Economic and environmental benefits of CO2 conversion to value-added products in Oman

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

Carbon dioxide emissions represent a significant environmental concern, contributing to greenhouse gas effects and climate change, particularly global warming. One of the primary sources of these emissions is attributed to the “hard-to-abate” sectors—namely cement, steel, chemicals, and transport. The decarbonization of these industries took center stage at the COP28 Climate Summit in Dubai, emphasizing the urgent need to accelerate the development, implementation, and utilization of carbon capture and storage (CCS) technologies. In alignment with this objective, the Sultanate of Oman is navigating a delicate balance between economic development and environmental responsibility by evaluating the potential of renewable energy and green hydrogen production. This study investigates the economic viability of value-added products, such as methanol and synthetic natural gas (SNG), derived from captured carbon dioxide (CO2) and green hydrogen (H2). The CO2 feedstock is extracted from the flue gas of a clinker production unit using an amine-based absorption system, while hydrogen is produced via water electrolysis powered by hybrid renewable electricity sources (wind and solar). The levelized cost of captured CO2 and green hydrogen is estimated at $38.6 per ton of CO2 and $4.23 per kilogram of H2, respectively. A comprehensive economic analysis, based on capital and operational costs from a commercial-scale methanol production study and assuming a project lifetime of 25 years, was conducted to determine the levelized costs of methanol ($873 per ton) and SNG ($2240 per ton). The study confirms that, currently, the technology demonstrates potential economic competitiveness, although the levelized cost of methanol exceeds twice the prevailing methanol market price in Oman ($375 per ton), with the levelized cost of SNG showing a similar trend. Nonetheless, projections indicate that these processes are likely to become economically competitive in the medium term, driven by evolving global policies and market dynamics. Furthermore, the research highlights that the levelized costs of methanol and SNG are primarily influenced by key factors such as electricity prices, labor costs, and natural gas prices.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

fc335d5a-4b87-4042-b97d-6e2dd368aa39

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

fc335d5a-4b87-4042-b97d-6e2dd368aa39_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

الفوائد الاقتصادية والبيئية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات ذات قيمة مضافة في ُعمان

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":" Aisha Abdul Raouf","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"},{"name_ar":" Muhammad Abdul Qyyum","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":" Rashid Al-Hajr","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Economic and environmental benefits of CO2 conversion to value-added products in Oman

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

تشكل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون مصدر قلق بيئي كبير، حيث تساهم بشكل رئيسي في ظاهرة الاحتباس الحراري وتغير المناخ، لا سيما الاحتباس الحراري العالمي. ويُعزى أحد المصادر الأساسية لهذه الانبعاثات إلى القطاعات "التي يصعب تقليلها"، مثل الأسمنت، والصلب، والمواد الكيميائية، والنقل. وقد حظيت إزالة الكربون في دبي باهتمام متزايد، مما زاد من الحاجة إلى تطوير وتنفيذ تقنيات التقاط الكربون وتخزينه واستخدامه (CCUS). وفي هذا السياق، تكتسب هذه الصناعات أهمية مركزية في مناقشات قمة المناخ الـ28 (COP28). تماشياً مع هذا الهدف، تسعى سلطنة عمان إلى تحقيق توازن دقيق بين التنمية الاقتصادية والمسؤولية البيئية من خلال تقييم إمكانيات الطاقة المتجددة وإنتاج الهيدروجين الأخضر. تستكشف هذه الدراسة الإمكانات الاقتصادية للمنتجات ذات القيمة المضافة المستخرجة من ثاني أكسيد الكربون الملتقط، مثل الميثانول (CH3OH)، والهيدروجين الأخضر (H2)، والغاز الطبيعي المسال (LNG). يتم استخراج ثاني أكسيد الكربون من غاز المداخن لوحدة الكلنكر باستخدام نظام امتصاص قائم على الأمين، في حين يتم إنتاج الهيدروجين عبر التحليل الكهربائي للماء باستخدام كهرباء هجينة متجددة من مصادر الرياح والطاقة الشمسية. تم تقدير التكلفة المستوية لالتقاط ثاني أكسيد الكربون بـ 38.6 دولارًا أمريكيًا لكل طن، وبـ 4.23 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوغرام من الهيدروجين الأخضر. كما تم إجراء تحليل اقتصادي مفصل بناءً على تكاليف رأس المال والتشغيل المستمدة من دراسة إنتاج الميثانول على نطاق تجاري، بافتراض عمر افتراضي للمشروع يبلغ 25 عامًا. وقد أظهرت النتائج أن التكلفة المستوية للميثانول تبلغ 873 دولارًا أمريكيًا لكل طن، في حين تبلغ التكلفة المستوية للغاز الطبيعي المسال 2240 دولارًا أمريكيًا لكل طن. تشير الدراسة إلى أن هذه التكنولوجيا تُظهر قدرة تنافسية محتملة، رغم أن التكلفة المستوية للميثانول تفوق حالياً ضعف سعره الحالي في السوق العمانية الذي يبلغ حوالي 375 دولارًا أمريكيًا للطن. كما يظهر الغاز الطبيعي المسال نمطًا مشابهًا في التكلفة المستوية. ومع ذلك، تشير النتائج إلى إمكانية تحقيق تنافسية أكبر على المدى المتوسط، مدفوعة بتطور السياسات العالمية الداعمة للطاقة النظيفة. يُسلط البحث الضوء أيضاً على أن التكلفة المستوية للميثانول والغاز الطبيعي المسال تتأثر بشكل رئيسي بعدة عوامل منها أسعار الكهرباء، وتكاليف العمالة، وأسعار الغاز الطبيعي، والتي تشكل عوامل حاسمة في تحقيق الجدوى الاقتصادية للمشروعات المستقبلية في هذا المجال.

كلمات الباحثين

Hydrogen as fuel- Value added products--Oman Carbon dioxide -Environmental aspects

إشراف وإعداد

الإشراف

Muhammad Abdul Qyyum, Rashid Al-Hajr

الإعداد

Aisha Abdul Raouf

الاقتباسات الببليوغرافية