211service.com
Nuo biomasės atliekų iki reaktyvinio kuro
Viskonsino-Madisono universiteto mokslininkų sukurtas naujas cheminis procesas paverčia celiuliozę iš žemės ūkio atliekų į benziną ir reaktyvinį kurą. Jis gamina degalus modifikuodamas tai, kas iki šiol buvo laikoma nepageidaujamais šalutiniais produktais (levulino rūgštimi ir skruzdžių rūgštimi), skaidant celiuliozę į cukrų. Darbas buvo aprašytas šios savaitės žurnalo numeryje Mokslas .
Biokuro čiaupas: Skystas kuras nuteka iš buteno oligomerizacijos reaktoriaus – paskutinė naujo cheminio biokuro gamybos iš celiuliozės proceso dalis.
Šis procesas yra viena iš daugelio naujų technologijų, pagal kurias tradicinis kuras, pavyzdžiui, benzinas ir dyzelinas, gaminamas iš biomasės, o ne iš naftos. Skirtingai nuo etanolio – šiandien labiausiai paplitusio biokuro tipo – šiuos naujus degalus galima lengvai naudoti įprastuose automobiliuose ir transportuoti su esama infrastruktūra. Be to, jo gaminamas reaktyvinis kuras sukaupia pakankamai energijos komerciniams ar kariniams lėktuvams.
Tačiau iki šiol šių pažangių biodegalų gamybos metodai dažnai buvo susiję su biologiniais procesais, kurių metu mikrobai skaido cukrų, gautą iš biomasės, įskaitant celiuliozę. Viskonsino metodas gali pasirodyti patikimesnis nei tie procesai, nes tai cheminis procesas, kurį lengviau prižiūrėti. Be to, jį gaminant susidarantį anglies dioksidą galima nesunkiai sugauti – tai pranašumas prieš įprastą biokurą.
Norėdami celiuliozę, didelę biomasės sudedamąją dalį, paversti kuru, mokslininkai pirmiausia turi ją suskaidyti į paprastesnius komponentus, tokius kaip paprastasis cukrus. Tada mikroorganizmai apdoroja tuos cukrus, kad pagamintų skystą kurą. Celiuliozė gali būti suskaidyta apdorojant ją rūgštimis, tačiau šias reakcijas sunku suvaldyti – cukrus dažnai toliau virsta skruzdžių ir levulino rūgštimis. Užuot kovoję su ja, galvojome, ar galime pradėti nuo nepageidaujamo produkto kuro gamybai, sako Viskonsino-Madisono universiteto chemijos ir biologijos inžinerijos profesorius Jamesas Dumesicas.
Tai visiškai kitoks požiūris į biokuro gamybą, sako Bobas Baldwinas, Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos Golden, CO termocheminių procesų vadovas, kuris nedalyvavo su darbu. Viskonsino procese rūgštys sujungiamos ir susidaro gama-valerolaktonas – pramoninė cheminė medžiaga. Katalizatoriai, pagaminti iš silicio dioksido ir aliuminio oksido, padeda jį paversti dujomis, vadinamomis butenu, kurios lengvai paverčiamos skystu angliavandenilių kuru, įskaitant benziną ir reaktyvinį kurą.
Vienas Viskonsino proceso pranašumų, palyginti su biologiniais biokuro keliais, yra tas, kad jis gali sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį, sako Dougas Cameronas, Piper Jaffray generalinis direktorius ir vyriausiasis mokslo patarėjas. Įprasti biodegalai geriausiu atveju yra neutralūs anglies dioksido kiekiui augantys augalai, skirti biokurui, pašalina anglies dioksidą iš atmosferos, tačiau jis vėl išsiskiria, kai auginami ir apdorojami augalai, o biokuras gaminamas ir deginamas. Naujasis procesas sukuria gryną ir aukšto slėgio anglies dioksido srautą, kurį lengva surinkti ir nuolat laikyti. Dėl to grynasis anglies dvideginio išmetimas gali būti neigiamas – dalis augalų absorbuoto anglies dioksido negalėtų grįžti į atmosferą.
Tačiau ekonomikos klausimai išlieka. Baldwin teigia, kad nors procesas duoda daug norimų degalų, jam reikia daug apdorojimo etapų, įskaitant celiuliozės atskyrimą nuo kitų biomasės komponentų, todėl tai gali būti brangu. Ji taip pat turės konkuruoti su kitais termocheminiais procesais, kurie gali būti pritaikyti darbui su biomase, pavyzdžiui, tais, kurie buvo naudojami anglį paversti skystuoju kuru.