Концепция “plug-and-play” для модуляризации блоков улавливания углеродных выбросов

Последняя волна массовой индустриализации длилась шесть десятилетий, в течение которых весь мир активно строил фабрики и масштабировал производство в беспрецедентных масштабах. Сегодня наши коллективные усилия по решению экологических проблем значительно меньше и не соответствуют колоссальным масштабам, необходимым для спасения нашей планеты. Если в ближайшее время не будут представлены надежные и преобразующие технологии, позволяющие всем странам действовать быстро и сплоченно, мы рискуем проиграть в борьбе за нашу планету. В свете этого я считаю, что массовое производство решений «plug-and-play» может стать одной из ключевых стратегий для преодоления этого разрыва, что позволит быстро и широко внедрять их, что необходимо для достижения значимого экологического прогресса.

Другим критическим аспектом проблемы является то, что передовые инжиниринговые компании в настоящее время стремятся занять ниши на формирующемся рынке улавливания и хранения углерода (CCS). Однако реальность такова, что у нас нет тысяч таких компаний, даже объединенный десяток или сотня вряд ли смогут построить все необходимые объекты CCS, требуемые для оказания существенного влияния. Это ограничение подчеркивает настоятельную необходимость демократизации рынка CCS путем предоставления всем свободного доступа соответствующим технологиям. Сделав это, мы можем предоставить более широкому кругу организаций и новаторов возможность вносить вклад в разработку и внедрение решений по улавливанию углерода.

Понятие «plug-and-play» («подключай и играй») можно проиллюстрировать на примере игровой приставки Sony PlayStation, которая не требует длительной настройки и позволяет сразу приступить к игре. Применение этой концепции в технологиях улавливания углерода предполагает создание универсального решения, которое можно быстро внедрить на различных промышленных предприятиях.

Технология улавливания углерода включает улавливание выбросов углекислого газа (CO2) из ​​различных источников, в первую очередь промышленных предприятий, хранение и повторное использование для предотвращения его выброса в атмосферу. Это критически важный подход к решению проблемы изменения климата.

Идея модуляризации улавливания углерода plug-and-play привлекательна тем, что подразумевает универсальное решение, которое можно быстро развернуть на многих предприятиях. Хотя это может столкнуться с определенными проблемами из-за технологической уникальности каждого промышленного предприятия.

Проблемы модуляризации plug-and-play включают тип выбросов, масштабы операций, интеграцию инфраструктуры, экономические соображения и нормативную среду.

Также стоит отметить, что технологические достижения и усовершенствования в технологии улавливания углерода продолжаются, и решения, которые сегодня могут быть неосуществимы, могут стать доступными в будущем. Поэтому эту идею стоит изучить, даже если для ее практического применения потребуются дополнительные исследования и разработки.

Разные предприятия производят разные типы выбросов. Например, электростанций, сжигающие уголь производят совершенно другие выбросы по сравнению со сталелитейными или химическими заводами. Технология улавливания углерода должна быть адаптирована к типу и концентрации производимых выбросов.

Масштабы операций также различаются между различными объектами. Небольшой завод может иметь другие объемы улавливания углерода, чем крупная электростанция. Модули рlug-and-play должны быть масштабируемыми, чтобы соответствовать потребностям различных операций.

Наличие стандартизированного модуля, который может быть установлен в нескольких блоках, может обуславливать большую гибкость. Объекты могут устанавливать необходимое им количество блоков в зависимости от их индивидуальных уровней выбросов углерода.

При правильном проектировании решение теоретически может быть масштабируемым для любого размера объекта, просто установив больше модулей. Однако это зависит от конструкции, которая является как эффективной, так и действенной в малых масштабах, что может быть значительной инженерной проблемой.

Инфраструктура каждого объекта уникальна, и интеграция новых технологий в существующие объекты может быть довольно сложной. Решение plug-and-play должно учитывать эти изменения, чтобы гарантировать, что его можно будет интегрировать в широкий спектр существующих систем.

Экономическая эффективность технологии улавливания углерода может варьироваться в зависимости от конкретных обстоятельств каждого объекта. Цена углерода, доступность возможностей хранения или повторного использования, а также существующее оборудование и операции могут влиять на экономику улавливания углерода.

Экономия за счет масштаба часто означает, что более крупные блоки более рентабельны и энергоэффективны, чем более мелкие. Важно гарантировать, что потребление энергии и стоимость нескольких более мелких блоков не превышают таковые для одного более крупного блока.

Нормативная среда также может повлиять на осуществимость решения по улавливанию углерода по принципу «подключай и играй». В разных юрисдикциях действуют разные правила и положения относительно выбросов и улавливания углерода.

Тем не менее, полностью готовое решение может оказаться сложной задачей, вполне возможно, что можно разработать модульный подход с различными модулями, адаптированными к разным типам выбросов, масштабам эксплуатации и потребностям инфраструктуры. Это потребует проектирования системы, которая имеет общие компоненты, но допускает настройку в соответствии с потребностями каждого объекта.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Преимущества модулей plug-and-play могут включать контролируемые капитальные затраты, возможность тестирования и оценки, адаптивность, соответствие нормативным требованиям.

Контролируемые капитальные затраты

Одним из потенциальных преимуществ модульного подхода является возможность для предприятий постепенно наращивать свои усилия по улавливанию углерода. Они могут изначально установить несколько единиц, а затем добавлять больше со временем по мере необходимости, по мере поступления финансирования или по мере ужесточения нормативных требований.

Модульная природа решения plug-and-play по улавливанию углерода предлагает более гибкий подход к капитальным затратам, деньгам, которые организация или корпоративное лицо тратит на покупку, обслуживание или улучшение своих основных средств, таких как здания, транспортные средства, оборудование или земля.

В отличие от обычной крупномасштабной системы улавливания углерода, которая обычно требует значительных первоначальных инвестиций, модульная система позволяет предприятиям распределять свои капитальные затраты с течением времени. Они могут начать с небольшого количества модулей и постепенно увеличивать свою мощность, насколько позволяет их бюджет и по мере роста их потребностей.

Эта модель «плати по мере роста» может быть особенно выгодна для небольших предприятий или предприятий с ограниченным бюджетом, поскольку она позволяет им начать улавливание углерода без необходимости делать огромные первоначальные инвестиции. Они могут увидеть преимущества технологии и понять ее работу, прежде чем приступить к более масштабному внедрению.

Кроме того, распределение капитальных затрат может помочь снизить финансовый риск. Если технология улучшится или если потребности предприятия изменятся, они не вложат огромные инвестиции в единую немодульную систему. Вместо этого у них есть возможность модернизировать или модифицировать свою систему, добавляя, удаляя или заменяя отдельные модули.

Таким образом, модульная, масштабируемая природа решения по улавливанию углерода «plug-and-play» не только обеспечивает эксплуатационную гибкость, но и обеспечивает более управляемую финансовую модель для предприятий, стремящихся сократить свои выбросы углерода.

Возможность тестирования и оценки

Для тестирования и оценки пошаговое развертывание, облегчаемое модульной природой системы улавливания углерода plug-and-play, позволяет предприятиям применять взвешенный, оценочный подход при интеграции этой новой технологии в свои операции.

Начиная с небольшого количества модулей, предприятия могут протестировать и понять эффективность, экономичность и взаимодействие технологии с существующей инфраструктурой в меньшем, управляемом масштабе. Эта начальная фаза может служить своего рода «пилотной программой», которая может быть невероятно ценной для оценки общей осуществимости и производительности технологии.

Во время этой фазы тестирования предприятие может собирать важные данные о работе модулей, включая количество улавливаемого углерода, потребление энергии, требования к обслуживанию, эксплуатационные проблемы и общую интеграцию системы.

На основе этих наблюдений и данных они могут оценить, достигает ли система своих целей и обеспечивает ли удовлетворительную окупаемость инвестиций. Более того, это также дает возможность выявить любые потенциальные проблемы, осложнения или области для улучшения производительности или обслуживания системы.

После того, как технология будет тщательно протестирована и оценена, а все первоначальные проблемы будут решены, предприятие может с уверенностью инвестировать в дополнительные модули для увеличения своей мощности улавливания углерода. Этот пошаговый оценочный подход помогает снизить риск и обеспечить успешную и эффективную интеграцию технологии улавливания углерода в работу предприятия.

Адаптируемость

Что касается адаптивности, одним из ключевых преимуществ концепции модуля улавливания углерода plug-and-play является его адаптивность к меняющимся потребностям промышленных предприятий. В отличие от единой крупномасштабной системы, которая может потребовать существенного капитального ремонта или замены для размещения увеличенной мощности, модульная система допускает постепенное расширение.

По мере роста операций предприятия и, следовательно, увеличения его выбросов, можно просто добавлять дополнительные модули улавливания углерода для удовлетворения растущей потребности в улавливании углерода. Такая масштабируемость облегчается за счет принципа plug-and-play модулей; их можно устанавливать и вводить в эксплуатацию с минимальным нарушением существующих процессов.

Более того, в случае временного увеличения производства и последующих выбросов можно добавлять дополнительные модули только на время этого периода, а затем повторно использовать в другом месте, когда они больше не нужны.

Та же адаптивность применима и в обратном сценарии. Если предприятие сокращает свои операции или сокращает свои выбросы другими способами, некоторые модули можно снять или закрыть, чтобы сэкономить на эксплуатационных расходах, не влияя на всю систему. Такая адаптивность может привести к экономии средств и повышению эффективности эксплуатации, поскольку предприятия могут адаптировать свои мощности по улавливанию углерода к своим текущим потребностям, вместо того чтобы предвидеть будущие потребности и, возможно, вкладывать слишком много средств в более крупную немодульную систему. Это также позволяет легче внедрять будущие достижения в технологии улавливания углерода, поскольку отдельные модули можно заменять или модернизировать, не нарушая работу остальной системы.

Что касается соответствия нормативным требованиям, поскольку мир все больше осознает острую необходимость борьбы с изменением климата, экологические нормы становятся все более строгими. Правительства устанавливают более амбициозные цели по сокращению выбросов парниковых газов и внедряют политику, требующую от компаний уменьшения своего углеродного следа.

В этом контексте модули улавливания углерода «plug-and-play» могут стать важнейшим инструментом для предприятий, стремящихся соответствовать этим нормативным стандартам. Модульная природа этих систем позволяет предприятиям постепенно и систематически сокращать свои выбросы с течением времени, а не вносить радикальные изменения сразу.

Начиная с меньшего количества модулей, предприятия могут начать улавливать и сокращать часть своих выбросов углерода. По мере ужесточения правил или по мере развития собственных целей устойчивого развития предприятия они могут продолжать добавлять больше модулей, постепенно увеличивая свою мощность улавливания углерода и еще больше сокращая свои выбросы.

Этот подход позволяет предприятиям поддерживать соответствие нормативным стандартам на каждом этапе процесса, даже если эти стандарты становятся более строгими. Планируя и реализуя постепенное увеличение своих возможностей улавливания углерода, предприятия могут наметить четкий, управляемый путь к соблюдению.

Более того, демонстрируя проактивную приверженность сокращению выбросов и инвестированию в технологию улавливания углерода, предприятия также могут получить более благоприятное отношение со стороны регулирующих органов, что потенциально приведет к выгодным партнерствам, стимулам или грантам.

Стандартизация

Модель plug-and-play модулей улавливания углерода имеет значительное преимущество, когда дело касается обслуживания и ремонта. Этот подход основан на стандартизации, что означает, что одни и те же детали используются во многих различных модулях.

Если компонент в модуле выходит из строя или требует обслуживания, наличие стандартизированных деталей означает, что замену можно будет найти проще, чем если бы деталь была уникальной или изготовленной на заказ. Поскольку эти стандартные компоненты, скорее всего, будут производиться в больших объемах, они, как правило, более доступны, что сокращает время, необходимое для получения сменной детали.

Более того, конструкция системы должна быть направлена ​​на то, чтобы сделать процесс замены максимально простым. Хорошо спроектированный модуль обеспечит легкий доступ к своим компонентам, что позволит техникам быстро снять неисправную деталь и установить новую. Это сводит к минимуму время простоя модуля, что имеет решающее значение для поддержания общей эффективности и производительности предприятия.

Кроме того, поскольку компоненты являются стандартными для всех модулей, техники уже будут знакомы с деталями. Это может еще больше ускорить процесс замены и снизить вероятность ошибок или осложнений во время обслуживания.

Таким образом, стандартизация и простота замены, присущие модели plug-and-play, могут значительно сократить время и затраты на техническое обслуживание, обеспечивая более плавную и надежную работу системы улавливания углерода. Этот аспект имеет решающее значение для общей осуществимости и эффективности процесса улавливания углерода.

Стандартизация деталей и систем открывает рынок для различных производителей, способствуя конкуренции и снижая риск зависимости от одного поставщика. Это, в свою очередь, может снизить затраты и стимулировать инновации.

Кроме того, использование стандартизированных деталей и систем может облегчить получение одобрения регулирующих органов. Если регулирующие органы знакомы с технологией и уверены в ее производительности, они могут быть более склонны одобрить ее использование.

В идеале гибридный подход к системе модуля улавливания углерода plug-and-play должен предлагать сочетание стандартизации и настройки. Большая часть системы будет состоять из стандартных, взаимозаменяемых деталей, и они будут дополнены настраиваемыми компонентами, такими как фильтры для улавливания выбросов. Эти уникальные детали могут быть адаптированы для удовлетворения потребностей конкретных промышленных процессов или типов выбросов.

Такой подход открывает возможность вовлечения в производственный процесс нескольких производителей, каждый из которых специализируется на различных компонентах, что позволяет диверсифицировать цепочки поставок и снизить зависимость от одного поставщика.

Доступность и масштабируемость

Важнейшим аспектом концепции модуля улавливания углерода plug-and-play является то, что он должен быть доступен и управляем широким кругом пользователей. Вот как это может работать:

Природа plug-and-play этих модулей означает, что они разработаны для того, чтобы их мог легко приобрести, установить и эксплуатировать любой человек, как и приборы или другое распространенное промышленное оборудование. Цель состоит в том, чтобы сделать эти модули доступными для любого промышленного предприятия, независимо от его размера или технических возможностей.

Наличие модулей от нескольких поставщиков может гарантировать, что у компаний будет ряд вариантов с точки зрения цены, спецификаций и обслуживания. Это может сделать модули более доступными для более широкого круга предприятий, в том числе находящихся в разных географических точках или с разными финансовыми ресурсами.

Демократизация

Этот подход может демократизировать доступ к технологии улавливания углерода, позволяя гораздо более широкому кругу промышленных предприятий сократить свои выбросы углерода. Однако стоит отметить, что успешная реализация все равно потребует тщательного планирования, координации и, возможно, некоторой технической поддержки, особенно на начальном этапе установки и интеграции.

Открывая поле для многочисленных специализированных производителей, он поощряет конкуренцию, разнообразие и постоянное совершенствование. Различные производители могут специализироваться на разных компонентах или типах модулей. Это может позволить им сосредоточить свои знания и ресурсы на постоянном совершенствовании своей конкретной части, что может привести к значительному прогрессу в технологии.

Производители, каждый со своими собственными подразделениями НИОКР, могут инвестировать в исследования новых материалов, технологий и методов. Они также могут сотрудничать с академическими институтами или независимыми исследовательскими организациями. Это станет мощным двигателем инноваций и может привести к значительным прорывам в технологии улавливания углерода.

По мере появления новых материалов и технологий их можно будет включать в модули. Поскольку модули спроектированы как модульные и взаимозаменяемые, будет относительно просто модернизировать существующие установки с использованием новейших технологий. Этот непрерывный цикл усовершенствования может гарантировать, что технология идет в ногу с меняющимися требованиями смягчения последствий изменения климата.

Предоставление широкому кругу предприятий доступа и выгоды от технологии улавливания углерода позволит компаниям всех размеров и во всех местах принимать меры по сокращению своих выбросов, а не ограничиваться несколькими крупными компаниями или определенными отраслями. Только так весь мир может серьезно участвовать в борьбе с изменением климата.

Создание нового рынка

Спрос на эти модули может стимулировать создание нового рынка, на котором разные производители будут конкурировать по цене, производительности, обслуживанию и другим факторам. Это может дополнительно стимулировать инновации, а также сделать технологию более доступной и доступной.

Если провести аналогию с автомобильной промышленностью, то производители легковых и грузовых автомобилей выпускают ряд транспортных средств с различными размерами, функциями и конструкциями для удовлетворения различных потребностей клиентов, производители модулей улавливания углерода также могут производить ряд модулей с различной емкостью и функциональностью для удовлетворения потребностей различных промышленных предприятий.

Более того, идея о широком разнообразии производителей, производящих запасные части для автомобилей, применима и здесь. То же самое может быть верно и для модулей улавливания углерода, при этом разные производители специализируются на разных компонентах. Такая децентрализация может стимулировать инновации, повышать устойчивость и помогать предотвращать любую единую точку отказа.

В обоих случаях важно иметь отраслевые стандарты для обеспечения совместимости, безопасности и производительности. Например, в автомобильной промышленности существуют стандартизированные измерения и спецификации для многих автомобильных деталей, чтобы гарантировать, что они могут подходить и правильно функционировать в разных транспортных средствах. То же самое должно быть справедливо и для модулей улавливания углерода, чтобы обеспечить совместимость и взаимодействие между деталями от разных производителей.

Безотходная углеродная экономика

Еще одна перспективная область исследований и разработок в области технологий улавливания углерода — идея «безотходная углеродной экономики», где улавливаемый углерод не просто хранится, а фактически повторно используется. Улавливаемые выбросы углерода потенциально могут быть преобразованы в ряд полезных продуктов, создавая дополнительный источник дохода и делая улавливание углерода более экономически привлекательным.

Это называется улавливанием, использованием и хранением углерода (CCUS). Аспект утилизации этого подхода включает преобразование улавливаемого диоксида углерода в другие вещества или продукты, такие как химическое сырье, строительные материалы и сельскохозяйственное использование.

Различные компании, специализирующиеся в этих областях, могут собирать улавливаемый диоксид углерода и использовать его в своих производственных процессах. Это не только сокращает количество выбрасываемого в атмосферу диоксида углерода, но и уменьшает необходимость в добыче и очистке нового сырья.

Финансовые инструменты

Различные финансовые инструменты, доступные на мировом рынке, которые могут быть специально применены к схеме модуля улавливания углерода «plug-and-play».

Зеленые облигации могут использоваться для более крупных проектов, их также можно применять в меньших масштабах для финансирования внедрения этих модулей улавливания углерода.

Углеродные компенсации/углеродные кредиты могут приносить углеродные кредиты за сокращение выбросов углерода за счет использования этих модулей, которые затем можно продать на углеродном рынке.

Правительственные гранты и налоговые льготы могут предоставлять гранты или налоговые льготы компаниям, которые устанавливают эти модули. Это снизит общие затраты для компаний.

Краудфандинг на основе блокчейна позволит компаниям запускать первичные предложения монет (ICO) или предложения токенов безопасности (STO) для сбора средств на покупку и установку модулей улавливания углерода. Эти методы похожи на краудфандинг, но вместо традиционных валют используются криптовалюты.

Зеленые финтех-платформы, ориентированные на зеленые инвестиции, могут предлагать кредиты или инвестиционные возможности специально для небольших проектов по улавливанию углерода. Такие платформы могут использовать такие технологии, как искусственный интеллект, для сопоставления проектов инвесторам, оптимизации процесса инвестирования и предоставления отчетов в режиме реального времени о сокращении выбросов углерода.

Инвестиционные фонды ESG могут предоставлять капитал компаниям, которые внедряют эти модули. Эти фонды инвестируют в компании, которые соответствуют определенным экологическим, социальным и управленческим критериям, а сокращение выбросов углерода часто является ключевым направлением.

Модель улавливания углерода как услуги, в которой сторонняя компания будет владеть и управлять модулями улавливания углерода, а принимающая компания будет платить комиссию, основанную на количестве улавливаемого углерода. Это похоже на модель оплаты за производительность, но может также включать постоянную эксплуатацию и обслуживание модулей.

Климатические облигации будут специально привязаны к ожидаемому климатическому воздействию проекта. Инвесторы будут получать выплаты на основе фактического сокращения выбросов углерода, достигнутого проектом.

Кредиты, привязанные к устойчивому развитию, представляют собой кредитные инструменты, в которых процентная ставка связана с показателями устойчивости заемщика. Компании потенциально могут получить более низкие процентные ставки, если они успешно сократят свои выбросы углерода с помощью подключаемых модулей.

Кроме вышеперечисленного, хочу предложить новую концепцию финансирования, назовем ее моделью «Общие инвестиции в сокращение выбросов углерода» (Shared Carbon Reduction Investment (SCRI)). Основная идея SCRI заключается в том, что несколько заинтересованных сторон — включая местные сообщества, экологические НПО и социально ответственные предприятия — совместно инвестируют в установку и эксплуатацию модулей улавливания углерода plug-and-play на определенных промышленных объектах. Инвесторы получают долю прибыли от продажи углеродных кредитов, полученных от этих модулей. Модель будет включать следующее:

1. Первоначальный сбор средств может быть проведен для привлечения капитала, необходимого для покупки и установки модулей улавливания углерода. Это может быть сделано посредством краудфандинга, частных инвестиций или других методов.

2. Установка и эксплуатация модулей улавливания углерода на выбранных промышленных объектах, которые могут быть выбраны на основе их выбросов углерода, пригодности технологии или других факторов.

3. Продажа углеродных кредитов будет возможна при условии, что сокращения выбросов углерода, достигнутые модулями, будут проверены и преобразованы в углеродные кредиты, которые затем будут проданы на углеродном рынке.

4. Распределение прибыли от продажи углеродных кредитов может быть достигнуто среди инвесторов, обеспечивая возврат их инвестиций. Точное распределение прибыли может быть определено на основе первоначального инвестиционного соглашения.

Часть прибыли можно реинвестировать в покупку и установку большего количества модулей, что позволит инициативе со временем расти.

Эта модель имеет преимущество в использовании финансовых ресурсов нескольких заинтересованных сторон, а также в предоставлении им прямой финансовой отдачи. Она также позволяет местным сообществам и другим заинтересованным сторонам принимать прямые меры по сокращению выбросов углерода в своем районе.

Конечно, это гипотетическая модель, и ее осуществимость будет зависеть от ряда факторов, включая цену углеродных кредитов, стоимость модулей и нормативную среду. Также потребуется тщательное управление, чтобы гарантировать, что средства используются надлежащим образом и что все инвесторы получат свою справедливую долю прибыли.

Эта модель может работать на практике, если местная экологическая группа запустит местную инициативу по сокращению выбросов углерода, чтобы предпринять прямые меры по сокращению выбросов углерода в своем городе. Они создают некоммерческую организацию под названием «Инициатива по местному сокращению выбросов углерода» (LCRI) и начинают искать инвесторов для своей модели SCRI.

Затем LCRI запускает краудфандинговую кампанию и обращается к социально ответственным предприятиям, местному правительству и другим потенциальным инвесторам. Они также подают заявки на гранты и субсидии из государственных программ, направленных на сокращение выбросов углерода.

LCRI определяет местное производственное предприятие со значительными выбросами углерода в качестве потенциального места для установки своего первого модуля улавливания углерода. Они достигают соглашения с руководством предприятия об установке и эксплуатации модулей улавливания углерода на своем участке.

Надеемся, что эта модель может потенциально привлечь более широкий круг заинтересованных сторон к действиям по борьбе с изменением климата. Отдельные лица, местные предприятия, общественные организации и местные органы власти заинтересованы в улучшении местной окружающей среды. Предоставляя этим заинтересованным сторонам возможность инвестировать в сокращение выбросов углерода и получать финансовую отдачу, модель SCRI может помочь мобилизовать больше ресурсов для действий по борьбе с изменением климата.

#ДействуйтеСейчасРадиПланеты 🌍
#ДекарбонизацияСегодня 🌱 🌍