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A techno-economic and environmental evaluation of the integration of direct air capture with hydrogen derivatives production

Prats Salvado, Enric und Monnerie, Nathalie und Sattler, Christian (2024) A techno-economic and environmental evaluation of the integration of direct air capture with hydrogen derivatives production. International Journal of Hydrogen Energy. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2024.10.026. ISSN 0360-3199.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Kurzfassung

Carbon-neutral fuels are key to decarbonizing hard-to-abate sectors. Solar redox cycles can produce them by creating oxygen vacancies in a metal oxide capable of splitting water and CO2. The resulting synthesis gas can be processed into a liquid fuel like methanol. To close the carbon cycle, feedstock CO2 can be captured from the atmosphere with direct air capture (DAC), but the synergies between synthetic fuel production and DAC are largely unexplored. In this work, four integration strategies between DAC and solar redox cycles are proposed. Each of them is modeled with Aspen Plus and HFLCAL and compared with a techno-economic and a cradle-togate life cycle assessment. The optimal configuration, with a levelized cost of 7.9 ± 0.4 USD2022/kgMethanol and a climate change impact of − 450 ± 30 g CO2e/kgMethanol, uses solid DAC powered by waste heat. Therefore, the study recommends the integration of DAC in the production of synthetic fuels.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/212217/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A techno-economic and environmental evaluation of the integration of direct air capture with hydrogen derivatives production
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Prats Salvado, EnricEnric.PratsSalvado (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9044-1920177711353
Monnerie, NathalieNathalie.Monnerie (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0220-6665177711354
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 Oktober 2024
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.ijhydene.2024.10.026
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:DAC, carbon-neutral fuels, lcoe, synthetic fuels
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe
Standort: Jülich , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Future Fuels
Institut für Future Fuels > Bewertung solarer Produktionsverfahren
Hinterlegt von: Bülow, Mark
Hinterlegt am:10 Feb 2025 09:34
Letzte Änderung:21 Feb 2025 12:25

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