47334 CO2-fangst, -anvendelse og -lagring

2022/2023

Du får en forståelse af principperne for, komparative fordele ved og teknoøkonomiske aspekter af kulstofopsamling (CO2 capture) samt tilhørende teknologier til udnyttelse og lagring af den opsamlede CO2, og du vil lære, hvordan disse nye teknologier kan bidrage til at afbøde klimaforandringer, dvs. sikre en reduktion af CO2 i atmosfæren.
Kursusinformation
Carbon capture, utilization and storage
Engelsk
5
Kandidat
F3A (tirs 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger, gruppearbejde, øvelser og ekskursion.
Kurset vil blive evalueret i løbet af kursusperioden.
13-uger
F3A
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Ved færre end 30 deltagere erstattes den skriftlige prøve af en mundtlig prøve; studerende vil blive informeret ved den første forelæsning. Bedømmelsen er resultatet af en helhedsvurdering af den skriftlige prøve (multiple choice), én projektrapport og oplæg.
Skriftlig eksamen: 2 timer
Alle hjælpemidler er tilladt :

no internet

7-trins skala , intern bedømmelse
28001/28140/47202/47302 , grundlæggende kursus i kemi (fx kursus 28001, 28140, 47202 eller 47302)
Minimum 10 Maksimum: 60
Wolff-Ragnar Kiebach , Lyngby Campus, Bygning 301, Tlf. (+45) 4677 5624 , woki@dtu.dk
Andreas Franz-Josef Kaiser , Lyngby Campus, Bygning 301, Tlf. (+45) 4677 5889 , akai@dtu.dk
Nicolas von Solms , Bygning 229, Tlf. (+45) 4525 2867 , nvs@kt.dtu.dk
47 Institut for Energikonvertering- og lagring
28 Institut for Kemiteknik
I studieplanlæggeren
Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Dette kursus vil give fremtidige ingeniører bred viden om CO2 capture, dvs. kulstofopsamling, samt teknologier til lagring og anvendelse af CO2; hvilket er teknologier, som er i fortsat udvikling, og som der bliver et stigende behov for for at kunne lave stor-skala CO2 fangst fra atmosfæren
De studerende vil:
1) Få et overblik over eksisterende samt nye teknologier til opsamling, transport, konvertering og lagring af CO2.
2) Lære om de fysiske og kemiske principper bag samt kapaciteter og begrænsninger, anvendte materialer, systemdesign og teknoøkonomi for teknologier til opsamling, transport, konvertering og lagring af CO2.
Desuden forventes det, at de studerende analyserer de komparative fordele og anvendelsesmuligheder for de forskellige teknologier og deres designs samt bliver i stand til at vælge systemer til specifikke scenarier.
Fokus i kurset er på de naturvidenskabelige aspekter med en mindre del omkring teknoøkonomiske aspekter.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Forklare de grundlæggende egenskaber ved CO2 og vurdere effekten af ​​CO2-emissioner på miljøet (drivhuseffekt, global opvarmning og konsekvenser) samt klassificere de vigtigste kilder til CO2
  • Forstå målene for og virkningerne af politiske initiativer til CO2-reduktion og CO2-opsamlingsudnyttelse og -lagringsinitiativer
  • Beskrive og skelne mellem forskellige systemer til CO2-opsamling og beskrive deres rolle fra et systemperspektiv i den komplette, opskalerede udnyttelse og lagringskæde for kulstofopsamling
  • Forklare og sammenligne de grundlæggende principper bag de mest almindelige CO2-lagrings- og transportteknologier
  • Forstå sociale bekymringer omkring udnyttelse og lagring af kulstofopsamling (f.eks. underjordiske eller maritime CO2-opbevaringsløsninger) og bedømme i hvilket omfang de er berettigede
  • Forklare state-of-the-art CO2-fangstteknikker, herunder deres muligheder og begrænsninger, og beskrive det grundlæggende driftsprincip bag disse teknologier
  • Evaluere nye CO2-fangstteknologier og kritisk læse og diskutere forskningslitteratur relateret til sådanne CO2-fangstteknologier
  • Angive omkostningerne ved udnyttelse og lagring af kulstofopsamling samt estimere og beregne eksempler på omkostningerne ved opsamling, opbevaring og udnyttelse af CO2
  • Analysere potentialet for at skabe værdi ud fra CO2 ('CO2 til værdi' via konvertering til f.eks. brændstoffer og kemikalier)
  • Støtte og bidrage til meningsfuld udnyttelse af CO2-opsamling og opbevaringsinitiativer som ambassadør i samfundet og være i stand til at afkræfte/afvise vildledende 'klimaforandringskritiske argumenter' ved at anvende god videnskabelig praksis
Kursusindhold
Håndtering af CO2 emissioner som følge af brugen af fossile brændstoffer er en stor udfordring for udviklingen af et bæredygtigt energisystem i fremtiden. Det er en tværfaglig udfordring, der involverer teknik, fysik og samfundsvidenskab samt politiske og juridiske spørgsmål. Fangst, udnyttelse og opbevaring af kulstof er bredt anerkendt som et vigtigt og nødvendigt sæt teknologier til at takle udfordringerne i relation til CO2 i atmosfæren.
Dette kursus introducerer eksisterende såvel som nye teknologier til opsamling af CO2 fra punktkilder som kraftværker eller industrielle processer (f.eks. cement- og stålfremstilling) og på længere sigt også af CO2 fra atmosfæren. Desuden vil kurset berøre CO2-negative begreber (f.eks. opbevaring af biocarbon-fangst).
Med hensyn til omdannelse af opfanget af CO2 vil dette kursus beskæftige sig med forskellige konverteringsteknologier, der spænder fra elektrolyse (f.eks. fastoxid-elektrolyseceller) til alger; fordele og ulemper ved teknologierne, den krævede CO2-renhed osv. samt muligheder for opbevaring vil blive behandlet og diskuteret. Kurset vil også omfatte udnyttelse af CO2 i P2X-energisystemer, dvs. konvertering af CO2 med elektricitet, og videre processering til kemikalier (f.eks. voks og plast) samt processer til e-brændstoffer (syntetisk naturgas, methanol, diesel og lignende).
Ud over grundlæggende videnskabelige og tekniske udfordringer ved de forskellige teknologier til udnyttelse af kulstofopsamling diskuteres økonomiske, miljømæssige, lovgivningsmæssige og politiske aspekter og deres implikationer for fremtidige regionale og globale kulstofstyringsstrategier.
Endelig arrangeres en ekskursion til ARC CO2-fangstfaciliteten på Amager Resource Centre som en del af kurset.
Kurset undervises af førende eksperter med stor erfaring inden for dette område, og det sigter mod at bygge bro over kløften mellem den forreste udvikling inden for videnskab, teknik, geologi, politik og økonomi og den brede offentlighed.
Litteraturhenvisninger
I kurset bruger vi kun undervisningsmateriale - lærebøger, opgaver, artikler osv. - som er tilgængelige via f.eks. www, DTU Library, DTU Inside.
Sidst opdateret
08. maj, 2023