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Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) e da Universidade de Toronto propuseram um método que permite que os sistemas de ar condicionado e ventilação produzam combustíveis sintéticos a partir do dióxido de carbono (CO 2 ) e água do ar ambiente. Plantas compactas são para separar CO 2 do ar ambiente diretamente em edifícios e produzir hidrocarbonetos sintéticos que podem então ser usados como óleo sintético renovável. A equipe agora apresenta este conceito de "óleo de multidão" em Nature Communications .
Para evitar os efeitos desastrosos da mudança climática global, as emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem devem ser reduzidas a zero nas próximas três décadas. Isso fica claro no atual relatório especial do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). A transformação necessária representa um grande desafio para a comunidade global:setores inteiros, como geração de energia, mobilidade e gestão de edifícios devem ser redesenhados. Em qualquer futuro sistema de energia favorável ao clima, fontes de energia sintética podem representar um bloco de construção essencial. "Se usarmos energia eólica e solar renováveis, bem como dióxido de carbono diretamente do ar ambiente para produzir combustíveis, grandes quantidades de emissões de gases de efeito estufa podem ser evitadas, "diz o professor Roland Dittmeyer do Instituto de Engenharia de Micro Processos (IMVT) do KIT.
Devido ao baixo CO 2 concentração no ar ambiente - hoje, a proporção é de 0,038% - grandes quantidades de ar precisam ser tratadas em grandes sistemas de filtros para produzir quantidades significativas de fontes de energia sintética. Uma equipe de pesquisa liderada por Dittmeyer e o professor Geoffrey Ozin da Universidade de Toronto (UoT) no Canadá agora propõe descentralizar a produção de fontes de energia sintéticas no futuro e vinculá-las aos sistemas existentes de ventilação e ar condicionado em edifícios. De acordo com o professor Dittmeyer, as tecnologias necessárias estão essencialmente disponíveis, e a integração térmica e de material das etapas individuais do processo deve permitir um alto nível de utilização de carbono e uma alta eficiência energética.
"Queremos usar as sinergias entre a tecnologia de ventilação e ar condicionado, por um lado, e tecnologia de energia e aquecimento, por outro lado, reduzir os custos e as perdas de energia na síntese. Além disso, o 'crowd oil' poderia mobilizar muitos novos atores para a transição energética. Os sistemas fotovoltaicos privados mostraram como isso pode funcionar bem. "No entanto, a conversão de CO 2 exigiria grandes quantidades de energia elétrica para produzir hidrogênio ou gás de síntese. Esta eletricidade deve ser CO 2 -gratuitamente, ou seja, não deve vir de fontes fósseis. "Uma expansão acelerada da geração de energia renovável, inclusive por meio de energia fotovoltaica integrada ao edifício, é portanto necessário, "diz Dittmeyer.
Em uma publicação conjunta na revista Nature Communications , os cientistas liderados por Roland Dittmeyer do KIT e Geoffrey Ozin da UoT usam análises quantitativas de edifícios de escritórios, supermercados e casas que economizam energia para demonstrar o CO 2 potencial de economia de sua visão de plantas de conversão descentralizadas acopladas à infraestrutura predial. Eles avaliam que uma proporção significativa dos combustíveis fósseis usados para mobilidade na Alemanha poderia ser substituída por "óleo de multidão". De acordo com os cálculos da equipe, por exemplo, a quantidade de CO 2 que poderia ser potencialmente capturado nos sistemas de ventilação de aproximadamente 25, Mil supermercados dos três maiores varejistas de alimentos da Alemanha seriam suficientes para cobrir cerca de 30% da demanda de querosene da Alemanha ou cerca de 8% de sua demanda de diesel. Além disso, as fontes de energia produzidas poderiam ser usadas na indústria química como blocos de construção de síntese universal.
A equipe pode contar com investigações preliminares das etapas individuais do processo e simulações de processo, entre outros, do projeto P2X da Kopernikus do Ministério Federal de Educação e Pesquisa. Nesta base, os cientistas esperam uma eficiência energética - ou seja, a proporção de energia elétrica usada que pode ser convertida em energia química - de cerca de 50 a 60 por cento. Além disso, eles esperam eficiência de carbono - ou seja, a proporção de átomos de carbono gastos encontrados no combustível produzido - na faixa de cerca de 90 a quase 100 por cento. A fim de confirmar esses resultados da simulação, Pesquisadores do IMVT e parceiros do projeto estão atualmente construindo o processo totalmente integrado no KIT, com um CO planejado 2 volume de negócios de 1,25 kg por hora.
Ao mesmo tempo, Contudo, os cientistas descobriram que o conceito proposto - mesmo se fosse introduzido em toda a Alemanha - não seria capaz de atender plenamente a demanda atual por produtos de petróleo bruto. Reduzindo a demanda por combustíveis líquidos, por exemplo, por meio de novos conceitos de mobilidade e da expansão do transporte público local, continua a ser uma necessidade. Embora os componentes da tecnologia proposta, como as plantas para CO 2 captura e síntese de fontes de energia, já estão disponíveis comercialmente em alguns casos, os pesquisadores acreditam que ainda são necessários grandes esforços de pesquisa e desenvolvimento e uma adaptação das condições legais e sociais para colocar em prática essa visão.