Het ligt in de verwachting dat de vraag naar industriële producten toeneemt naarmate economieën groeien en de levensstandaard in de ontwikkelingslanden toeneemt. Om aan deze vraag te voldoen, zijn productieoplossingen nodig die energiezuiniger zijn en met minder broeikasgasuitstoot dan de huidige oplossingen. Sinds 2000 heeft ExxonMobil bijna 350 miljoen ton uitstoot teruggedrongen en vermeden met energie-efficiënte en co-generation. En we blijven ons richten op onderzoek op het gebied van installatie-ontwerp, geavanceerde scheidingsmethoden, katalyse en procesconfiguraties als onderdeel van bredere inspanningen om energie-efficiënte productie te ontwikkelen.
Energie-efficiënte productie
Installatie-ontwerp herbekijken: Nieuw ontwerp van installaties kan stapsgewijs voor minder energiegebruik zorgen, zelfs in traditionele scheidingsprocessen zoals distillatie. Gebruikmaking van gescheiden wandkolommen – een concept dat door ExxonMobil is ontdekt en ontwikkeld – kan bijvoorbeeld een reeks distillatietorens tot één geheel combineren, waardoor aanzienlijke besparingen aan energie en kapitaalkosten worden gerealiseerd. Op de Fawley-raffinaderij van ExxonMobil in het Verenigd Koninkrijk1 werden energiebesparingen van zo’n 50 procent aangetoond
Scheidingsmethoden opnieuw uitvinden: ExxonMobil-wetenschappers en onderzoekers van het Georgia Institute of Technology en het Imperial College London werken samen aan membraantechnologieën die de CO2-uitstoot kunnen verminderen en de benodigde energie voor thermische (distillatie) processen in raffinage kunnen verlagen. Onderzoeksresultaten in het vaktijdschrift Science2 tonen het potentieel aan van niet-thermische fractionering van lichte ruwe olie door een combinatie van klasse- en maatgebaseerde sortering van moleculen. De eerste prototypes hebben aangetoond dat ze met benzine en vliegtuigbrandstof twee keer zo effectief zijn als de meest gebruikte commerciële membranen van nu.
Levenscyclusanalyse
LCA (levenscyclusanalyse) is de wetenschappelijke voorkeursmethode voor het inschatten van de milieueffecten van energieprocessen en -producten. Bij het vergelijken van verschillende energietechnologieën is het belangrijk om alle uitstoot gedurende de levenscyclus van elke optie mee te nemen. Om een goede inschatting te kunnen maken van de totale voetafdruk moet elke stap die broeikasgas uitstoot, ongeacht welke soort, worden meegenomen. Dit omvat uitstoot tijdens de productiestappen van de energiebron, tijdens conversie en transport, tot en met het brandstofverbruik van de eindgebruiker (bijv. in een voertuig of in een energiecentrale).
ExxonMobil werkt samen met het MIT Energy Initiative aan de ontwikkeling van een nieuwe LCA-tool met daarin trajecten van verschillende technologieën die het merendeel van de uitstoot van broeikasgassen vertegenwoordigen. Deze tool, genaamd Sustainable Energy System Analysis Modeling Environment (SESAME3), is gebaseerd op bronnen die door vakgenoten goed zijn beoordeeld in het publieke domein. De tool kan volledige levenscyclusanalyses uitvoeren voor meer dan 1000 technologietrajecten, van primaire energiebronnen tot eindproducten of -diensten, waaronder die uit de sectoren elektriciteit, transport, industrie en huishoudens.
Om een betekenisvolle impact te hebben, moeten technologieën voor beperking van broeikasgassen ook kosteneffectief zijn. Het gebruik van techno-economische analyse (TEA) helpt bij het bepalen van de meest effectieve en kostenbesparende manieren om aan de wereldwijde energiebehoefte te voldoen en tegelijkertijd de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. TEA helpt ook om op transparante wijze informatie te verschaffen voor beleidsontwikkeling.
TEA wordt momenteel toegevoegd aan het SESAME-model. Na voltooiing vergelijkt SESAME zowel de uitstoot als de kosten van energietechnologieën binnen alle sectoren, in een systeembrede omgeving. Het zal openbaar beschikbaar worden gesteld als een transparante en open-source webtool die is ontworpen voor zowel experts als algemene gebruikers.
Wilt u de voortgang van ons onderzoek en onze innovaties volgen? Scrol dan naar het einde van de pagina en meld u aan voor Energy Factor Europe voor het ontvangen van regelmatige updates.
Bronnen:
1 B. Slade, B. Stober, D. Simpson, Dividing wall column revamp optimises mixed xylenes production, IChemE, Symposium Series No. 152, (2006).2
2 K. Thompson, R. Mathias, D. Kim, J. Kim, N. Rangnekar, J. Johnson, S. Hoy, I. Bechis, A. Tarzia, K. Jelfs, B. McCool, A. Livingston, R. Lively, M. Finn, N-Aryl-linked spirocyclic polymers for membrane separations of complex hydrocarbon mixtures, Science 369 (6501) (2020) 310-315.3
3 E. Gencer, S. Torkamani, I. Miller, T. Wu, F. O’Sullivan, Sustainable energy system analysis modeling environment: analyzing life cycle emissions of the energy transition, Applied Energy 277 (2020) 115550.
