발 수익

에너지환경과학 저널에 게재된 두 논문 중 첫 번째 논문에서 엔지니어들은 셰일 가스를 메탄올 및 가솔린과 같은 제품으로 전환하는 과정을 고안했으며이 모든 과정에서 이산화탄소를 소비한다고 보고 했습니다. 이 공정은 유용한 제품을 생산하기 위해 석탄과 바이오 매스에도 적용될 수 있습니다. 특정 조건에서 이 기술은 생성되는 모든 이산화탄소와 외부 공급원의 추가 이산화탄소를 소비합니다. 두 번째 논문에서 그들은 화학반응을 통해 석탄이나 기타 연료를 전기 및 유용한 제품으로 전환할 수 있는 입자의 수명을 크게 연장할 수 있는 방법을 발견했다고 보고 합니다. 마지막으로, 같은 팀은 합성 가스 또는 "신 가스"라고 하는 연료 가스를 생산할 때 자본 비용을 기존 기술보다 약 50 % 낮출 수 있는 잠재력을 발견하고 특허를 받았습니다. 화학적 루프로 알려진이 기술은 고압 반응기에서 금속 산화물 입자를 사용하여 공기 중에 산소가 없는 상태에서 화석 연료와 바이오 매스를 "연소"합니다. 금속 산화물은 반응에 산소를 제공합니다. 화학 루프는 태양과 바람과 같은 재생 가능 에너지가 널리 이용 가능하고 저렴해질 때까지 깨끗한 전기를 제공할 수 있는 임시방편 기술로 작용할 수 있다고 엔지니어들은 말했다. "재생 에너지는 미래입니다"라고 연구를 이끄는 화학 및 생체 분자 공학의 저명한 대학 교수 인 Liang-Shih Fan이 말했습니다. "우리는 그곳에 도착할 때까지 청정에너지를 만들 수 있는 다리가 필요합니다. 앞으로 30 년 이상 사용할 수 있고 풍력과 태양열이 널리 사용되는 기술이 될 것입니다." 5 년 전 Fan과 그의 연구팀은 석탄 직접 화학 루프 (CDCL) 연소라는 기술을 시연했습니다. 이 기술은 석탄에서 에너지를 방출하면서 생성되는 이산화탄소의 99 % 이상을 포획하여 환경. CDCL의 주요 발전은 이동 층 반응기에서 화학 연소를 위해 산소를 공급하는 산화철 입자의 형태였습니다. 연소 후 입자는 공기에서 산소를 회수하고 사이클이 다시 시작됩니다.

그 당시 도전은 입자가 마모되는 것을 막는 방법이라고 오하이오 주립 대학의 화학 및 생체 분자 공학 조교수 인 Andrew Tong이 말했다. 5 년 전 CDCL 용 입자는 8 일 이상의 연속 작동 동안 100주기 동안 지속되었지만, 엔지니어들은 이후 3,000주기 이상 또는 실험실 테스트에서 8 개월 이상 지속되는 새로운 제형을 개발했습니다. 유사한 제형이 하위 파일럿 및 파일럿 플랜트에서도 테스트되었습니다. "입자 자체는 용기이며, 이 과정에서 산소를 앞뒤로 운반하고 결국 분해됩니다. 고속도로에서 물건을 운반하는 트럭처럼 결국 마모를 겪게 될 것입니다. 그리고 우리는 말하고 있습니다. 우리는 실험실에서 3,000번의 여행을 할 수 있고 여전히 무결성을 유지할 수 있는 입자를 고안했습니다. "라고 Tong은 말했습니다. 이것은 산소 운반체에 대해 보고된 가장 긴 수명이라고 그는 덧붙였다. 다음 단계는 통합 석탄 연소 화학 루핑 프로세스에서 캐리어를 테스트하는 것입니다. 또 다른 발전은 합성 가스 생산을 위한 엔지니어의 화학적 루프 개발과 관련이 있으며, 이는 암모니아, 플라스틱 또는 탄소 섬유를 포함한 다른 유용한 제품의 구성 요소를 제공합니다. 기술이 정말 흥미로워지는 부분이 바로 여기에 있습니다. 유용한 일상 제품을 생산하기 위한 원료로 이산화탄소를 산업적으로 사용할 수 있습니다. 오늘날 발전소 배기가스에서 이산화탄소를 제거할 때 이산화탄소가 온실 가스로 대기에 유입되는 것을 막기 위해 매립됩니다. 화석 연료는 탄화수소, 주로 석탄, 연료 유 또는 천연가스로 죽은 식물과 동물의 유해에서 형성됩니다. 일반적인 대화에서 화석 연료라는 용어에는 동물이나 식물에서 파생되지 않은 탄화수소 함유 천연자원도 포함됩니다. 이들은 때때로 대신 미네랄 연료로 알려져 있습니다. 화석 연료의 활용은 대규모 산업 발전과 대체로 물을 사용하는 제 분소를 가능하게 했으며 열을 위해 목재 또는 이탄을 연소시킬 수 있었습니다. 화석 연료는 수백 개 이상의 지각에서 열과 압력에 노출되어 원유, 석탄, 천연가스 또는 중유로 전환된 부패된 식물과 동물에서 형성된 유기 물질의 매립된 가연성 지질 퇴적물에 대한 일반적인 용어입니다. 인간이 화석 연료를 태우는 것은 이산화탄소 배출의 가장 큰 원천이며, 이는 복사 강제력을 허용하고 지구 온난화에 기여하는 온실 가스 중 하나입니다. 탄화수소 기반 연료의 일부는 대기 중 이산화탄소에서 파생된 바이오 연료이므로 대기 중 이산화탄소의 순량을 증가시키지 않습니다.영국 에너지 연구 센터 프로그램의 일환으로 착수되어 오늘 Nature Energy에 발표 된이 연구는 화석 연료를 추출하는 데 드는 에너지 비용 증가로 인해 그 비율이 계속 감소하여 에너지 자원이 "순 에너지 절벽"으로 밀려날 것이라고 경고합니다. 이것은 에너지 생산에 필요한 "기생"에너지의 양이 증가함에 따라 사회에서 사용할 수 있는 순 에너지가 급격히 감소하는 경우입니다. 연구원들은 이러한 발견이 재생 가능 에너지 원에 대한 투자를 빠르게 강화할 수 있는 강력한 사례를 만들고, 재생 가능 에너지 전환이 연료가 완성된 단계에서 글로벌 EROI의 감소를 실제로 중단하거나 역전시킬 수 있다고 강조합니다. 연구 공동 저자 인 리즈 지구 및 환경 학교의 에너지 경제 모델링 전문가 인 Paul Brockway 박사는 다음과 같이 말했습니다. "추출 단계에서 화석 연료의 투자에 대한 에너지 수익을 측정하는 것은 우리에게 충분한 시간이 있다는 잘못된 인상을 줍니다. 에너지 제약이 우려되기 전에 재생 가능 에너지 전환을 위해. "이러한 측정은 본질적으로 원유와 같이 새로 추출된 원천의 잠재적 에너지 출력을 예측합니다. 그러나 원유는 우리 가정을 난방하거나 자동차에 동력을 공급하는 데 사용되지 않습니다. 에너지가 경제에 유입되는 위치를 고려하는 계산이 더 합리적입니다. 그것은 우리를 절벽에 훨씬 더 가깝게 만듭니다. "우리는 쉽게 접근할 수 있는 모든 화석 연료 자원이 고갈되는 시점에 빠르게 도달하고 있기 때문에 비율은 계속 감소할 것입니다. 재생 가능 에너지 자원에 대한 투자를 강화함으로써 우리는 한계를 넘어서지 않도록 도울 수 있습니다. "