Замість мільйонів років рослини можуть стати нафтою за хвилини
У Тихоокеанської національної північно-західної лабораторії Міністерства енергетики США створено безперервний і вельми швидкий процес перетворення водоростей в нафту в хімічному реакторі: то, що в природі займає мільйони років, в лабораторії закінчується за десятки хвилин.
Нафта, вода, збагачена азотом і фосфором, і вода з розчиненим пальним газом - ось і все, що виходить з реактора з переробки водоростей. По суті, це одноступенчатое отримання нафти з біомаси, і якщо ось так вдасться робити паливо по долару за літр, світовий ПЕК чекають потрясіння. (Тут і нижче фото PNNL.)
«Ціна - серйозна перешкода на шляху отримання рідкого палива з водоростей, - каже Дуглас Елліот (Douglas Elliott), який очолює проект. - Ми вважаємо, що наша технологія зробить таке паливо куди більш економічним ».
Те ж саме в цифрах: світ споживає 4,8 трлн л рідкого палива на рік, а нинішні жалюгідні десятки мільярдів літрів біопалива виходять з вищих рослин, вирощуваних на десятках мільйонів гектарів. Причому один гектар в середньому дає менше кубометра біопалива - тобто буквально стільки ж, скільки нафту вартістю близько тисячі доларів. Не треба бути генієм, щоб помітити: харчові сільгоспкультури вирощувати економічно раціональніше, та й недоїдання в третьому світі, де значна частина цього біопалива проводиться, все ж буде поменше.
Є варіант: замінити вищі рослини мікроводоростями, які можна швидко вирощувати на прісних стічних водах великих міст (і тоді не треба вносити добрива і поглядати в небо, побоюючись негоди) або на морській воді, і тоді виробництво можна винести в спекотні пустелі, де з сонячним світлом повний порядок. Але який би шлях ви не вибрали, отримати вдається тільки вихідна сировина для палива - до стану біодизеля водорості треба доводити за допомогою переетерифікації. Так, ви правильно думаєте: перед цим водорості треба витягти з їхнього природного водного середовища і довго сушити, що ні здешевлює кінцевий продукт.
Однак дизелем людські потреби не вичерпуються: ми жити не можемо без гасу і бензину, які майже що п`ємо. Але пристойних технологій їх отримання з водоростей поки немає, та й переетерифікація на дизпаливо вимагає метанолу, а його роблять з природного газу. Нарешті, в країнах на кшталт нашої біодизель взимку просто замерзне, тобто в нього доведеться щось додавати - скажімо, відому дещицю звичайного дизеля.
Словом, виходить «довго, дорого, неоднозначно». Що ж робити?
Група пана Еліота вважає, що знайшла рішення. В її хімреакторе водорості відправляються не на дизельну стежку, а по старому природному шляху - з біомаси в нафту. Тільки шлях цей займає набагато менше часу: в реактор впорскують гарячу воду під тиском 20,7 МПа і температурі 350 ° С. Все це різко прискорює процес, тому менш ніж за годину водорості з нього виходять у вигляді нафти, і в невеликому ступені - біогазу, з якого можна отримувати метан (або ж просто спалювати, маючи тепло для підігріву самої установки).
Причому, що важливо, маленьких зелених нафтовиків не доводиться попередньо сушити: у вихідній сировині може бути 80-90% води по масі!
Процес з трудомісткого, майже скорняжного справи (вирощування - сушка - заготівля - внесення добавок) перетворюється в конвеєр: вирощування - пряме зливання водоростей в реактор - нафта на виході. Підсумковий продукт - вельми легка нафта без домішок, яка легко і просто переробляється на існуючих НПЗ без перебудови технологічного циклу, без внесення добавок та інших рухів. Та й двигуни машин під нього адаптувати не треба. Знову ж за рахунок великої пропускної здатності реактора в одиницю часу вартість «переробки» водоростей в нафту самі розробники техпроцесу оцінюють як «радикально нижчу», ніж в біодизельному варіанті.
Вихідна водорослевая суспензія тепер не потребує попередньої просушування.
«Відсутність потреби в сушінні водоростей - великий плюс, це сильно знижує витрати, - упевнений Дуглас Елліот. - Звідси й сторонні бонуси: після вилучення сировини з води останню і поживні речовини можна відправити назад в ємності з водоростями, додатково знижуючи вартість »:
Поки автори технології працюють лише з невеликим експериментальним реактором ємністю в 1,5 л водорослевой суспензії, але, за їхніми словами, його можна легко масштабувати, і при цьому завдяки великому обсягу у нього будуть набагато менші теплові втрати через стінки, що дасть значну економію на масштабі. Впровадження розробки вже почалося: приватна компанія Genifuel Corp. ліцензує зараз технологію для отримання нафти з водоростей.
