Солнце, воздух и вода – получается… бензин
Оказывается, из воздуха можно делать не только деньги, но и синтетическое топливо – такое как метан, бензин и даже авиационный керосин. В Европе эти технологии активно разрабатываются уже более десяти лет. Результаты впечатляют.
Исследования Audi
В 2014 году немецкий автомобильный гигант Audi объявил о начале промышленного производства синтетического метана. Искусственный газ совершенно неотличим от природного, но не содержит в себе никаких вредных примесей. Его производство пока существенно дороже традиционного, но это не мешает тысячам газовых версий автомобилей Audi A3, A4 и A5 уже сейчас ездить на этом топливе.
Окрыленные успехом инженеры автоконцерна в 2015 году разработали опытную установку по синтезу дизельного топлива. Процесс проходит в несколько этапов. Вначале с помощью электричества производится электролиз воды на водород и кислород. Последний прямиком отправляется в атмосферу как побочный продукт производства. На втором этапе к полученному водороду добавляется угарный газ. Эта смесь при температуре около 200 ˚С и при давлении в 25 бар превращается в промежуточный «синтез-газ». Его перекачивают в специальный реактор-конвертор, патент на конструкцию которого принадлежит Audi и держится в секрете. На выходе из этого агрегата получают жидкий углеводород – то самое дизельное топливо.
Ученые считают этот синтетический продукт экологически нейтральным горючим, поскольку при сжигании он не влияет на общий баланс углекислого газа в атмосфере. Кроме того, такое топливо не содержит примесей серы и свинца, которые считаются главной угрозой для окружающей среды и здоровья человека.
В начале 2018 года концерн Audi приступил к строительству экспериментального завода по производству синтетического дизельного топлива. Предполагается, что на начальном этапе его производительность будет совсем небольшой – около 400 тонн искусственного горючего в год. Но по мере отладки технологического процесса должны будут вырасти и объемы.
Топливо для самолетов
В 2016 году Государственный секретариат Швейцарии по образованию и инновациям (SERI) при активной поддержке исследовательской программы Европейского Союза – Horizont-2020 дали старт проекту Sun-to-Liquid. Суть проекта – создание технологии синтеза высокооктанового топлива из воздуха с помощью солнечной энергии. С этой целью в Испании недалеко от Мадрида был построен экспериментальный завод. Основу предприятия составляет окруженный со всех сторон отражателями гелиоконцентратор, который повышает мощность солнечных лучей в 2,5–3 тысячи раз.
В основном технология превращения воздуха в топливо похожа на германскую, только энергия для процессов берется не из внешних источников, а напрямую от Солнца. В гелиоконцентраторе происходит расщепление воды на кислород и водород, к которому при очень высокой температуре (более 1500 ˚С) добавляют угарный газ. В результате термохимического окислительно-восстановительного цикла возникает «синтез-газ», который затем преобразуют в авиационный керосин.
Энергетическая революция
По мнению специалистов, развитие этих технологий совершит настоящую энергетическую революцию на нашей планете. Выбросы CO2 в атмосферу могут быть сокращены более чем на 90%. Кроме этого, новое синтетическое горючее не требует перестройки или реконструкции уже существующей в мире инфраструктуры распределения, хранения и использования топлива.
Однако «солнечный» керосин заменит традиционный еще не скоро. На отработку технологии производства и удешевление процесса уйдут годы. При этом огромное научное значение достигнутых результатов никто не отрицает. Впервые человеческий разум создал технологии, которые способны обеспечить его практически неисчерпаемыми источниками энергии, а заодно изящно решают проблему сокращения выбросов СО2 в атмосферу.
