循环碳捕获:比较废物衍生活性碳的生命周期和技术经济评估
Beomhui Lee1, Jiajun He1,2
1Mechanical Science & Engineering, Grainger College of Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, 1206 W Green St, Urbana, Illinois 61801, United States.
Environmental science & technology
|November 23, 2025
概括
来自废弃物的活性炭为碳捕获提供了一个可扩展的解决方案. 评估了二氧化碳捕获的生产途径,显示了快速的二氧化碳排放抵消和可再生能源的巨大潜力.
科学领域:
- 环境科学与工程环境科学与工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 气候变化和废物管理需要综合解决方案来减少排放和废物利用.
- 活性炭 (AC) 对于燃烧后的二氧化碳捕获至关重要,但需要可持续的生产方法.
- 评估用于交流生产的各种废物流对于循环经济方法至关重要.
研究的目的:
- 从六种废物衍生原料进行AC生产的全面生命周期评估 (LCA) 和技术经济评估 (TEA).
- 整合实验CO2吸附数据与热力学建模进行性能评估.
- 评估用于捕获二氧化碳的交流生产对环境的影响,能源需求和成本效益.
主要方法:
- 进行了生命周期评估 (LCA) 和技术经济评估 (TEA).
- 实验中的二氧化碳吸附数据与热力学建模相结合.
- 评估了六种废弃物原料:粉,朱草,阿伦多多纳克斯,城市固体废物,子和棕核.
主要成果:
- 化学激活的AC显示了更高的二氧化碳吸收,但成本增加,主要是由于氧化.
- 所有的AC在真空压力摆动吸附系统 (VPSA) 中使用时,在1-4天内抵消其生产的CO2排放.
- 用可再生能源取代电网电力,可降低生命周期排放量高达72%.
结论:
- 来自废弃物的活性炭是一种可行的,可扩展的,循环的解决方案,用于燃烧后的二氧化碳捕获.
- 变量成本显著影响了AC的最低销售价格.
- 在产生大量废物的国家进行大规模部署,具有相当大的碳减排潜力.
