211service.com
Renere jetbrændstof fra kul
Luftvåbnet tester et jetbrændstof lavet af kul og plantebiomasse, der kan erstatte oliebaseret brændstof og udlede mindre kuldioxid sammenlignet med at bruge konventionelt jetbrændstof. Brændstoffet er lavet med en proces udviklet af Accelergi , baseret i Houston, ved hjælp af teknologi licenseret fra ExxonMobil Research and Engineering Company og Energy and Environmental Research Center ved University of North Dakota.
Plantning af jetbrændstof: Ben Oster, en forskningsingeniør ved Energy and Environmental Research Center ved University of North Dakota, har en prøve af jetbrændstof lavet af planteolier. Accelergy har licenseret den teknologi, der bruges til at fremstille dette brændstof.
Andre nyligt testede eksperimentelle biobrændstoffer til jetfly har krævet, at flyene stadig bruger mindst 50 procent petroleumsbaseret produkt for at opfylde ydeevnekravene, især for de mest avancerede militærjetfly. Men Accelergy-processen producerer brændstoffer, der ligner petroleumsbaserede brændstoffer, hvilket gør det muligt helt at gøre op med petroleum. På grund af dette kan den nye proces hjælpe luftvåbnet med at nå sit mål om at bruge indenlandsk brændstof med lavere kulstofindhold til halvdelen af dets brændstofbehov inden 2016 . Selvom de første produkter bliver jetbrændstoffer, kan processen også tilpasses til at producere benzin og diesel.
Brændstoffet har bestået en indledende testrunde, inklusive motortest i laboratorieskala, og er på vej til at blive testet i fly om 18 måneder, siger Rocco Fiato, vicepræsident for forretningsudvikling hos Accelergy.
At omdanne kul til flydende brændstoffer er ikke noget nyt, men sådanne processer har været ineffektive og produceret store mængder CO2-udledning. Accelergys tilgang er anderledes, fordi den bruger direkte væskedannelse, som ligner den proces, der bruges til at raffinere olie. Det involverer behandling af kullet med brint i nærværelse af en katalysator. Konventionel teknologi til at omdanne kul til flydende brændstoffer nedbryder kullet til syntesegas, som for det meste er kulilte med en lille smule brint; brinten og kulstof kombineres derefter for at producere flydende kulbrinter, en proces, der frigiver kuldioxid. Fordi Accelergy-processen springer over behovet for at forgasse alt kullet – som bruger meget energi – før man rekombinerer brint og kulstof, er det mere effektivt og producerer mindre kuldioxid. Vi ødelægger ikke molekylet i kul. I stedet masserer vi det, sprøjter brint ind i det og omarrangerer det for at danne de ønskede kulbrinter, siger Timothy Vail, Accelergys præsident og administrerende direktør.
Brinten til Accelergys proces kommer fra to kilder - kul og biomasse. Accelergy forgasser en del af det kul, de bruger - omkring 25 procent af det - såvel som celluloseholdig biomasse fra kilder som plantestængler og frøskaller for at producere syngas. Virksomheden behandler derefter syngassen med damp. I denne reaktion reagerer kulilte med vand og danner brint og kuldioxid. Brug af biomasse reducerer nettoudledningen af kuldioxid, da biomassen optog CO2 fra atmosfæren, efterhånden som de oprindelige planter voksede.
Teknologien bruger også biomasse på en anden måde. Virksomheden forarbejder frøafgrøder, såsom sojabønner eller camelina, som indeholder store mængder olie. Efter at have udvundet den olie (som efterlader cellulosematerialer, der forgasses), behandles olien for at fjerne oxygenatomer, der danner lange kæder af lige carbonhydridmolekyler. Disse behandles derefter for at gøre de lige molekyler til grenlignende molekyler, der forbliver flydende ved lavere temperaturer, hvilket gør dem nyttige i jetbrændstof.
Brugen af biomasse reducerer nettoudledningen af kuldioxid, men det samme gør det faktum, at direkte fortætning er mere effektiv end konventionel forgasning, siger Daniel Cicero, teknologichefen for brint og syngas ved det amerikanske energiministeriums National Energy Technology Laboratory (NETL). i Morgantown, WV. Ved forgasning overføres kun omkring 45 procent af energien i kullet til det producerede brændsel. Accelergy hævder effektivitetsgevinster så høje som 65 procent ved brug af direkte likvefaktion. Udbyttet af brændstof er også højere. Forgasningsmetoder producerer omkring to til 2,5 tønder brændstof pr. ton kul. Direkte fortætning producerer over tre tønder pr. ton kul, og tilsætning af biomasse bringer den samlede mængde til fire tønder pr. ton kul.
Alt i alt, siger Fiato, producerer forgasning af kul til at producere flydende brændstof 0,8 tons kuldioxid pr. tønde brændstof, mens Accelergys proces kun producerer 0,125 tons CO2 pr. Det gør det konkurrencedygtigt med petroleumsraffinering, især raffinering af tungere former for olie. (Brændstofferne producerer omtrent den samme mængde kuldioxid, når de forbrændes.)
Ud over at reducere kulstofemissioner sammenlignet med konventionel kul-til-væske-teknologi, er en vigtig fordel ved processen evnen til at fremstille flybrændstoffer af høj kvalitet. Den direkte fortætning af kul producerer cycloalkaner, loopede molekyler, der har høj energitæthed, hvilket giver flyvemaskiner større rækkevidde. De er også stabile ved høje temperaturer, så de kan bruges i avancerede fly.
En ulempe ved processen er, at den koster mere end at raffinere olie. Faktisk siger Cicero, at en NETL-undersøgelse af kul og biomasse til flydende brændstofteknologi tyder på, at den ikke ville være konkurrencedygtig, før oliepriserne forbliver over $86 til $93 pr. tønde. (Undersøgelsen var baseret på konventionelle forgasningsprocesser.) Han siger, at levering af brændstof til luftvåbnet kunne opretholde et eller to små accelerationsanlæg, men at komme videre end dette ville kræve en pris på kuldioxidemissioner på omkring $35 pr. ton.