Các nhà nghiên cứu phát triển phương pháp mới để tính toán tác động môi trường của việc sản xuất amoniac
Ảnh: Public Domain CC0
Bạn đã bao giờ tự hỏi về tác động của carbon khi tăng bữa tối của bạn chưa? Các nhà khoa học vừa đưa ra một phương pháp mới để tính toán một phần của nó.
Là một thành phần chính trong sản xuất phân bón cho sản xuất lương thực của thế giới, amoniac cũng góp phần đáng kể vào việc phát thải khí nhà kính và sử dụng nhiên liệu hóa thạch trên thế giới. Gần đây, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã mô hình hóa chi phí sử dụng các phương pháp thân thiện với môi trường hơn, thải ra ít carbon hơn để sản xuất amoniac.
Amoniac chủ yếu được tạo ra bằng cách cải tạo khí tự nhiên, một quá trình góp phần tạo ra khí thải CO2 và mêtan trong khí quyển. Nhà khoa học cấp cao Amgad Elgowainy của Argonne cho biết: “Mục tiêu cuối cùng là sử dụng năng lượng tái tạo hoặc năng lượng hạt nhân và hydro sạch để sản xuất nó.
Elgowainy và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng mô hình Khí nhà kính, Khí thải Quy định và Sử dụng Năng lượng trong Công nghệ (GREET) của Argonne để ước tính tác động môi trường của việc sản xuất amoniac từ các nguồn năng lượng khác nhau. Sau đó, họ sử dụng một mô hình kinh tế công nghệ để xem xét chi phí của hai cách khác nhau mà amoniac có thể được sản xuất bền vững hơn.
Cách đầu tiên tránh một số lượng carbon giải phóng bằng cách thu giữ một phần trăm carbon nhất định được tạo ra và sau đó lưu trữ nó trong các thành tạo địa chất. Con đường công nghệ này có thể được thực hiện với chi phí tương đối thấp, vì tổng chi phí để sản xuất amoniac chỉ tăng khoảng 20%.
Trong một con đường gần như không cacbon khác, nước được điện phân để tạo ra hydro, sau đó được kết hợp với nitơ để tạo ra amoniac. Elgowainy cho biết: “Sử dụng năng lượng tái tạo hoặc năng lượng hạt nhân để tách nước thông qua điện phân mang lại cho chúng tôi một phương pháp sản xuất amoniac mà hầu như không có tác động đến carbon. "Điều đó cho thấy, chi phí làm như vậy hiện đang cao hơn con đường thu giữ carbon."
Theo Elgowainy, có nhiều khả năng để giảm chi phí của công nghệ điện phân mà cuối cùng có thể làm cho con đường điện phân nước cạnh tranh hơn về chi phí. Ông nói: “Nghiên cứu trong lĩnh vực này có thể làm thay đổi đáng kể thị trường, nhưng sẽ cần đầu tư vào việc phát triển và mở rộng quy mô sản xuất các công nghệ điện phân. "Với việc giảm chi phí và cải thiện hiệu quả để đáp ứng mục tiêu 1 đô la / kg hydro sạch của DOE, con đường điện phân có thể cho phép sản xuất amoniac gần như không có carbon và giá cả phải chăng."
Một bài báo dựa trên nghiên cứu đã xuất hiện trên tạp chí Green Chemistry số ra ngày 13 tháng 5.
