Консорциум, воден от Институт за енергийни изследвания на Каталуния (IREC) направи значителна крачка в надпреварата за намаляване на емисиите от морския транспорт в Испания. Чрез проекта SUPORT участващите организации успяха да разработят Синтетично корабно гориво който се получава от пречистени отпадъчни води и въглероден диоксид от тяхното пречистване.
Това технологично предложение е специално разработено за Порт де Барселона, един от основните логистични центрове в Средиземноморието, и е интегриран в неговата Plan de Transición Energeticaнасочени към постепенно намаляване на емисиите, свързани с пристанищната дейност. Резултатът е синтетичен морски дизел с нулеви нетни емисии, което може да се използва в кораби без модифициране на двигателите и което също така е смесимо със съществуващите изкопаеми горива.
Проект за декарбонизация на сектори, които са трудни за електрифициране
В основата на проекта SUPORT е предлагането на реална алтернатива на сектори, където директната електрификация е сложнакато например морски или тежкотоварен автомобилен транспорт. Инициативата демонстрира, че е възможно да се трансформират потоци от отпадъци – като пречистена вода и утайки от пречиствателни станции – заедно с уловения CO₂, в гориво, което може да замени традиционния дизел.
Според подробности, предоставени от екипа за координация на проекта в IREC, Полученото гориво може да се използва както в чиста, така и в смесена форма. с конвенционални изкопаеми горива. Тази гъвкавост отваря вратата към прогресивни стратегии за заместване: от частични смеси за незабавно започване на намаляване на емисиите, до сценарии за пълна промяна, след като производството достигне индустриален мащаб.
В допълнение към екологичния си потенциал, SUPPORT е замислен като практическо проучване на кръгова икономика, приложена към пристанищния секторОползотворяването на органичните отпадъци, утайките от отпадъчни води и CO₂ позволява превръщането на материалите, считани за отпадъци, в енергиен ресурс, което е в съответствие с основните насоки на европейския екологичен преход.
Проектът е интегриран и в пътната карта на Европейския съюз за климата, която определя цели за климатична неутралност до средата на векаЧрез предлагане на технология, която може да бъде възпроизведена в други европейски пристанища и логистични центрове, решението, разработено от консорциума, е представено като начин за намаляване на емисиите както в морски транспорт на къси и дълги разстояния както в свързаните наземни логистични вериги.
Как се произвежда новото корабно гориво
Процесът, проектиран в SUPPORT, се основава на комбинацията от две технологии, разработени в IRECинтегрирани в единна система за подобряване на производителността и ограничаване на разходите. Първият етап се нарича ко-електролиза, при който ко-електролизатор се захранва с CO₂ и регенерирани отпадъчни води от пречиствателни станции в столичния район на Барселона.
В тази начална фаза и двата компонента се трансформират в синтезен газВъглеродният оксид е смес от въглероден оксид и водород. Тези два газа са основните суровини за получаване на синтетични горива, тъй като позволяват реконструкцията на въглеводородни молекули със свойства, подобни на тези на конвенционалните изкопаеми горива, но със значително по-малък въглероден отпечатък.
Вторият етап се провежда в Каталитичен реактор тип Фишер-ТропшВ това оборудване синтезният газ реагира върху специфичен катализатор, за да се получи дълговерижен въглеводород от синтетичен характер, който е функционално еквивалентен на морското дизелово гориво, използвано днес от повечето кораби.
Един от ключовите постижения на проекта е разработването на катализатор на базата на кобалтови и цериеви оксидиОптимизирана за този тип реакция, системата постига степен на превръщане на въглероден оксид над 70%, със селективност над 80% към C5+ въглеводороди, т.е. фракции, подходящи за използване като течно гориво.
Тези характеристики са валидирани в пилотен реактор с капацитет от 5 NM³ на ден синтезен газТова потвърждава потенциала на технологията отвъд лабораторните условия. Интегрирането на ко-електролизата и реакцията на Фишер-Тропш в единна система допринася за повишаване на общата ефективност на процеса и намаляване на свързаните с него разходи, съществени аспекти за евентуалното търговско внедряване.
Сътрудничество между публични и частни организации
SUPORT е структуриран като консорциум, в който IREC упражнява научно и технологично лидерство, но където Няколко ключови играчи във водния цикъл и пристанищната логистика са ангажираниТе включват пристанището на Барселона, Aigües de Barcelona, Cetaqua и изследователския център CIMNE-CENIT.
Cetaqua и Aigües de Barcelona са се фокусирали върху разработването и оптимизирането на процеси за биологично производство на водород произведен от органична материя и утайки от отпадъчни води. Този водород допълва генерирания при ко-електролиза и е интегриран в цялостната схема за производство на синтетичен газ, допринасяйки за подобрено използване на наличните ресурси в пречиствателните съоръжения за вода.
От своя страна, CIMNE-CENIT е извършил анализи на икономическото и екологичното въздействие на процеса, с цел да се определи неговата мащабна жизнеспособност. Тези проучвания потвърждават, че технологията може да се превърне в конкурентен и мащабируем вариант в европейски контекст, при условие че са налице подходящи инвестиционни условия и регулаторна рамка за устойчиви горива.
Пристанището на Барселона е оценило потенциално търсене на алтернативни горива сред морските оператори, които използват неговите съоръжения. Тази информация е ключова за определяне на размера на бъдещите производствени инсталации и проектиране на услуги за доставка, които се адаптират към темпото на приемане на нови горива от корабните компании и логистичните фирми.
Самата пристанищна администрация подчертава, че проектът е позволил да се тества технология с директно приложение в лаборатория Що се отнася до пристанищната дейност, следващото предизвикателство, според отговорните лица, е мащабирането на процеса до индустриално ниво, за да се осигури достатъчен обем гориво, който да отговори на нуждите както на морския транспорт, така и на други сегменти, като например камиони и тежкотоварни превозни средства.
Вписване в европейските политики за енергиен преход
Проектът SUPORT се финансира в рамките на План за възстановяване, трансформация и устойчивост чрез европейските фондове NextGenerationEU. По-конкретно, проектът PLEC2022-009250 получава подкрепа от Министерството на науката, иновациите и университетите, чрез Държавната агенция за научни изследвания и от самия Европейски съюз.
Тази линия на финансиране е насочена към да се насърчават технологии, които допринасят за декарбонизацията на икономиката и намаляване на емисиите в стратегически сектори. В случая на SUPORT акцентът е върху демонстрирането, че е възможно да се произвеждат устойчиви морски горива, използвайки местни ресурси - като градски отпадъчни води - и да се затвори въглеродният цикъл чрез повторно използване на CO₂.
Предложението е в съответствие с директивите на ЕС, които целят увеличаване на дела на възобновяемите горива от небиологичен произход в транспорта и с европейския законодателен пакет за значително намаляване на емисиите на парникови газове преди 2030 г. Тъй като това е технология, която може да се възпроизвежда, резултатите, получени в Барселона, биха могли да бъдат прехвърлени в други европейски пристанища с подобна пречиствателна инфраструктура.
Един важен аспект е, че генерираното гориво Съвместим е със съществуващата инфраструктура за съхранение и доставки на пристанищата. Това улеснява постепенното им интегриране на пазара, без да е необходимо да се извършват големи модификации на резервоари, тръбопроводи или системи за доставка, като по този начин се намаляват бариерите за навлизане на операторите.
По този начин проектът не само преследва екологични цели, но и предлага прагматичен начин за подпомагане на компаниите в морския сектор в адаптирането им към бъдещите европейски разпоредби относно емисиите и използването на алтернативни горива, като се избягват резки прекъсвания в ежедневните операции.
Ролята на IREC в енергийните изследвания в Каталуния
El Institut de Recerca en Energia de Catalunya Това е публичен изследователски център, специализиран в енергетиката, към Департамента за територия, жилищно настаняване и екологичен преход на правителството на Каталуния, с участието и на Департамента за изследвания и университети. Признат за център CERCA и акредитиран като център TECNIO, дейността му е насочена към подкрепа на производствения сектор в прехода към по-устойчиви енергийни системи.
От създаването си през 2008 г., IREC е комбинирал приложни изследвания, технологични иновации и трансфер на знания към компании и публични администрации. Техните области на работа варират от интегрирането на възобновяеми енергийни източници и съхранението на енергия до енергийната ефективност в сградите, устойчивата мобилност и новите енергийни вектори като водород или синтетични горива.
В случая с SUPPORT, центърът е допринесъл със своя опит в електрохимия, усъвършенствани катализатори и проектиране на реакториТова позволи интегрирането на етапи, които често се разглеждат отделно, в единна технологична рамка. Тази интеграция е един от ключовете за постигане на високи добиви и намаляване на разходите за производствения процес на синтетично гориво.
IREC също участва активно в разпространение на резултатите SUPORT е насочена към научната общност, правителствените агенции и обществеността, с цел да повиши осведомеността за реалните възможности на нововъзникващите технологии и тяхното потенциално въздействие върху енергийния преход. Инициативи като SUPORT засилват ролята на програмата като водеща сила в енергийните изследвания в Каталуния и, следователно, в Южна Европа.
Цялата тази работа е подкрепена от постоянно сътрудничество с компании, оператори на инфраструктура и други изследователски центрове, което улеснява технологичните разработки да не остават в лабораторията, а да напредват към пилотни проекти и впоследствие към търговски решения, съобразени с реалните нужди на пазара.
Инициативата SUPPORT показва как, започвайки от отпадъци, CO₂ и технологии, разработени в обществени центровеВъзможно е да се генерира корабно гориво с нулеви емисии, което отговаря на екологичните изисквания на Европейския съюз и стратегиите за декарбонизация на пристанището на Барселона. Съвместимостта му със съществуващите двигатели, възможността за смесване с конвенционални горива и подходът му към кръговата икономика го правят практичен пример за това как иновациите могат да ускорят енергийния преход в един от най-сложните за трансформация сектори.
