У Тихоокеанській національній північно-західній лабораторії Міністерства енергетики США створений безперервний і дуже швидкий процес перетворення водоростей в нафту в хімічному реакторі: те, що в природі займає мільйони років, в лабораторії закінчується за десятки хвилин.
«Ціна – серйозна перешкода на шляху отримання рідкого палива з водоростей, – говорить Дуглас Еліот(Douglas Elliott), що очолює проект. – Ми вважаємо, що наша технологія зробить таке паливо куди економічнішим».
Те ж саме в цифрах: світ споживає 4,8 трлн. л рідкого палива в рік, а нинішні жалюгідні десятки мільярдів літрів біопалива виходять з вищих рослин, що вирощуються на десятках мільйонів гектарів. Причому один гектар в середньому дає менше кубометра біопалива – тобто буквально стільки ж, скільки нафта вартістю близько тисячі доларів. Не потрібно бути генієм, щоб помітити: харчові сільгоспкультури вирощувати економічно рациональніше, та і недоїдання у третьому світі, де значна частина цього біопалива робиться, все ж буде поменше.
Є варіант: замінити вищі рослини мікроводоростями, які можна швидко вирощувати на прісних стічних водах великих міст(і тоді не потрібно вносити добрива і поглядати в небо, побоюючись негоди) або на морській воді, і тоді виробництво можна винести в жаркі пустелі, де з сонячним світлом усе гаразд. Але який би шлях ви не вибрали, отримати вдається тільки початкову сировину для палива – до стану біодизеля водорості потрібно доводити за допомогою переетерифікації. Так, ви правильно думаєте: перед цим водорості потрібно витягнути з їх природного водного середовища і довго сушити, що не здешевлює кінцевий продукт.
Проте дизелем людські потреби не вичерпуються: ми жити не можемо без гасу і бензину, які майже п’ємо. Але пристойних технологій їх отримання з водоростей доки немає, та і переетерифікація на дизпаливо вимагає метанолу, а його роблять з природного газу. Нарешті, в країнах на зразок нашої біодизель взимку просто замерзне, тобто в нього доведеться щось додавати – скажімо, відому дещицю звичайного дизеля. До речі, сучасні технології виробництва дизельного палива зменшили кількість сірки, і теперішнє за опт якого вас приємно здивує, відповідає всім нормам «Євро 4» і «Євро 5».
Словом, виходить «довго, дорого, неоднозначно». Що ж робити?
Група пана Еліота вважає, що знайшла рішення. У її хімреакторі водорості вирушають не на дизельну стежку, а по старому природному шляху – з біомаси в нафту. Тільки шлях цей займає набагато менше часу: в реактор упорскують гарячу воду під тиском 20,7 МПа і температурі 350 С. Усе 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 підігрівання самої установки).
Причому, що важливо, маленькі зелені нафтовики не доводиться заздалегідь сушити: в початковій сировині може бути 80-90% води по масі!
Процес з трудомісткого, майже кушніруючої справи (вирощування – сушка – заготівля – внесення добавок) перетворюється на конвеєр: вирощування – пряме зливання водоростей в реактор – нафта на виході. Підсумковий продукт – дуже легка нафта без домішок, яка легко і просто переробляється на існуючих НПЗ без перебудови технологічного циклу, без внесення добавок і інших рухів тіла. Та і двигуни машин під нього адаптувати не потрібно. Знову ж таки за рахунок великої пропускної спроможності реактора в одиницю часу вартість «переробки» водоростей в нафту самі розробники техпроцесса оцінюють як «радикально нижчу», ніж у біодизельному варіанті.
«Відсутність потреби в сушці водоростей – великий плюс, це сильно знижує витрати, – упевнений Дуглас Еліот. – Звідси і сторонні бонуси: після витягання сировини з води останню і поживні речовини можна відправити назад в ємності з водоростями, додатково знижуючи вартість».
[youtube]Qs0QZJ0rea0[/youtube]
Поки автори технології працюють лише з невеликим експериментальним реактором місткістю в 1,5 л водоростевій суспензії, але, за їх словами, його можна легко масштабувати, і при цьому завдяки великому об’єму 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.
Звіт про дослідження опублікований в журналі Algal Research. Підготовлено по матеріалах Тихоокеанської національної північно-західної лабораторії.