В Центре НГУ-ННЦ впервые исследован биоуглерод в устойчивом авиационном топливе (SAF) методами ускорительной масс-спектрометрии. Были изучены четыре образца различного происхождения. Выводы подтвердили, что данный метод может стать стандартом для анализа SAF. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе Новосибирского государственного университета.
«Специалисты РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина запросили анализ биоуглерода в керосине для сертификации нового топлива, соответствующего современным требованиям. С 2016 года программа ICAO CORSIA требует от авиакомпаний сокращения углеродного следа, компенсируя увеличение выбросов. Россия планирует участие в этой программе. В 2025 году ЕС обязывает использовать 2% SAF в рейсах, к 2050 году — 63%», — пояснила Екатерина Пархомчук, директор ЦКП УМС НГУ-ННЦ.
SAF производится переработкой биомассы, включая растительные масла, жиры, лигноцеллюлозные отходы; методы переработки варьируются в зависимости от сырья. Продукт добавляется в ископаемый керосин.
Россия является крупным производителем авиакеросина (12,8 млн тонн в 2021 году) и имеет потенциал для производства SAF. Для этого требуется сертификация и контроль за минимальной долей биоуглерода. Ускорительная масс-спектрометрия может помочь в этом, особенно в ЦКП УМС НГУ-ННЦ, где этот метод уникален для России.
Биогенный углерод отличается изотопным составом, в частности радиоуглеродом C-14. В современных биологических объектах концентрация C-14 мала, но измерима. Ускорительная масс-спектрометрия позволяет точно измерить радиоуглерод, что важно для контроля биоуглерода в различных материалах, включая керосин.
В рамках экспериментов из РГУНГ поступили 4 образца керосина: два стандартных и два смешанных. Применялся инновационный процесс пробоподготовки для преодоления «серного барьера». В НГУ создан уникальный графитизатор, позволяющий работать с высокосернистыми нефтями, обеспечивающий технологическое преимущество.
Для анализа требуется изготовление графитового катода. Используется метод сжигания и каталитического зауглероживания. Примеси, такие как сера, могут повредить оборудование, но в НГУ разработан устойчивый графитизатор.
Исследования проводились с соблюдением всех стандартов безопасности. Пробоподготовка образцов изолирована, чтобы предотвратить загрязнение и ошибки.
«Проведен анализ трех катодов из каждого образца. Один образец не содержал C-14, являясь ископаемым, другой содержал повышенный уровень радиоуглерода, что указывает на биогенное происхождение из 2000-х годов. Два смешанных образца содержали 6% и 13% биогенного углерода. Результаты подтвердили эффективность УМС для анализа биоуглерода», — заключила Екатерина Пархомчук.
Технология PCH-SAF от РГУНГ включает пиролиз, коксование и гидрокрекинг биомассы и нефтяного сырья, используя отходы как основу.
«Технология позволяет переработку растительного и нефтяного сырья. Используются существующие мощности НПЗ. Замена катализатора может не потребоваться, только корректировка процесса. Сейчас идет лабораторное тестирование», — рассказал профессор Михаил Ершов.
В условиях перехода к зеленой энергии, соблюдение требований ICAO увеличит импорт биокомпонентов. Технология PCH-SAF позволяет быстро перейти на биотопливо с минимальными затратами.
«Методика измерения биогенных компонентов отсутствует, но с увеличением доли биосырья потребность в ней возрастет. Мы планируем разработать стандартную методику определения биоуглерода с использованием УМС», — добавил Михаил Ершов.
Екатерина Пархомчук считает, что УМС-метод зарекомендовал себя как точный и надежный инструмент для перехода на «зеленое» топливо, открывая новые возможности для России в производстве устойчивого авиатоплива.
Ранее сообщалось, что двумерные материалы способны самовосстанавливаться при контакте с кислородом.