Het gebruik van een geconcentreerd zonnestelsel voor oliedestillatie: een nieuwe stap richting het koolstofvrij maken.
Hoewel de energietransitie is begonnen, gaan we (niet zonder haperingen en vertragingen zoals gewenst door degenen die geen belang hebben bij het veranderen van de huidige economische structuur) richting een wereld die wordt aangedreven door hernieuwbare energie. Wij zijn echter nog niet bereid om op te geven petroleum. Het zwarte goud blijft een belangrijke pijler van de wereldeconomie en onze energie-infrastructuur. We hebben nog geen innovaties en technologieën klaarstaan om de sectoren transport, energieproductie, infrastructuur en zelfs de politiek van de ene op de andere dag te transformeren.
De industriële sector was in 2022 verantwoordelijk voor 38% van het totale energieverbruik. De chemische en petrochemische industrie behoren tot de grootste energieverbruikers, met een gemiddelde jaarlijkse groei van de energievraag in de periode 2000-2016 van 2%, gepaard gaande met een jaarlijkse toename van de CO2-uitstoot met 2,5%.
Zelfs als het gebruik van fossiele brandstoffen wordt uitgefaseerd, zullen energie-intensieve raffinaderijprocessen nog tientallen jaren voortduren, omdat op ruwe olie gebaseerde brandstoffen nog steeds nodig zullen zijn voor transport.
Succes in deze context het koolstofvrij maken van de distillatie van ruwe olie vormt een cruciale uitdaging.
Een recent onderzoek uitgevoerd door ENEA en de Universiteit van Palermo, gepubliceerd op Energie met de titel “Geconcentreerde zonnewarmte voor het koolstofarm maken van industriële chemische processen: een casestudy over de destillatie van ruwe olie”, zal naar schatting de kooldioxide-uitstoot met ruim 10% (ongeveer 54.000 ton/jaar) en de hoeveelheid methaan die wordt gebruikt (ongeveer 20.000 ton/jaar) bij de productie van warmte die nodig is voor het destillatieproces van ruwe olie.
Ruwe destillatie is een van de meest energie-intensieve processen in raffinaderijen en vergt ongeveer 30-40% van de totale energie. Onderzoekers van de Universiteit van Palermo onderstreepten dat hun onderzoek aantoont hoe de warmte die wordt geproduceerd door een geconcentreerd zonnestelsel effectief en economisch kan worden geïntegreerd in het destillatieproces. Deze aanpak stelt ons in staat twee cruciale doelstellingen te bereiken: een aanzienlijke decarbonisatie van de raffinaderijactiviteiten en een vermindering van het methaanverbruik, vooral in fabrieken in regio’s met veel zonnestraling. De praktische integratie van zonnewarmte levert echter complicaties op, omdat er een strategie voor nodig is om de intermitterende aard van zonnestraling te combineren met de continue werking van raffinaderijen.
Het onderzoeksteam berekende dat de maximale omvang van de geconcentreerde zonne-energiecentrale, met ongeveer 330.000 vierkante meter aan collectoren, constante zonnewarmte voor het proces kan leveren, inclusief een thermische energielading die voldoende is voor 24 uur continu gebruik op rustige dagen.
De studie werd verrijkt met een technisch-economische analyse op basis van gegevens van een Italiaanse raffinaderij, waarbij een rendement op de investering werd geschat op 16,2% voor het geconcentreerde zonnestelsel, rekening houdend met de specifieke bestralingsomstandigheden. Vervolgens werd de impact van deze integratie op de CO2-uitstoot en het brandstofverbruik beoordeeld, waarbij werd uitgegaan van dezelfde raffinaderij in de Verenigde Arabische Emiraten. Er werd vastgesteld dat, hoewel de maximale dagelijkse intensiteit van directe straling op de twee locaties vergelijkbaar is, de meer uniforme verdeling van zonnestraling in de Emiraten een grotere vermindering van de CO2-uitstoot mogelijk maakt, gelijk aan 17%.
Deze resultaten tonen aan dat de integratie van zonnewarmte op hoge temperatuur vooral voordelig is voor raffinaderijen die zich bevinden in gebieden met veel zonnestraling en waar ruimte beschikbaar is voor zonneveldinstallatie nabij de destillatie-eenheden.
