Economic and Environmental Assessment of an Integrated Carbon Capture and Utilization Pathway
Notice bibliographique
Résumé
It is becoming increasingly evident that major abatement strategies need to be implemented to tackle anthropogenic greenhouse gas (GHG) emissions. Balancing the expected growth of global energy demand while mitigating CO2 emissions is an urgent challenge of this century. With the growing interest in carbon capture and conversion technologies, there is a growing need to assess the economic feasibility and environmental benefit of these technologies. While broad deployment of carbon capture and sequestration (CCS) has significant potential for carbon mitigation, the potential value that can be created by utilizing the captured CO2 in a way that can create economic value, often referred to as carbon capture and utilization (CCU), is receiving growing momentum globally. Many proposals for CCU technologies assume that the capture and utilization facilities are geographically isolated, necessitating transport of captured CO2 and raising questions on the economic and environmental feasibility of the overall process. An alternative approach would be to develop an integrated process, wherein a utilization (i.e., conversion herein) process would likely be directly coupled with a compatible CO2 capture process, leading to in situ production of carbon-based fuels and feedstocks. In this context, high temperature fuel cell-based carbon capture technology (i.e., molten carbonate fuel cell or MCFC) offers an interesting opportunity, as it simultaneously produces electricity and concentrates CO2 (>96%) for subsequent utilization. Therefore, its is important to reveal the economic feasibility, environmental impacts and any trade-offs of an integrated carbon capture and utilization (CCU) for in situ production of fuels and chemicals. Here, we propose and subsequently assess an integrated electrochemical CCU process and compare with CCS route from economic and environmental aspects. This technoeconomic analysis reveals under baseline CCU scenario, carbon products reap either economic (67% and 10% gross margin increase for carbon monoxide and n-propanol, respectively) or environmental benefits (formic acid production would reduce ~721 thousand ton CO2e/year) relative to CCS route. Under optimistic scenario, while all the CO2 derived products are economically compelling over CCS route, only formic acid production would reduce ~1465 thousand ton CO2e/year over CCS (~575 thousand ton CO2e/year). This study may serve as a framework to decide whether a CCS or CCU pathway would be compelling under a given scenario when fuel cell-based CO2 capture technology is utilized to reduce carbon emissions and create economic value from fossil-based power plants.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,003 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».