Process concepts and techno‑economic analysis for multi-greenhouse gas mitigation of methane, nitrous oxide, and carbon dioxide
Tid: Må 2026-03-09 kl 13.00
Plats: Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/62434669695
Språk: Engelska
Ämnesområde: Kemiteknik
Respondent: PhD Student Devesh Sathya Sri Sairam Sirigina , Energiprocesser
Opponent: Associate Professor Bjørn Austbø, Norwegian University of Science and Technology, Norge
Handledare: Universitetslektor Shareq Mohd Nazir, Energiprocesser; Professor Stefan Grönkvist, Energiprocesser
QC 20260211
Embargo t.o.m. 2027-03-09 godkänt av skolchef Amelie Eriksson Karlström via e-post 2026-02-10.
Abstract
Att begränsa klimatförändringar kräver en mångfald av åtgärder för att minska utsläppen av växthusgaser. Litteraturen om åtgärder för att reducera utsläppen av koldioxid (CO2) är omfattande men forskningen om minskning av utsläpp av andra växthusgaser är relativt begränsad. Det gäller särskilt åtgärder för att reducera restutsläppen av metan (CH4) och dikväveoxid (N2O) från deras största källa: jordbruket. Denna avhandling föreslår processkoncept för att minska CH4 och N2O genom katalytisk omvandling. Koncepten omfattar även CO2 avskiljning, och olika konfigurationer utvärderades under varierande förhållanden. Samtidig reduktion av CH4, N2O och CO2 kan på detta sätt användas för att minska restutsläpp av växthusgaser.
Två processvägar baserade på termiska katalysatorer och fotokatalysatorer utvecklades för CH4 reduktion. De tekno ekonomiska analyserna visar att kostnaderna för att reducera CH4-utsläpp i båda fallen är starkt beroende av koncentrationerna i tillflödet. Elektricitet och katalysatorer var de främsta kostnadsdrivarna i den termiska katalysvägen, medan reaktorer stod för den största kostnadsandelen i den fotokatalytiska vägen. Kostnaderna kan sänkas genom att använda katalysatorer som är okänsliga för fukt.
Kostnaderna för samtidig utsläppsreduktion av flera växthusgaser är känsliga för i vilken ordning gaserna avskiljs eller omvandlas i den integrerade enheten. Kostnaderna var lägst när CO2 avskiljs innan omvandling av N2O och CH4. Katalysatorer som kan omvandla N2O vid låga temperaturer (< 300 °C) men som inte reagerar med andra gaser i inloppsströmmen kan minska kostnaderna. De föreslagna processerna behöver testas under fältförhållanden för att undersöka interaktioner med andra gaser. Användningen av förnybar el är avgörande för att förbättra teknikens klimatprestanda.
Reduktion av CH4 från jordbrukssektorn främjar flera hållbarhetsmål. För att möjliggöra storskalig implementering krävs dock adekvata politiska styrmedel, särskilt i utvecklingsländer.