Вуглекислий газ, що викидається заводами з виробництва етанолу, можна використовувати повторно для виробництва низьковуглецевого реактивного палива.
Згідно з новим дослідженням, опублікованиму Міжнародному журналі зі сталого транспорту, енергетики, довкілля та політики (SAE International Journal of Sustainable Transportation, Energy, Environment, and Policy), цей новий вид реактивного палива може скоротити викиди в авіації більш ніж на 80% порівняно з викопним паливом.
Читайте також:
Дешево й ефективно. Вчені створили штучний лист, здатний перетворювати вуглець на пластик і паливо Дослідження розкриває багатообіцяючу можливість перетворити те, що нині вважається відходами, на цінний і стійкий енергетичний ресурс.
При виробництві етанолу в процесі ферментації приблизно 85% об'єму виділяється у вигляді високочистого вуглекислого газу. Це спрощує і здешевлює його уловлювання порівняно з уловлюванням CO₂ на вугільних або цементних заводах. Оскільки кукурудза, яка використовується для виробництва етанолу, вже поглинає CO₂ з атмосфери, повторне використання газу,
що виділяється в процесі ферментації, дасть змогу переробити вже наявний вуглець, а не додавати його в атмосферу.
«Цікаво дослідити, чи може цей потік „відходів“ насправді стати значущим активом», — заявив у пресрелізі Стівен МакКорд, науковий співробітник у галузі машинобудування Мічиганського університету і провідний автор дослідження.
Авіація щорічно генерує понад гігатонни викидів CO₂, що робить її однією з найскладніших галузей для декарбонізації. Екологічно чисте авіаційне паливо (SAF), що отримується з відходів біомаси або відпрацьованих кулінарних олій, вже використовується в обмежених масштабах, але поки що не вдається масштабувати його застосування.
Дослідники оцінили кілька методів виробництва реактивного палива з етанолу і CO₂. Традиційний процес Alcohol-to-Jet, за якого етанол перетворюється на авіаційне паливо з виходом приблизно 90%, знижує інтенсивність викидів вуглецю лише на 4,5−20% порівняно з гасом.
Щоб знайти більш ефективні альтернативи, команда проаналізувала два процеси, засновані на CO₂, які починаються з перетворення уловленого CO₂ на синтез-газ (синтез-газ)
— суміш оксиду вуглецю та водню. У процесі газової ферментації синтез-газ спочатку перетворюється на етанол, який потім очищується методом конверсії спирту в реактивний бензин.
На відміну від цього, метод синтезу Фішера-Тропша безпосередньо перетворює синтез-газ на довголанцюгові вуглеводні, аналогічні реактивному паливу. Оцінка життєвого циклу показала, що обидва методи значно перевершують традиційний підхід. Метод Фішера-Тропша дає змогу знизити інтенсивність викидів вуглецю до 90%, а газова ферментація забезпечує зниження приблизно на 84%.
Незважаючи на більшу екологічність методу Фішера-Тропша, газова ферментація з подальшою переробкою спирту в реактивну етанольну суміш була визнана найбільш практичним рішенням у короткостроковій перспективі.
У дослідженні наголошується, що цей спосіб може використовувати наявну інфраструктуру виробництва етанолу та досвід робочої сили, що дасть змогу прискорити промислове впровадження. «Під час планування виробництва великих обсягів екологічно чистого авіаційного палива з CO₂ необхідно враховувати безліч факторів. Початок роботи з CO₂, одержуваним шляхом ферментації кукурудзяного етанолу, обіцяє найшвидший шлях до масштабування цієї нової галузі», — сказав Сік.
Читайте також:
Крок до водневого майбутнього. Американські хіміки запропонували рішення проблеми розщеплення води
