De lager hydrogen «i en smell» – og fanger CO₂ samtidig

[Redaksjonen.]

De lager hydrogen «i en smell» – og fanger CO₂ samtidig

[Simen1]

Sitat

Et stort problem med dampreforming er at prosessen er energikrevende, den foregår i flere trinn – og den har CO₂ som biprodukt. Denne teknologien, derimot, krever ikke tilførsel av varme utenfra til dampreformingen. Et «triks» med den nye metoden er at den skaper varmen selv når hydrogenet pumpes gjennom den keramiske membranen. Varmen blir altså til der den skal brukes.

Ikke rart prosessen produserer sin egen varme - den brenner jo karbonet. Om jeg husker rett fra kjemien så utløser forbrenningen av karbonet omtrent halvparen av energien i metan. Hydrogenet man får ut har altså i størrelseorden havlparten av energiiinholdet i metanet. Det får meg også til å lure på hvordan de regner ut virkningsgraden på 90%.

Trist at det ikke stilles kritiske spørsmål om hvordan ting henger sammen.

[Podds84]

Simen1 skrev (1 time siden):

Ikke rart prosessen produserer sin egen varme - den brenner jo karbonet. Om jeg husker rett fra kjemien så utløser forbrenningen av karbonet omtrent halvparen av energien i metan. Hydrogenet man får ut har altså i størrelseorden havlparten av energiiinholdet i metanet. Det får meg også til å lure på hvordan de regner ut virkningsgraden på 90%.

Trist at det ikke stilles kritiske spørsmål om hvordan ting henger sammen.

Trykket lager temperaturen… det blir ikkje brent. Det er ein kjemisk prosess der metan blir konvertert (sjå link til SNL), og ref sitat frå utgitt artikkel: «Here, we demonstrate a 36-cell well-balanced reactor stack enabled by a new interconnect that achieves complete conversion of methane with more than 99% recovery to pressurized hydrogen, leaving a concentrated stream of carbon dioxide. 

[Simen1]

Podds84 skrev (10 minutter siden):

det blir ikkje brent.

Du motsier ditt eget sitat. Metan er CH4, når man får ut CO2 så har karbonet forbrent - uansett om du pakker det inn i villedende begreper som "kjemisk reaktor" og lignende.

[Peccable]

2 hours ago, Simen1 said:

Ikke rart prosessen produserer sin egen varme - den brenner jo karbonet. Om jeg husker rett fra kjemien så utløser forbrenningen av karbonet omtrent halvparen av energien i metan. Hydrogenet man får ut har altså i størrelseorden havlparten av energiiinholdet i metanet. Det får meg også til å lure på hvordan de regner ut virkningsgraden på 90%.

Trist at det ikke stilles kritiske spørsmål om hvordan ting henger sammen.

Inputen er altså ideelt sett CH4 (metan) og O2 (fra atmosfæren) og output er H2 (hydrogen) og CO2 (karbondioksid). Eventuelt tap kan da være i form av vann (H2O) - kanskje det er derfra de definerer virkningsgrad og ikke potensiell kjemisk energi?

[Podds84]

Simen1 skrev (1 time siden):

Du motsier ditt eget sitat. Metan er CH4, når man får ut CO2 så har karbonet forbrent - uansett om du pakker det inn i villedende begreper som "kjemisk reaktor" og lignende.

Nope... 

Fire reaksjoner som kan inngå. Lite som minner om forbrenning.

𝐶𝐻4 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂 +3 𝐻2 

𝐶𝑂 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂2 +𝐻2 

𝐶𝐻4 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂2 + 4 𝐻2

𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2 ⇄ 2 𝐶𝑂 + 2 𝐻2

[Lab Roy]

Skulle gjerne likt å se en sammenligning mellom denne teknologien og teknologien som brukes ved produksjon av såkalt turkis hydrogen som nå foregår i USA vhja plasma methan pyrolyse (og som produserer hydrogen fra naturgass og som samtidig produserer fast karbon istedenfor CO2 med et relativt lavt strømforbruk).
Men det ser ut som man for tiden er veldig opptatt av CCS (muligens for å kunne plassere hydrogen produksjonen ved CCS-lageret i Norge?)
https://monolith-corp.com/process-comparison   

Endret 21. juli 2022 av Lab Roy

[J-Å]

On 7/21/2022 at 7:57 PM, Simen1 said:

Du motsier ditt eget sitat. Metan er CH4, når man får ut CO2 så har karbonet forbrent - uansett om du pakker det inn i villedende begreper som "kjemisk reaktor" og lignende.

Metan CH4 har et energiinnhold på ca 55 MJ/kg. Av vekten utgjør hydrogenatomene ca: 4*1u/(4*1u+12u)= 1/4. Resten er karbon.   Så tilkommer det ett vannmolekyl i hver av de to prosessene. Altså 4 hydrogenatomer, slik at man til sammen har 8 (4H2) . Hydrogen har et energiinnhold på ca 120 MJ/kg. For hvert kg metan sitter man igjen med et halvt kilo hydrogen. Som altså tilsier mer energi en det som var i metanet. Det må jo bety at det må tilføres energi. 

Karbon har et energiinhold på 33 MJ/kg . Siden det utgjør 3/4 av vekten ville altså 24 MJ/kg metan , over 43% vært "bevart" hvis rent karbon hadde vært et sluttprodukt.  Men ettersom CO2 er det andre sluttproduktet  brukes den energien til å drive prosessen. Og det vil jeg også kalle forbrenning. Men det må altså tilføres energi i tillegg til dette, ettersom energien i hydrogenet er større enn i tilført metan.. 

Endret 23. juli 2022 av J-Å

[NERVI]

Et nullsumspill med hensyn til utslipp av ytterligere fossilt karbon til atmosfæren, forutsatt lagring av CO2. Ser man på listen over investorer så har man Equinor, Saudi-Aramco, ExxonMobile og den norske stat ved sitt CCS-engasjement/Gassnova. Det er prisverdig at man på denne måten kan fange Co2 på en langt billigere måte enn ellers. Skal man scalere opp CCS til å få noen som helst betydning for klima kan man ikke hente mer metan fra undergrunnen. Da må man bruke teknologien på overjordisk metan som biogass, og samtidig lagre CO2 fra prosessen.

Det er den ubehagelige sannhet, og de statlige midlene kommer altså fra Saudi-Arabia og Norge. Det er fremdeles slik at man må redusere utslipp av fossilbasert CO2 om man skal bremse anrikingen i atmosfæren. Det er en brutal "sannhet" at 1 ppm CO2 I atmosfæren tilsvarer nær 8 milliarder tonn CO2! Så kan man selv regne på hvor mye lagringskapasitet man behøver for å fortsette utvinning av metangass fra undergrunnen og nøytralisere utslippene.

https://www.marketwatch.com/story/heres-a-harsh-reality-check-on-using-trees-and-carbon-capture-to-fight-climate-change-11658339204?mod=mw_more_headlines

Men for all del, så kan denne teknologien bidra positivt om man bruker metan som genereres fra vår egen tids biosfære.

[Ernie]

15 minutes ago, NERVI said:

Et nullsumspill med hensyn til utslipp av ytterligere fossilt karbon til atmosfæren, forutsatt lagring av CO2. Ser man på listen over investorer så har man Equinor, Saudi-Aramco, ExxonMobile og den norske stat ved sitt CCS-engasjement/Gassnova. Det er prisverdig at man på denne måten kan fange Co2 på en langt billigere måte enn ellers. Skal man scalere opp CCS til å få noen som helst betydning for klima kan man ikke hente mer metan fra undergrunnen. Da må man bruke teknologien på overjordisk metan som biogass, og samtidig lagre CO2 fra prosessen.

Det er den ubehagelige sannhet, og de statlige midlene kommer altså fra Saudi-Arabia og Norge. Det er fremdeles slik at man må redusere utslipp av fossilbasert CO2 om man skal bremse anrikingen i atmosfæren. Det er en brutal "sannhet" at 1 ppm CO2 I atmosfæren tilsvarer nær 8 milliarder tonn CO2! Så kan man selv regne på hvor mye lagringskapasitet man behøver for å fortsette utvinning av metangass fra undergrunnen og nøytralisere utslippene.

https://www.marketwatch.com/story/heres-a-harsh-reality-check-on-using-trees-and-carbon-capture-to-fight-climate-change-11658339204?mod=mw_more_headlines

Men for all del, så kan denne teknologien bidra positivt om man bruker metan som genereres fra vår egen tids biosfære.

Den brutale sannheten er at det lekker metan ut av gassledninger tilsvarende et par milliarder tonn CO2 hvert år. Så bare det å tette ledningene og faktisk bruke alt metanet man henter opp vil hjelpe enormt mye mer enn folk er klar over. Det er så lav-hengende frukt at det er utrolig at man ikke tar grep om det.

[Simen1]

NERVI skrev (26 minutter siden):

Det er fremdeles slik at man må redusere utslipp av fossilbasert CO2 om man skal bremse anrikingen i atmosfæren.

Aha! Så CO2 i atmosfæren er ikke noe problem - bare det har andre kilder? Da kan man jo ikke bruke ppm CO2 som mål på tilstanden, men må utlede hvor mye av det som er har fossilt opphav.

 

NERVI skrev (26 minutter siden):

Det er prisverdig at man på denne måten kan fange Co2 på en langt billigere måte enn ellers.

Sannheten er at de PRODUSERER CO2 for så å vise hvor flinke de er til å fange det. Omtrent som å helle olje i sjøen med vilje for så å vise hvor flink man er til å samle det opp. Problemet er jo at de produserer CO2 i utgangspunktet og dermed lager et problem som de så må løse. Det beste hadde vært å ikke lage problemet i utgangspunktet.

Kværnerprosessen er nettopp en slik prosess. Den spalter metan til hydrogen og fast karbon. Begge deler er salgbare produkter. Prosessen slikker ikke ut CO2. Karbonet man får ut er som kull, det kan brennes i kullkraftverk - eller man kan bruke det til andre ting. Prosessen som beskrives i artikkelen tilsvarer Kværnerprosessen + brenning av kullet i et kullkraftverk.

Endret 22. juli 2022 av Simen1

[Simen1]

Podds84 skrev (17 timer siden):

Nope... 

Fire reaksjoner som kan inngå. Lite som minner om forbrenning.

𝐶𝐻4 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂 +3 𝐻2 

𝐶𝑂 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂2 +𝐻2 

𝐶𝐻4 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐶𝑂2 + 4 𝐻2

𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2 ⇄ 2 𝐶𝑂 + 2 𝐻2

Fire? Du nevner bare tre reaksjoner. Reaksjon nr 3 er bare summen av de to foregående (de har riktignok glemt å balansere nr 3). For det andre så er alle reaksjonene her red-oks reaksjoner, som er den kjemiske definisjonen på forbrenning. Så uttalelsen "lite som minner om forbrenning" er bare kunnskapsløst.

[NERVI]

Simen1 skrev (1 time siden):

Aha! Så CO2 i atmosfæren er ikke noe problem - bare det har andre kilder? Da kan man jo ikke bruke ppm CO2 som mål på tilstanden, men må utlede hvor mye av det som er har fossilt opphav.

 

Sannheten er at de PRODUSERER CO2 for så å vise hvor flinke de er til å fange det. Omtrent som å helle olje i sjøen med vilje for så å vise hvor flink man er til å samle det opp. Problemet er jo at de produserer CO2 i utgangspunktet og dermed lager et problem som de så må løse. Det beste hadde vært å ikke lage problemet i utgangspunktet.

Kværnerprosessen er nettopp en slik prosess. Den spalter metan til hydrogen og fast karbon. Begge deler er salgbare produkter. Prosessen slikker ikke ut CO2. Karbonet man får ut er som kull, det kan brennes i kullkraftverk - eller man kan bruke det til andre ting. Prosessen som beskrives i artikkelen tilsvarer Kværnerprosessen + brenning av kullet i et kullkraftverk.

Samtidig som resten av verden har innsett at man ikke kan fortsette å anrike atmosfæren med fossilbasert CO2, så hevder du det er likegyldig hva som er karbonkilden? Det er også lett å skille fossilt karbon ( karbonets isotope fingeravtrykk) fra overjordisk karbon I atmosfæren, og dette er jo den kunnskapen som du bestrider.

Grunnen til at det ikke er likegyldig er ganske enkelt at vår tids biosfære ikke kan håndtere/balansere karbon fra den biosfæren kloden hadde for 100-millioner år siden. Det karbonet ble håndter av de organismene og plantene som ligger begravet som metan og olje, og slipper vi dette karbonet ut i atmosfæren uten samtidig å gi liv til de samme plantene osv.

Kommer karbonet fra jord, så er ikke veien tilbake til jord så lang, men kommer karbonet fra undergrunnen, så er veien tilbake til undergrunnen titusener ganger så lang, kanskje? 

Dette er jo fødselshjelpen til CCS, og hvem som investerer i omtalte teknologi taler for seg. Men det er positivt, da man kan dra i riktig retning om man bruker overjordisk metan/biogass.

https://www.theguardian.com/science/2010/mar/29/james-lovelock-climate-change

 

 

Endret 22. juli 2022 av NERVI

[NERVI]

Lab Roy skrev (17 timer siden):

Skulle gjerne likt å se en sammenligning mellom denne teknologien og teknologien som brukes ved produksjon av såkalt turkis hydrogen som nå foregår i USA vhja plasma methan pyrolyse (og som produserer hydrogen fra naturgass og som samtidig produserer fast karbon istedenfor CO2 med et relativt lavt strømforbruk).
Men det ser ut som man for tiden er veldig opptatt av CCS (muligens for å kunne plassere hydrogen produksjonen ved CCS-lageret i Norge?)
https://monolith-corp.com/process-comparison   

Ganske sannsynlig at man rigger for lokal produksjon av blått hydrogen ja. Jeg mente oljeministeren sa at man nå leter etter CO2-lagringsmuligheter, ikke nødvendig etter gass/olje i Barentzhavet. 

[J-Å]

20 hours ago, Simen1 said:

. Prosessen som beskrives i artikkelen tilsvarer Kværnerprosessen + brenning av kullet i et kullkraftverk.

I Kværnerprosessen får man bare 2/3  halvparten av hydrogenmengden i forhold til dampreformering, ettersom man ikke får med hydrogenatomer fra H2O.  I likhet med dampreformering må også Kværnerprosessen tilføres noe effekt, siden prosessen er endoterm. Så hvis man ikke vil hente energi utenfra,  må man brenne noe av kullet, noe hydrogenet, eller noe av metangassen. Så kan man selvsagt produsere noe hydrogen med elektrolyse med strømmen fra karbonkraftverket. 

Endret 23. juli 2022 av J-Å

[Simen1]

J-Å skrev (4 timer siden):

Vel,  man får bare 2/3 av hydrogenmengden, ettersom man ikke får med hydrogenatomer fra H2O.

H2O er forbrent hydrogen, "aske" rent kjemisk sett. For å spalte H2O til hydrogen og oksygen kreves det like mye energi som man frigir ved å forbrenne hydrogen til H2O. Dvs. det er bare veldig energikrevende å spalte hydrogenet i vann, også når man bruker karbonet i metan som energikilde.

[J-Å]

13 hours ago, Simen1 said:

 Dvs. det er bare veldig energikrevende å spalte hydrogenet i vann, også når man bruker karbonet i metan som energikilde.

Ja, og derfor må altså dampreformering tilføres mye energi. Men så får man dobbelt så mye hydrogen ut (rettet). Hvis denne nye prosessen ikke trenger å tilføres energi, så må noe av gassen bli brent som en del av prosessen. For uten tilført energi  kan man ikke ende opp med hydrogen som har høyere energiinnhold enn metanet inneholdt (se tidligere kommentar).

I Kværnerprosessen inngår slik jeg forstår det ikke vann. Da har man bare atomene i metanet å forholde seg til, og det er altså 4 hydrogenatomer med atomvekt 1 og 1 karbonatom med atomvekt 12.  Altså får man 1/4 av vekten av metan ut som hydrogen. Metan har et energiinnhold på 55 MJ/kg, hydrogen har 120 MJ/kg. Det tilsier altså at man maks sitter igjen med 30MJ energi i hydrogenet fra 1 kg metan. Som er bare 55%, 

I følge Wikipedia: "Av den tilgjengelige energien blir rundt 48% lagret i hydrogenet, 40% i aktivt kull (Carbon black) og 10% i superhet damp"

Endret 23. juli 2022 av J-Å