...Вместо миллионов лет. Новая технология переработки микроводорослей в топливо позволяет получать из них высококачественную лёгкую нефть за цикл, длящийся менее часа. И без предварительной сушки!
1 Комментировать
В Тихоокеанской национальной северо-западной лаборатории Министерства энергетики США создан непрерывный и весьма быстрый процесс превращения водорослей в нефть в химическом реакторе: то, что в природе занимает миллионы лет, в лаборатории заканчивается за десятки минут.
Нефть, вода, обогащённая азотом и фосфором, и вода с растворённым горючим газом — вот и всё, что выходит из реактора по переработке водорослей. По сути, это одноступенчатое получение нефти из биомассы, и если вот так удастся делать топливо по доллару за литр, мировой ТЭК ждут потрясения. (Здесь и ниже фото PNNL.)
«Цена — серьёзное препятствие на пути получения жидкого топлива из водорослей, — говорит Дуглас Эллиот (Douglas Elliott), возглавляющий проект. — Мы полагаем, что наша технология сделает такое топливо куда более экономичным».
То же самое в цифрах: мир потребляет 4,8 трлн л жидкого топлива в год, а нынешние жалкие десятки миллиардов литров биотоплива получаются из высших растений, выращиваемых на десятках миллионов гектаров. Причем один гектар в среднем даёт менее кубометра биотоплива — то есть буквально столько же, сколько нефть стоимостью порядка тысячи долларов. Не надо быть гением, чтобы заметить: пищевые сельхозкультуры выращивать экономически рациональнее, да и недоедания в третьем мире, где значительная часть этого биотоплива производится, всё же будет поменьше.
Есть вариант: заменить высшие растения микроводорослями, которые можно быстро выращивать на пресных сточных водах больших городов (и тогда не надо вносить удобрения и посматривать в небо, опасаясь непогоды) или на морской воде, и тогда производство можно вынести в жаркие пустыни, где с солнечным светом полный порядок. Но какой бы путь вы ни выбрали, получить удаётся только исходное сырьё для топлива — до состояния биодизеля водоросли надо доводить с помощью переэтерификации. Да, вы правильно думаете: перед этим водоросли надо извлечь из их естественной водной среды и долго сушить, что не удешевляет конечный продукт.
Однако дизелем человеческие нужды не исчерпываются: мы жить не можем без керосина и бензина, которые почти что пьём. Но приличных технологий их получения из водорослей пока нет, да и переэтерификация на дизтопливо требует метанола, а его делают из природного газа. Наконец, в странах вроде нашей биодизель зимой просто замёрзнет, то есть в него придётся что-то добавлять — скажем, известную толику обычного дизеля.
Словом, получается «долго, дорого, неоднозначно». Что же делать?
Группа г-на Эллиота полагает, что нашла решение. В её химреакторе водоросли отправляются не на дизельную тропу, а по старому природному пути — из биомассы в нефть. Только путь этот занимает намного меньше времени: в реактор впрыскивают горячую воду под давлением 20,7 МПа и температуре 350 °С. Всё это резко ускоряет процесс, поэтому менее чем за час водоросли из него выходят в виде нефти, и в небольшой степени — биогаза, из которого можно получать метан (или же попросту сжигать, имея тепло для подогрева самой установки).
Причём, что важно, маленьких зелёных нефтяников не приходится предварительно сушить: в исходном сырье может быть 80–90% воды по массе!
Процесс из трудоёмкого, почти скорняжного дела (выращивание — сушка — заготовка — внесение добавок) превращается в конвейер: выращивание — прямое сливание водорослей в реактор — нефть на выходе. Итоговый продукт — весьма лёгкая нефть без примесей, которая легко и просто перерабатывается на существующих НПЗ без перестройки технологического цикла, без внесения добавок и прочих телодвижений. Да и двигатели машин под него адаптировать не надо. Опять же за счёт большой пропускной способности реактора в единицу времени стоимость «переделки» водорослей в нефть сами разработчики техпроцесса оценивают как «радикально более низкую», чем в биодизельном варианте.
Исходная водорослевая суспензия теперь не нуждается в предварительной просушке.
«Отсутствие нужды в сушке водорослей — большой плюс, это сильно снижает издержки, — уверен Дуглас Эллиот. — Отсюда и сторонние бонусы: после извлечения сырья из воды последнюю и питательные вещества можно отправить обратно в ёмкости с водорослями, дополнительно снижая стоимость»:
Пока авторы технологии работают лишь с небольшим экспериментальным реактором ёмкостью в 1,5 л водорослевой суспензии, но, по их словам, его можно легко масштабировать, и при этом благодаря большому объёму у него будут гораздо меньшие тепловые потери через стенки, что даст значительную экономию на масштабе. Внедрение разработки уже началось: частная компания Genifuel Corp. лицензирует сейчас технологию для получения нефти из водорослей.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Algal Research (доступен полный текст).
Подготовлено по материалам Тихоокеанской национальной северо-западной лаборатории. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах
