Terraform karbon nötr doğal gaz üretiyor

 (terraformindustries.wordpress.com)
1 puan yazan GN⁺ 2024-04-05 | 1 yorum | WhatsApp'ta paylaş
  • Terraform Industries, 27 Mart 2024'te entegre bir elektrikten gaza (power-to-gas) demonstrasyon sistemini devreye alarak, yalnızca elektrik ve havayla sentetik doğal gaz üretilebildiğini gösterdi
  • Sistem, şirketin kendi geliştirdiği hidrojen elektrolizi, doğrudan hava yakalama (DAC) ve metanlaştırma süreçlerini birleştirerek güneş ışığı ile havayı fosil yakıtsız doğal gaza dönüştürüyor
  • Maliyet tarafında H2 için kg başına 2,50 doların altında, CO2 için ton başına 250 doların altında değerler veriliyor; güneş enerjisi DC elektrik varsayımı ise 20 dolar/MWh
  • Metanlaştırma reaktörü, hidrojen ve CO2 ile %97'nin üzerinde metan (CH4) içeren boru hattı kalitesinde doğal gaz üretiyor ve nadir ya da pahalı katalizörler kullanmadığı belirtiliyor
  • Terraformer, bu üç süreci tek bir modüler kimyasal tesis içinde birleştiren ekipman; şirket ilk üretim Terraformer siparişlerini alıyor ve talebe göre üretimi artırmayı planlıyor

Elektrik ve havadan sentetik doğal gaz üreten demonstrasyon sistemi

  • Terraform Industries, iki yıllık geliştirme sürecinin ardından güneş ışığı ve havadan sentetik doğal gaz üretilebildiğini doğrulayan bir gösterim sonucu elde etti
  • 27 Mart 2024'te entegre elektrikten gaza demonstrasyon sistemini devreye aldı ve elektrik ile havayı düşük maliyetli, fosil yakıtsız doğal gaza dönüştüren yapılandırmayı doğruladı
  • Şirketin kendi geliştirdiği üç alt sistem temel bileşenleri oluşturuyor

    • Hidrojen elektrolizi

      • Doğrudan hava yakalama (DAC)
      • Metanlaştırma

Tasarım yönü: mevcut endüstriyel süreçleri düşük maliyetli güneş enerjisine uyarlamak

  • Temel fikir, doğrulanmış endüstriyel süreçleri ultra ucuz güneş elektriğine uygun hale getirmek
  • Düşük tesis kullanım oranını telafi etmek için CAPEX büyük ölçüde düşürülüyor ve hava durumu, gündüz-gece ve mevsimsel elektrik değişimlerine dayanabilen süreçler geliştiriliyor
  • Üretim maliyetinin düşmesi, üç unsur birlikte devreye girdiğinde mümkün oluyor
    • ultra ucuz güneş elektriği
    • düşük maliyetli yeşil hidrojen
    • düşük maliyetli atmosferik CO2 yakalama
  • Hedef, emtia sınıfı elektro-yakıt ikamelerini rekabetçi fiyatlarla üretmek

Hidrojen ve CO2 yakalama maliyetleri

  • Terraform Industries, daha önce hedeflediği daha ucuz yeşil hidrojen ve doğrudan havadan CO2 yakalama alanında ilerleme kaydetti
  • Elektrolizör maliyet göstergeleri şöyle
    • mevcut H2 üretim maliyeti kg başına 2,50 doların altında
    • elektrolizör CAPEX'i 100 dolar/kW'ın altında
    • güneş PV DC elektrik varsayımı 20 dolar/MWh
    • IRA 45V yeşil hidrojen vergi kredisinden yararlanabiliyor ve değeri kg H2 başına 3 dolar
  • DAC maliyet göstergeleri şöyle
    • atmosferdeki CO2'yi yoğunlaştırma maliyeti ton başına 250 doların altında
    • DAC CAPEX'i 600 dolar/T-year-CO2'nin altında

Metanlaştırma reaktörü ve Terraformer yapısı

  • Şirketin çok kademeli Sabatier kimyasal reaktörü, girdi olarak hidrojen ve CO2 alıp boru hattı kalitesinde doğal gaz üretiyor
  • Üretilen doğal gazın seviyesi %97'nin üzerinde metan (CH4)
  • Reaktörün nadir ya da pahalı katalizörler kullanmadığı ve seçilmiş veriler olmadan da saatler boyunca kararlı durumda çalıştığı belirtiliyor
  • Terraformer, üç alt sistemi tek bir modüler kimyasal tesis içinde birleştiriyor
  • Ekipman skid-mount yapıda ve güneş PV dizilerinin yanına yerleştirilecek şekilde tasarlanmış

Üretim yöntemi ve sonraki adımlar

  • Üç alt sistem de California, Burbank'taki şirket içi tesiste geliştirildi ve üretildi
  • Şirket içi üretim ve imalat, daha hızlı iterasyonlara, daha düşük tedarik zinciri riskine ve maliyet açısından verimli fosil yakıtsız doğal gaz üretim modelinin doğrulanmasına katkı sağlıyor
  • Günümüzde insanlık, günde 100 milyon varil ölçeğinde geleneksel petrol ve gaza bağımlı ve bunun sonucunda yılda yaklaşık 50 milyar ton CO2 salımı ortaya çıkıyor
  • Terraformer, fosil yakıt bağımlılığını azaltan endüstriyel ölçekli bir yenilenebilir hidrokarbon kaynağına dönüşebilir
  • Şirket ilk üretim Terraformer siparişlerini alıyor ve talebe göre üretimi büyütmeyi planlıyor

İlgili okumalar

1 yorum

 
GN⁺ 2024-04-05
Hacker News yorumları

  • Karbon endüstrisini izleyen biri olarak oldukça heyecan verici bir haber. Terraform Industries’i bir süredir takip ediyorum ve yaptıkları işi beğeniyorum.
    Karbon nötr bir ekonomiye geçiş için ne gerektiğini gerçekten anlayan az sayıdaki ekipten biri gibi görünüyorlar. Atmosferden yakıt sentezlemenin ekonomisine dair temel içgörüleri de “duyunca bariz gelen” fikirlerden. Güneş elektriği giderek ucuzluyor; bu yüzden pahalı ekipmanda verimliliği en üst düzeye çıkarmaya çalışmak yerine ucuz “verimsiz” ekipman yapmak toplam maliyeti düşürebilir ve ölçeklenmenin önünü açabilir.
    Bu alan ilginizi çekiyorsa yakın tarihli “Terraformer Environmental Calculus” yazısı da okunmaya değer: https://terraformindustries.wordpress.com/2024/02/06/terrafo...

    • Güzel görünüyor. Yine de başlık güneş enerjisiyle üretilmiş doğal gaz olsaydı daha iyi olurdu. “Karbon nötr” etiketi taşıyan şeylerin çoğu, mevcut petrokimya ürünlerine işe yaramaz “ofset” eklenmiş saçmalıktan ibaret.
    • İstenmeyen sonuçlardan endişeliyim. Güneş enerjisini metan olarak depolayıp mevcut altyapıya kolayca “takıp” kullanabilmek ilginç, ama sızıntı yönetiminin çok daha iyi yapılması gerekiyor.
      Petrol sondajı yaparken neredeyse her zaman dev yeraltı metan katmanlarından geçilir. Bu yüzden doğal gaz boru hatları dolu olup gaz taşınamadığında sondaj sahaları metanı salıyor ya da yakıyor. Böyle anlarda metanın fiyatı gerçekten negatife bile düşebiliyor; bu yıl MMBtu başına -1,20 dolar görüldü. Esasen birine para verip bunu ortadan kaldırmasını isteme durumu.
      Bu yüzden, yeni ve maliyet etkin sentetik metan piyasayı doldurursa petrol çıkaran şirketlerin daha fazlasını yakmaya başlamasından endişe ediyorum.
    • Harika bir yön. Sadece karbon nötr olmakla kalmıyor; bir gün yeterince iyi bir elektrik şebekesi ve depolama olduğunda salt CO2 yakalamaya “geri çekilmek” de mümkün olabilir.
    • Başka bir tartışma: https://news.ycombinator.com/item?id=39896560
    • O blogdaki ve infografikteki bölüm numaralarına ne olduğunu bilmiyorum. İçerik gerçekten ilgimi çekiyor ama 7. bölümle başlayıp 9’a, 13’e gidip sonra tekrar 8’e dönünce odaklanamıyorum.

  • Minimalist web siteleri harika: https://terraformindustries.com/ düz metin kimyasal reaksiyon denklemleri bile var.
    “Web sitemiz neden böyle görünüyor? TI’da, fosil hidrokarbon üretimini küresel ölçekte ikame ederek dünyayı değiştirebileceğimize inanıyoruz. Web sitemiz gibi makinelerimiz de basit; böylece mümkün olan en kısa sürede milyonlarcasını üretebiliriz. Web sitemiz, kaynakları en önemli sorunları çözdüğümüz yerlere tahsis etmeye yönelik kültürel taahhüdümüzü somutlaştırıyor.”

    • Özellikle şu ifadeyi seviyorum: “Harika bir işe alım uzmanı mısınız? Çok fazla inbound alıyoruz. İhtiyaçlarımıza uyum sağlama becerinizi değerlendirebilmemiz için, yetenek bulma kabiliyetinizi gösterecek temsili bir örnek olarak en güçlü adayınızdan birini, tek bir şampiyonu gönderin.”
      Hayatı boyunca HR yazılımı yapmış biri olarak, böyle tek şanslık bir senaryoya uyarlanmış ajans skor tablosu/sıralama sistemi aklıma geliyor. 5 harika aday sağlarsanız, sonrasında bir iki başarısız adaya izin verilmesi gibi de olabilir.
    • Logodaki A harfini düzelttim: https://gist.github.com/smotesko/ac65667cbc748a72ecddb350d69...
    • Temelde https://motherfuckingwebsite.com/
      Ama http://bettermotherfuckingwebsite.com/ de akla geliyor. Zaten stil öğeleri var; sadece width özelliği eklemek bile tamamını daha okunur hale getirir. Ortalamak çok daha iyi olur, hepsi bu.
    • “Makinelerimiz gibi web sitemiz de telefonda berbat görünüyor.”
      Birisi gerçekten 5 dakika ayırsa, dünyanın en çok kullanılan web gezinme cihazında makul görünecek hale getirebilirdi. Retro erdem gösterisi estetiğini koruyarak da yapılabilirdi ve “temel misyon” gibi şeylerden kaynak çalmış olmazdı.
      Umursamaya niyetleri yoksa hiç web sitesi koymamaları daha iyi olurdu.

  • Terraform’un bu noktaya gelmiş olması gerçekten ilginç. Umarım doğrudur ve 1 Nisan şakası değildir.
    Kurucu Casey Handmer da oldukça ilginç biri. Vesuvius Challenge parşömenlerindeki çıtırtı izlerinin erken analizine yardım ederek, parşömenden ilk pasajın okunmasını sağlayan atılıma katkıda bulunmuştu: https://caseyhandmer.wordpress.com/2023/08/05/reading-ancien...
    Terraform Industries blogunu ve Casey’nin kişisel blog yazılarını da daha fazla okumanızı öneririm.

    • Ben de ilk başta bunu diğer Terraform’un yaptığı bir 1 Nisan şakası sandım.
    • Böyle bir şeyi duyurmak için epey berbat bir tarihti. Elbette onların suçu değil ama.

  • Terraform hakkında daha fazlası için Jason Carman’ın yakın tarihli videosunu öneririm.
    Yaklaşık 20 dakikalık genel bakış ve tur: https://www.youtube.com/watch?v=NngCHTImH1g
    Yaklaşık 40 dakikalık daha derin röportaj: https://www.youtube.com/watch?v=ekEdq6PhC0Q

    • İkisi de harika; herkesin kısa videodan başlayıp iki videoyu da izlemesini şiddetle tavsiye ederim. CEO Casey çok ilginç ve ilham verici.

  • Atmosferdeki sera gazı emisyonlarının önemli bir kaynağı olan metan sızıntısı konusunu nasıl ele alacaklarını merak ediyorum. CO2’yi metana çevirseniz bile sızarsa karbon nötr olmaz

    • Doğal gaz zaten muazzam miktarlarda depolanıyor ve tüm dünyaya taşınıyor. Sızıntılar çoğunlukla taşıma sırasında ya da kötü yönetilen tesislerde oluyor gibi görünüyor. Çözülebilir bir sorun olduğunu düşünüyorum
    • Metan nispeten kısa bir sürede, kabaca birkaç yıl içinde tepkimeye girip yok olmuyor mu?
    • Ben de aynı şeyi söyleyecektim. Sızıntı olmayacağını garanti etmenin bir yolu olması gerekmez mi, ancak o zaman karbon nötr sayılmaz mı? CO2’yi metana çevirmek gerçekte durumu daha da kötüleştirebilir gibi görünüyor
    • Benzer şekilde, bu yöntemle doğal gaz üretimi yeterince ucuzlarsa şirketler başka fosil yakıtları çıkarırken onu basitçe atmosfere salmayı tercih edebilir mi acaba

  • Havadan yakalanan CO2 ve suyun elektroliziyle elde edilen hidrojenle doğal gaz üretmek mümkün. Ama o zaman neden doğrudan hidrojen kullanmayıp, CO2’nin doğrudan havadan yakalanması ve metan üretiminin verimsizliğine ve maliyetine katlanıldığı sorulmalı
    Karbon içeren sentetik yakıt üretmek şartsa neden metan; metanol ya da daha ağır hidrokarbonlar gibi depolaması daha kolay maddeler değil? Ya da tamamen oksitlenmiş CO2’yi havadan zahmetle toplamak yerine, o hidrojenle kâğıt gibi atık biyokütle dâhil biyokütleyi deoksijenize etmek neden olmasın?

    • Genel olarak temel nedenlerden biri, elimizde zaten metan ve diğer hidrokarbonları kullanan bir altyapı olması, buna karşılık hidrojen altyapımızın olmaması
      Ayrıca bu bir ya o ya bu meselesi de değil. İnsanlar hidrojen istiyorsa Terraform’un elektrolizörü prensipte bunu sağlayabilir
    • Çünkü hidrojeni depolamanın ve taşımanın ekonomisi iyi değil. Bunun için çok enerji ve altyapı gerekiyor
      kg başına enerji yoğunluğu harika, ama hacim bazında yoğunluğu, hidrojen en küçük ve en hafif molekül olduğu için berbat. Sıvı ya da gaz hâlinde aynı enerji miktarı için metandan neredeyse 3 kat daha fazla hacim kaplıyor. Hidrojenli araç ikmali gibi sıkıştırılmış gaz olarak taşınırsa dizelin yaklaşık 18 katı hacim gerekiyor. Benzin istasyonlarına yakıt sağlama ölçeğine uygun değil
      Sıvı hâli daha iyi olsa da hâlâ metanın 3 katı, dizelin 4–5 katı düzeyinde. Sıvı hidrojeni korumak için genelde bir kısmını sürekli kaynatıp uzaklaştırmak gerekir; bu yüzden uzun süre depolanamaz. Metanda da aynı sorun var ama sıcaklık ve basınç koşulları çok daha az uç. Sıvı hidrojenin birkaç kelvine kadar soğutulması gerekir ve taşındığında tüm yolculuk boyunca kayda değer miktar kaybedilir
      Bu yüzden bugün üretilen hidrojenin çoğu sahada başka şeyler üretmek için kullanılıyor. Taşımak yalnızca maliyeti ve karmaşıklığı artırıyor
      Terraform’un elektrolizör tarafında ilerleme kaydetmiş gibi görünse de şampanya patlatmak için erken. Sentetik gazları hâlâ doğal gazdan tek haneli katlar mertebesinde daha pahalı. En ucuz kirli yakıtlardan birini çok daha pahalı temiz bir alternatifle değiştirme değer önerisi sınırlı. Yakalanmış karbonu kullanan süreç de sonunda bunun tamamını tekrar atmosfere salıyor. Çoğu kullanımda sentetik gaza geçmek derin zarar bölgesine sokar ve bundan önce birçok başka alternatif değerlendirilir
      Onların sunduğu fiyat aralığındaki yeşil hidrojen, gri hidrojeni ikame edip mevcut hidrojen kullanımını temizlemek için ek maliyete katlanmaya değer aşamaya yakın görünüyor. Gübre üretimi ya da başka kimyasal süreçler gibi kullanımlar. Hâlâ daha pahalı, ama sübvansiyonlar ve teşviklerle fark kapatılabilir
    • Terraform Industries’in dikkat çektiği bir diğer nokta, güneş enerjisiyle doğal gaz üretme yönteminin en ucuz doğal gaz üretimi biçimi hâline gelebileceği
      Mevcut fosil yakıt endüstrisini by-pass edip hidrokarbonları yerden değil havadan çekerseniz karbon nötrlüğünü koruyabilirsiniz. Tüm sektörü yeniden icat etmek gerekmiyor
    • Hidrojenin gerçekçi olmayabileceğine başkaları değindi, ama ters yöndeki metanol ya da daha ağır hidrokarbonlar çok daha ilginç görünüyor
      Depolama ve yoğunluk açısından çok daha kolay; atmosfer bileşenlerinden sentezlendiği için daha ağır hidrokarbonların kullanımını sorunlu kılan kirleticiler, özellikle kükürt bileşikleri hakkında endişelenmeniz gerekmez
      Birçok açıdan daha iyi olan şey amorf karbona gitmek de olabilir. Atmosferik CO2’den kömür yapılabilirse taşınabilirlik, özellikle de güvenlik ve güvenilirlik açısından büyük kazanç olur
    • Hidrojeni depolamak çok daha zor
      Hangi kaba koyarsanız koyun kolayca dışarı kaçar; metalle muhafaza etmeye çalışırsanız hidrojen gevrekleşmesine yol açar. Terk edilmiş tuz madenlerinde depolanabiliyor gibi görünüyor ve bir gün muhtemelen bu şekilde kullanılacak, ama bu tür yerler her zaman yakında olmaz

  • HN’de diğer Terraform’u daha sık gördüğüm için başlığı muhtemelen “Terraform Industries...” yapardım

  • Hangi kullanımda elektrik gibi yüksek kaliteli bir enerjiyi sıvı yakıt gibi daha düşük kaliteli bir enerjiye dönüştürmek, o kullanımı elektriklendirmekten daha değerli olur?
    Elektriği harekete dönüştürmek, yakıt yakıp ısı üretmek, gaz genleşmesiyle pistonu hareket ettirmek ve bunu dönmeye çevirmek zincirine göre girdi enerjisi başına çok daha verimli. Neyi kaçırıyorum?

    • Güneşin olduğu saatlerde elektrik en yüksek kaliteli enerji değil. Kaliforniya geçen yıl yenilenebilir enerji payı yalnızca %19 olmasına rağmen yaklaşık 32TWh elektrik attı
      Nisan ayında öğle vakti elektriği bedava verseniz bile kimse almıyor. Bu gerçek, yeni güneş enerjisi kurulumlarının önündeki büyük engellerden biri. Bu konuda “Learning is not enough” gibi akademik çalışmalara bakılabilir
      Ayrıca fosil yakıtları gübre ve plastik için hammadde olarak da kullanıyoruz; dolayısıyla verimsiz yanmayla ilgisi olmayan önemli power-to-X uygulamaları var
      Fosil yakıtlardan uzaklaşmak istiyorsak Terraform gibi bir şey muhtemelen var olmalı
    • Kimyasal yakıtların depolanması ve taşınması elektriğe kıyasla ezici biçimde daha kolay. Bataryalar tanklara göre ağır ve pahalı
      Zaman içinde ortaya çıkan fazla elektrik, yenilenebilir payı yüksek şebekelerde fiilen garanti bir durum ve neredeyse bedava olduğundan verimlilik kaygısı çoğunlukla daha az önemli hâle geliyor
      Fazla kapasiteyi atmak yerine kimyasal yakıt üretip daha sonra pik yük santrallerinde yakılacak bir depolama aracı olarak kullanabilir ya da kamyon, uçak, gemi gibi enerji yoğunluğunun önemli olduğu taşıma uygulamalarında yakıt olarak kullanabilirsiniz
    • Kaçırdığınız şey depolama yoğunluğu. Benzin ve doğal gaz kabaca 50MJ/kg düzeyinde, bataryalar ise 10MJ/kg’ın altına yakın. Bu 5 katlık fark elektrikli uçakları engelliyor
    • Mevcut gaz boru hatlarını kullanarak muazzam sayıdaki mevcut konutu ısıtmak, mevcut gübre ve kimya tesislerini çalıştırmak ve dayanıklılık için gaz pik/yedek üretimi yapmak gerekiyor
      Gaz depolama bataryalardan çok daha ucuz. Tüm yeni binalar elektrikli olsa bile, onlarca yıl boyunca gaz merkezli altyapı inşa ettik. Almanya’daki tüm ev kazanlarının 10 yıl içinde ısı pompalarına dönüştürülmesi olmayacak
    • Enerjinin mevsimsel depolanması, yakıt formunda olmadığı sürece pratikte zor olma ihtimali yüksek. Ayrıca elektriği yüksek sıcaklık ısısına kolayca dönüştüren bir yol da yok

  • Bir ölçüde etkileyici olsa da, bugün Climate Town’ın “Natural Gas is Scamming America”(https://youtu.be/K2oL4SFwkkw) videosunu izledikten sonra tüm doğal gaz sektörü inanılmaz derecede kirli görünüyor
    Zaten olumlu bakmıyordum ama genel olarak doğal gaz, iklim değişikliği açısından kömür kadar, hatta ondan daha zararlı görünüyor. Başlıca nedeni muazzam sızıntılar; ayrıca doğal gazı başka ülkelere taşımak için harcanan enerji de büyük
    Karbon nötr doğal gaz üretme fikri harika görünüyor ama enerjiyi iklim değişikliğini en güçlü biçimde tetikleyen gazlardan birinin içine koymaktan kaçınamaz mıyız?

    • Bu yöntem, başka ülkelere taşıma ihtiyacını azaltabilir. Çünkü istenen herhangi bir yerde üretilebilir
      Şu anda fosil yakıtı yerden çıkarabileceğiniz konumlara bağlısınız; bu yüzden bir yerden başka bir yere taşınması gerekiyor. Atmosferden yakalama böyle değil
    • Ben de benzer hissediyorum. Metan sızıntısı bir sorunsa H2 sızıntısı daha büyük bir sorun olabilir. Çok daha kolay sızar ve çok daha aşındırıcıdır
      https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-021-01322-8
      İlginç bir makale
    • Doğal gaz atmosferden yakalandıysa, sızıntı kötü olur ama yakalanmadan öncesinden daha kötü olmaz, değil mi?
    • Doğru. Üstelik “kolayca taşınabilir” olduğunu iddia ediyorlar; ama bunu eskisi gibi metanı alışkanlıkla sızdıran bir sisteme basacaklarsa, bu ikisi pek bağdaşmıyor gibi görünüyor. İklim değişikliği için berbat
    • Yeşil hidrojen ve diğer e-yakıtlar, gaz sektörü altyapısını hayatta ve anlamlı tutma girişimleri. Hesabı açıp bakınca hiç mantıklı değil, ama kulağa makul geliyor

  • Petrol sektörü de et sektörünü taklit edip bunun aslında yapay gaz olduğunu ve tüketicileri yanılttığını söylemeye başlar mı?