HPQ PUREVAP™ QRR wird die Herstellung von Siliziummetall ohne CO2-Emissionen einleiten

Das QRR-Verfahren von HPQ hat das Potenzial, Emissionsgutschriften zu generieren und unterstreicht damit seine bedeutenden Umweltvorteile für wichtige Märkte

MONTREAL, Kanada - HPQ Silicon Inc. ("HPQ" oder das "Unternehmen")(TSX-V: HPQ)(OTCQX: HPQFF)(FRA: O08),, ein Technologieunternehmen, das sich auf umweltfreundliche Verfahren zur Herstellung von Siliziumdioxid und Siliziummaterial spezialisiert hat, freut sich, die Aktionäre über die erheblichen Umweltvorteile des PUREVAP™ Quartz Reduction Reactor (QRR) Prozesses zu informieren, der derzeit in Zusammenarbeit mit dem Technologieanbieter PyroGenesis Canada Inc. (TSX: PYR) (NASDAQ: PYR) (FRA: 8PY) (PyroGenesis) entwickelt wird.

Während die Tests der GEN3-QR-Pilotanlage auf dem Weg zur kommerziellen Validierung voranschreiten, kann HPQ nun einen entscheidenden Umweltvorteil seines proprietären QRR-Prozesses hervorheben. Dieser Vorteil in Verbindung mit dem kürzlich von PyroGenesis erworbenen geistigen Eigentum wird HPQ in die Lage versetzen, mehr als nur den Meilenstein von null CO2-Emissionen bei der Herstellung von Siliziummetall zu erreichen - es wird auch einen Schritt des Kohlenstoffrecyclings beinhalten, der ebenfalls zu einer zusätzlichen erheblichen Reduzierung des Rohstoffverbrauchs führen sollte.

Diese Entwicklungen werden die Nachhaltigkeit und Effizienz des QRR-Produktionsprozesses weiter verbessern.

"Durch die Modernisierung der Produktion von hochreinem Silizium hat unser QRR-Verfahren das Potenzial, einen jahrhundertealten Industrieprozess, der für seine beträchtlichen CO2-Emissionen bekannt ist, in eine Lösung zu verwandeln, die Kohlenstoffgutschriften generiert", erklärte Bernard Tourillon, Präsident und CEO von HPQ Silicon. "Inmitten des globalen Fokus auf die Reduzierung von Kohlenstoffemissionen und das Erreichen von Nachhaltigkeitszielen sind die Fortschritte von HPQ von immenser Bedeutung, um den Übergang zu einer saubereren und umweltfreundlicheren Siliziumproduktion voranzutreiben."

Die Siliziumherstellung ist derzeit der größte CO2-Emittent unter den Metallen und Nichteisenmetallen

Bei der herkömmlichen Herstellung von Siliziummetall wird ein karbothermischer Prozess eingesetzt, bei dem Siliziumdioxid (SiO2) unter Verwendung von Kohlenstoffquellen (Kohle, Koks oder Holzkohle) als Reduktionsmittel bei hohen Temperaturen von mehr als 1800 °C in offenen Lichtbogenöfen (OEAF) reduziert wird, um Siliziummetall (Si) herzustellen. Allein der karbothermische Prozess führt zu 5 Tonnen CO2-Emissionen pro Tonne Silizium [1]. Damit ist die Herstellung von Siliziummetall der größte CO2-Emittent unter allen Metallen und Nichteisenmetallen, wenn man den CO2-Ausstoß in t/t Produkt zugrunde legt, wie der Zwischenstaatliche Ausschuss für Klimaänderungen (IPCC), ein Gremium der Vereinten Nationen, das sich mit der Erforschung des Klimawandels befasst, feststellt [2].

Derzeit gibt es für die traditionellen Siliziummetallhersteller nur eine Möglichkeit, ihren Kohlenstoff-Fußabdruck zu verringern, und zwar durch den Ersatz von fossilem Kohlenstoff durch eine organische Kohlenstoffquelle [3]. Mit dieser Alternative können die Hersteller zwar einen Teil ihres gesamten Kohlenstoff-Fußabdrucks wirksam verringern, indem sie die mit der organischen Kohlenstoffquelle verbundenen CO2-Emissionen ausgleichen, aber sie werden damit niemals Siliziummetall ohne CO2-Emissionen herstellen können.

PUREVAP™ QRR Null CO2 Siliziummetall Vorteil: Geschlossener Elektrolichtbogenofen

Der QRR ist ein geschlossener Elektrolichtbogenofen (CEAF), der unter kontrollierten atmosphärischen Bedingungen betrieben werden kann. Dieser innovative Ofen ermöglicht die halbkontinuierliche Zufuhr von Siliziumdioxid (SiO2) und einem Kohlenstoff-Reduktionsmittel, wodurch die Herstellung von 3N+-Silizium in einem einzigen Schritt ermöglicht wird. Die Konstruktion des QRR verhindert das Eindringen von Luft in den Reaktor und stellt sicher, dass das während der karbothermischen Reaktion erzeugte CO-Gas ("Co(g)") nicht oxidiert wird. Infolgedessen erzeugt der QRR eine mit CO(g) angereicherte Gaszusammensetzung, die für die weitere Nutzung problemlos aufgefangen werden kann.

Das kürzlich erworbene geistige Eigentum von PyroGenesis umfasst ein Verfahren, bei dem der vom QRR emittierte CO(g)-Strom aufgefangen wird. Dieses aufgefangene CO(g) wird anschließend wieder in eine feste Kohlenstoffform umgewandelt, wodurch das Potenzial für seine Wiederverwendung zur Erzeugung des karbothermischen Prozesses für die Siliziumproduktion geschaffen wird.

Durch die Nutzung der einzigartigen CO(g)-Speicherfähigkeit des QRR in Kombination mit der Verwendung einer organischen Kohlenstoffquelle ist HPQ in der Lage, die Produktion von CO2-freiem Siliziummetall zu erreichen. Dieser innovative Ansatz ermöglicht eine kohlenstoffneutrale Siliziummetallproduktion und birgt das Potenzial, Emissionsgutschriften zu generieren. Nach Schätzungen des Managements dürfte das QRR-Potenzial für Kohlenstoffgutschriften zwischen 1,5 tCO2/t Produktbasis und 2,6 tCO2/t Produktbasis liegen [4].

HPQ beabsichtigt, sein Zero+ CO2 Siliziummetall unter dem Markennamen SILICIUMX zu vermarkten.

Keine Stickstoffoxidemissionen, ein weiterer Umweltvorteil des QRR-Verfahrens

Die Größe, die Komplexität und die offene Bauweise von Lichtbogenöfen tragen zur Erhitzung von atmosphärischem Stickstoff bei, wodurch dieser in einen reaktiven Zustand übergeht und hochreaktive und giftige Stickoxide (NOx) freisetzt. Die einzigartige Konstruktion des QRR verhindert jedoch das Eindringen von Luft in den Reaktor, wodurch die Bildung von NOx effektiv verhindert wird. Dieser Umweltvorteil ist ein weiterer positiver Aspekt des QRR-Verfahrens.

Quantifizierung der Umweltvorteile des QRR: Ein Prozess ohne CO2-Emissionen

Die QRR-Null-CO2-Emissionen von HPQ bei der Herstellung von Silizium-Metallen können tiefgreifende Auswirkungen auf die Umwelt haben, wie ihre Bedeutung auf wichtigen Märkten zeigt:

Marktforschungsergebnisse deuten darauf hin, dass in den kommenden zehn Jahren 1 Million Tonnen zusätzlicher Produktionskapazitäten für Siliziummetall benötigt werden, was das Problem der Kohlenstoffemissionen noch verschärft [5]. Durch die Deckung von nur 25 % dieses Bedarfs mit QRR-Systemen könnten die weltweiten CO2-Emissionen jährlich um 1,25 Millionen Tonnen gesenkt werden, was einer jährlichen Einsparung von 278.163 benzinbetriebenen Personenkraftwagen entspricht [6] bzw. mehr als 50 % der in Kanada in einem Jahr produzierten Autos.

Kanadas jährliche Siliziummetallproduktion von etwa 50.000 Tonnen [7] könnte durch die Einführung von QRR-Systemen eine bemerkenswerte Reduzierung der jährlichen Kohlenstoffemissionen um 206.000 Tonnen erfahren [8].
Bei einer jährlichen Siliziummetallproduktion von rund 310.000 Tonnen in den Vereinigten Staaten [9] könnte der Ersatz alter Anlagen durch QRR-Systeme zu einer erheblichen Reduzierung der CO2-Emissionen um 1,55 Millionen Tonnen pro Jahr führen [10].

Die europäischen Länder mit einer jährlichen Siliziummetallproduktion von etwa 450.000 Tonnen [11] haben das Potenzial, durch den Übergang zu QRR-Systemen [12] eine beeindruckende Verringerung der CO2-Emissionen um 2,25 Millionen Tonnen jährlich zu erreichen.

Diese Zahlen, in denen das Potenzial für QRR-Kohlenstoffgutschriften nicht enthalten ist, verdeutlichen die erheblichen Umweltauswirkungen, die durch die Einführung von QRR-Systemen in diesen Schlüsselmärkten erzielt werden können.

Quantifizierung der wirtschaftlichen Auswirkungen des QRR: Ein Prozess ohne CO2-Emissionen

Bei der Herstellung von Siliziummetall fallen auf zahlreichen Märkten erhebliche Kohlenstoffsteuern an, die auf der Grundlage des Preises pro Tonne CO2-Emissionen berechnet werden. Der Einsatz jeder 2.500-t/Jahr-Anlage, die das innovative und geschützte Design des QRR-Verfahrens nutzt, wird zusammen mit dem kürzlich von PyroGenesis erworbenen geistigen Eigentum (IP) zu erheblichen Kosteneinsparungen führen.

Die HPQ-Geschäftsführung hat den Nettogegenwartswert der Kohlenstoffsteuereinsparungen für jedes 2.500-t/Jahr-System über einen Zeitraum von 25 Jahren berechnet, um die potenziellen Kosteneinsparungen zu schätzen. Diese Analyse berücksichtigt eine prognostizierte Erhöhung der Kohlenstoffsteuer um 5 % und wendet Diskontsätze von 7,5 %, 10 % und 12 % an. Die Ergebnisse liefern eine Größenordnung für die potenziellen finanziellen Vorteile in verschiedenen Märkten.

• Für einen Betrieb in Quebec mit einer CO2-Steuer von 27 $ pro Tonne CO2-Emissionen [13] liegen die Kapitalwerte der potenziellen Einsparungen zwischen 4 Mio. $ (Abzinsungssatz 12 %) und 6,5 Mio. $ (Abzinsungssatz 7,5 %).
• Bei einem auf ROC (Rest von Kanada) basierenden Betrieb mit einer Kohlenstoffsteuer von 50 $ pro Tonne CO2-Emissionen [14] liegen die Kapitalwerte der potenziellen Einsparungen zwischen 5,1 Mio. $ (12 % Diskontsatz) und 8,5 Mio. $ (7,5 % Diskontsatz).
• Für einen in Europa ansässigen Betrieb mit einer CO2-Steuer von 90 € (126 C$) pro Tonne CO2-Emissionen [15] liegen die Kapitalwerte der potenziellen Einsparungen zwischen 9,3 Mio. € (oder 13 Mio. C$) (Abzinsungssatz 12 %) und 15,3 Mio. € (oder 21 Mio. C$) (Abzinsungssatz 7,5 %).

Diese beträchtlichen potenziellen Einsparungen bei der Kohlenstoffsteuer verdeutlichen die beträchtlichen finanziellen Vorteile und den Umweltnutzen der Einführung des QRR, eines Verfahrens ohne CO2-Emissionen, auf diesen Märkten.

HPQ erwirbt neues geistiges Eigentum von PyroGenesis

HPQ hat ein neues geistiges Eigentum von PyroGenesis für 3.600.000 $ erworben. Dieses bedeutende geistige Eigentum bezieht sich auf einen "Low Carbon Emission Process for the production of Silicon" (Prozess mit geringen Kohlenstoffemissionen für die Herstellung von Silizium), der das Potenzial hat, null CO2-Emissionen zu erreichen und einen kreislauforientierten Ansatz für die Kohlenstoffnutzung durch Kohlenstoffrecycling einzuführen. Durch die Einbeziehung dieses geistigen Eigentums stärkt HPQ sein QRR-Patentportfolio und erlangt einen einzigartigen Wettbewerbsvorteil gegenüber traditionellen Siliziummetallherstellern.

Im Rahmen der Vereinbarung verhandeln die Parteien derzeit über eine ergänzende Vereinbarung, die sich auf die für die Umsetzung dieses geistigen Eigentums erforderlichen Forschungs- und Entwicklungsphasen konzentriert.

Diese Zusammenarbeit wird die Fähigkeiten von HPQ bei der Umsetzung des kohlenstoffarmen Prozesses vorantreiben und die Position von HPQ als Branchenführer im Bereich der nachhaltigen Siliziumproduktion sowie die Position von PyroGenesis als weltweit führendes Unternehmen für innovative industrielle Technologien weiter festigen.

SOURCE

1. Gudrun Saevarsdottir, Thordur Magnusson & Halvor Kvande. (2021) Verringerung des Kohlenstoff-Fußabdrucks: Primärproduktion von Aluminium und Silizium bei sich ändernden Energiesystemen. Zeitschrift für nachhaltige Metallurgie, 7, 846-857.
2. Bernstein L, Roy J, Delhotal KC, Harnisch J, Matsuhashi R, Price L, Tanaka K, Worrell E, Yamba F, Fengqi Z (2007) Industry. In: Klimawandel 2007: Mitigation. Beitrag der Arbeitsgruppe III zum vierten Bewertungsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen. Cambridge University Press, Cambridge, UK und New York, USA
3. FerroQuébec Inc. Empreinte carbone du silicium métal, Usine de Port-Cartier, Rapport d'empreinte carbone, 25 mars 2015, Ernst & Young, Groupe - Changements climatique et développement durable.
4. Da sich der unter Punkt [3] aufgeführte Bericht auf die in Quebec ansässigen Betriebe bezieht, hat die Unternehmensleitung die Zahlen des Lebenszyklus-Kohlenstoff-Fußabdrucks aus Tabelle 5.2 auf Seite 30 des Ernst & Young-Berichts und aus TM-2016-708 über den QRR-Kohlenstoff-Fußabdruck verwendet, um zwei verschiedene Referenzszenarien zu berechnen, die die Auswirkungen der QRR-CO(g)-Abscheidungsfähigkeit berücksichtigen würden. Im HPQ-Referenzszenario Nr. 1 (unter Verwendung von FerroQuebec-Daten mit einer Kohlenstoffabscheidungseffizienz von 95 %) könnte HPQ eine Kohlenstoffgutschrift von 2,6 tCO2/t Produktbasis erzielen. Im HPQ-Referenzszenario Nr. 2 (unter Verwendung der Informationen aus der PyroGenesis TM-2016-708 über den QRR-Kohlenstoff-Fußabdruck mit einer Kohlenstoffabscheidungseffizienz von 95 %) könnte HPQ eine Kohlenstoffgutschrift von 1,5 tCO2/t Produktbasis erzielen.
5. Die Daten wurden aus Informationen zusammengestellt, die in den Präsentationen von CRU International Limited ("CRU"), einem weltweit führenden Metallmarktforschungsunternehmen, während der Konferenzen zum Siliziummarktausblick im November 2018, November 2020 und Oktober 2022 enthalten waren.
6. Die Verringerung der jährlichen CO2-Emissionen um 1,25 Mio. t wurde von der Unternehmensleitung berechnet, indem 25 % von 1 Mio. t des unter Punkt [5] beschriebenen zusätzlichen Bedarfs an Silizium genommen und mit 5 multipliziert wurden, was der unter Punkt [1] beschriebenen Menge an CO2-Emissionen pro t produzierten Siliziums entspricht. (250,000 t * 5). Die geschätzte Anzahl der ICE-Pkw, die von den Straßen verschwinden, wurde mit dem EPA Greenhouse Gas Equivalencies Calculator berechnet.
7. Daten zur Siliziumproduktion in Kanada von der Website www.statista.com
8. Die jährliche Verringerung der CO2-Emissionen für Kanada wurde vom Management auf 206.000 t berechnet, indem die 50.000 t Jahresproduktion mit 4,12 multipliziert wurden, der CO2-Emissionszahl für Kanada, wie sie in dem unter Punkt [3] beschriebenen Bericht angegeben ist.
9. Daten zur Siliziumproduktion in den Vereinigten Staaten von der Website www.statista.com
10. Die jährliche Verringerung der CO2-Emissionen für die Vereinigten Staaten wurde vom Management auf 1,55 Mio. t berechnet, indem die 310 000 t Jahresproduktion mit 5 multipliziert wurden.
11. Die Daten zur Siliziumproduktion in Europa wurden dem folgenden Zitat des CRU-Analysten Jorn de Linde entnommen , der schätzt, dass auf Europa 13 % bis 15 % der weltweiten Siliziumproduktion oder etwa 3 Millionen Tonnen entfallen.
12. Die jährliche Verringerung der CO2-Emissionen für Europa wurde vom Management auf 1,55 Mio. t berechnet, indem die 410 000 t der Jahresproduktion mit 5 multipliziert wurden.
13. Regierung von Quebec: Der Kohlenstoffmarkt: Versteigerungen
14. Regierung von Kanada: Der Bundes-Benchmark für die Bepreisung von Kohlenstoffverschmutzung
15. Artikel im Wall Street Journal vom 18. April 2023: "Weltweit erste Kohlenstoff-Importsteuer vom EU-Gesetzgeber gebilligt"