Из века нефтяного – в водорослевый?

Разработка биотоплива в мире активизируется, заставляя нервничать нефтедобывающие страны

Продолжающиеся в мире усилия по избавлению от нефтяной зависимости путем перехода на возобновляемые источники недавно ознаменовались новой подвижкой – ряд СМИ оповестил о разработке в США экспресс-технологии производства из водорослей аналога нефти при меньших ожидаемых затратах, чем при добыче таковой из-под земли. Именно последний фактор и привлек к упомянутой разработке пристальное внимание, придав ей особую значимость по сравнению с множеством предыдущих.

О том, что каменный век завершился не из-за того, что закончились камни, а нефтяной завершится не потому, что иссякнут запасы нефти, говорил когда-то бывший министр нефти Саудовской Аравии Шейх Ямани, вдохновитель энергетического кризиса 1973 года. С тех пор данное наставление считал своим долгом процитировать чуть ли не каждый пишущий о возобновляемых источниках энергии.

Альтернативные источники энергии разрабатывали и до кризиса 1973 года, а за последующие 40 лет было предложено множество проектов выработки электроэнергии на ветровых установках, солнечных батареях, из сточных вод, лунного гелия, на термоядерных реакторах, с помощью вулканов, гейзеров, приливов-отливов и прочего. Однако у всех подобных технологий имелся существенный недостаток – вырабатываемая энергия должна была немедленно расходоваться, поскольку запасать ее посредством существующих аккумуляторных батарей было нерентабельно. Требовался источник, обладающий свойствами горючего, к примеру нефти, способный сохранять энергию неопределенный срок и выделять в любой момент. При этом нефть удобнее, чем газ: ее проще хранить, герметики не требуется.

Способность водорослей заменить нефть западноевропейские, американские и японские ученые начали всесторонне изучать еще с 50-х годов прошлого века. Согласно расчетам, менее чем за час на Землю изливается от Солнца столько же энергии, сколько потребляет все человечество за год. А водоросли эту энергию преобразуют быстрее и эффективнее, чем другие растения, используемые для производства биотоплива. Некоторые типы водорослей вырабатывают до 50% от своей массы пригодного к использованию топлива и плюс к тому накапливают разные липиды и жирные кислоты для построения мембран. Их содержание колеблется у разных видов от 2 до 40% от веса, а некоторые состоят из них на три четверти.

Потому-то разработкам в этой области и придается особая важность, а упомянутая выше новость привлекла внимание специалистов. В сообщениях говорится: сотрудники PNNL (Pacific Northwest National Laboratory – Тихоокеанская северо-западной национальная лаборатория при Министерстве энергетики США) разработали новый, весьма быстротекущий и при этом дешевый процесс превращения водорослей в сырую нефть. Ученые следовали при этом по пути природы, где отмершие водоросли и другие вод­ные организмы после осаждения на дно водоемов превращаются в нефть под давлением продолжающих оседать сверху пластов и развивающейся при сжатии высокой температуры. С той разницей, что процесс, длящийся в естественных условиях миллионы лет, протекает в специальном реакторе за десятки минут.

Судя по описаниям, реактор устроен наподобие скороварки и дизеля одновременно – туда под давлением 20,7 МПа впрыскивают (в дизеле тоже непрерывно впрыскивается плунжером горючее в раскаленный от сжатия воздух, чтобы воспламенить) нагретую до 350°С воду (не будь такого давления, она бы трижды превратилась в пар). Благодаря этому, как и в скороварке, процесс резко ускоряется, и менее чем за час большая часть водорослей выходит оттуда в виде нефти, а малая – в виде биогаза, который можно сжигать для нужд самой установки. Одно из отличий от природного процесса неф­теобразования состоит в том, что температура там пониже – от 150 до 250°С. Процесс протекает непрерывно, водоросли из водоемов, словно по конвейеру, без предварительной обработки (содержание воды может составлять даже 80–90% по массе) подаются в реактор.

Как утверждается, нефть получается довольно легкой, без примесей, пригодной для переработки на обычных НПЗ, не требующей каких-либо перестроек технологий. Благодаря высокой пропускной способности реактора, говорят разработчики, превращение водорослей в нефть обойдется много дешевле, чем в так называемом биодизельном процессе.

В статье «Government Scientists Created Crude Oilfrom Algaein Mere Minutes», вышедшей на gizmodo.com, отмечается: «Преимущества новой технологии налицо. Водоросли – одна из самых многочисленных жизненных форм нашей планеты и потому идеально подходят для преобразования в биотопливо. Плюс к тому в них очень высокое содержание энергии на единицу объема. Так, для замены всей потребляемой в США нефти водорослевым горючим потребовалась бы ферма площадью всего лишь в 0,42% от территории страны. Для сравнения: чтобы заменить такой же объем нефти биодизельным топливом, пришлось бы отвести под посевы сои половину территории Соединенных Штатов.

Технологией тут же заинтересовалась компания Genifuel Corp, которая запатентовала ее и приступила к созданию экспериментальной установки для отработки деталей процесса перед началом производства водорослевой нефти в промышленных масштабах. Согласно расчетам, это позволило бы США сократить завоз нефти почти на одну пятую (18%). В промышленном масштабе выпуск барреля будет стоить копейки, а засеивать и собирать урожай водорослей можно будет в любой точке океана.

Команда разработчиков из PNNL в начале 2013 года уже объявляла об успешном решении задачи превращения водорослей в нефть, над которой бьются многие лаборатории мира, но предложенный тогда ею процесс, состоящий из длинной цепочки химических реакций, к тому же требовавший предварительного высушивания водорослей, оказался чересчур сложным и затратным. Тогда ученые нашли способ осуществлять всю цепочку реакций без разбивки – одновременно и непрерывно, без высушивания.

В то же время следует подчеркнуть, что предложенный PNNL технологический процесс стал последним по времени, но не завершающим шагом в ряду разработок, ведущихся во всем мире, по использованию водорослей и других растений для замены нефти. В одних только США над задачей производства недорогого биотоплива, в том числе для автомобилей, бьются десятки компаний и множество групп исследователей в самых разнопрофильных университетах. Администрация США планирует в рамках плана Обамы – Байдена «Новая энергия для Америки» потратить, несмотря на глубокий экономический кризис, $150 млрд в течение 10 лет на развитие альтернативной энергетики, в которой преобладающее место займет биоэнергетика. Согласно Акту энергетической независимости и безопасности США намерены к 2022 году достичь изготовления биотоплив непищевого происхождения в объеме около 80 млн тонн в год. Принимая во внимание тенденцию роста доли биотоплива из водорослей в общем объеме выпуска «зеленого» топлива, можно полагать, что к 2022 году она перешагнет порог в 50%. Притом что в мире потребляется 4,8 трлн литров жидкого топлива в год.

Все это еще раз подтверждает прозорливость Шейха Ямани и наводит на размышления о том, чем разработка альтернативного топлива грозит неф­тедобывающим странам. 

: Если вы обнаружили ошибку или опечатку, выделите фрагмент текста с ошибкой и нажмите CTRL+Enter
4533 просмотров
Поделиться этой публикацией в соцсетях:
Загрузка...
27 июня родились
Анатолий Побияхо
основатель и основной акционер Line Group
Самые Интересные

Орфографическая ошибка в тексте:

Отмена Отправить