Так получилось, но в условиях сегодняшней геополитической обстановки США стали самым крупным поставщиком нефти. Казалось бы, в руках этой богатейшей страны ресурсы для производства любого топлива. Однако американские учёные решили идти дальше и разработали технологию производства авиационного топлива буквально из коровьего навоза. Конечно, лепёшки в топливный бак авиалайнера никто загружать не собирается. Получению топлива предшествует комплексная переработка биогаза из коровьего навоза. По сути, учёные решили два вопроса: утилизацию отходов животноводства и получение дешёвого топлива. На фоне этого события большой интерес вызывают отечественные разработки.
Читая недавнюю новость о том, что в США не только научились создавать авиационное топливо из улавливаемого СО₂, а построили целое предприятие для этих целей, понимаешь, что мир авиации стоит на пороге одной из самых необычных трансформаций. Теперь в дело пошёл коровий навоз, точнее биогаз, получаемый от его переработки. Все эти технологические новинки создают ради одной цели - снизить поборы с авиакомпаний за углеродный след.
Примерно год назад нашумевшей новостью стало начало разработки технологии получения авиационного топлива из отходов животноводства. Для того, чтобы получить достаточное количество навоза не надо бурить скважины и строить дорогие установки, достаточно посетить развитое фермерское хозяйство, которых в США вполне достаточно.
Именно на одной из таких ферм буквально на днях калифорнийской компании Circularity Fuels впервые в мире удалось осуществить непрерывный цикл превращения сырого сельскохозяйственного биогаза в авиационное топливо, отвечающее стандарту ASTM для коммерческой авиации. По отчётам компании, предложенный процесс выработки топлива оказался значительно дешевле, чем его производство из отработанного растительного масла или из нефти.
Принцип производства.
Местом проведения эксперимента технические специалисты из Circularity Fuels выбрали одну из многочисленных молочных ферм штата Калифорния недалеко от города Мадера. Эта ферма содержит более 5000 голов крупного рогатого скота, а потому обладает большими объёмами отходами животноводства. Для утилизации этих отходов на территории фермы построены биореакторы, перерабатывающие навоз. Результатами переработки является биогаз — смесь метана (около 65%) и углекислого газа (35%). До момента проведения эксперимента этот газ либо сжигался, либо попросту улетучивался в атмосферу.
Учёные из Circularity Fuels вместо сложной и дорогостоящей очистки газа для подачи в общую магистраль, предложили использовать прямо на месте довольно простую и недорогую технологию переработки биогаза в готовое к использованию топливо.
Проект стартовал не прямо сейчас и даже не вчера, а полгода назад. Именно столько длился эксперимент. Экспериментальная установка, отработавшая тысячи часов без остановки, доказала жизнеспособность предложенной схемы.
По своей технической реализации экспериментальная установка - это компактная модульная система, объединяющая два процесса со сложными названиями: электрифицированный бис-риформинг и работа реактора Фишера-Тропша.
На самом деле за этими сложными названиями кроются довольно простые химические процессы. Первый, он же электрифицированный бис-риформинг, превращает метан и углекислый газ в синтез-газ. При этом удаётся переработать 98% метана и 90% углекислого газа из всего подаваемого на установку объёма.
Второй процесс основан на работе компактного реактора Фишера-Тропша, преобразующего уже полученный синтез-газ в жидкие углеводороды. На выходе получается реактивное топливо, по сути синтетический керосин, который можно смешивать с традиционным топливом Jet-A в пропорции до 50% и заливать в баки коммерческих авиалайнеров.
По чём зелёный авиакеросин?
Главное препятствие к получению экологически чистого авиационного топлива, которое сокращённо называют SAF, — его высокая стоимость производства. Заводы по производству SAF из растительных масел или по технологии "электричество в жидкость" требуют миллиардных инвестиций, а дорогое сырье и рост цен на энергию приводят к тому, что цена конечного продукта становится почти в 5 раз дороже аналога из нефти.
Технология, предложенная специалистами из Circularity Fuels, должна изменить стоимость такого топлива. По заявлениям компании, чтобы построить завод, который сможет производить 1 баррель топлива (примерно 159 литров) в сутки, компании нужно вложить около 100 тысяч долларов в оборудование, монтаж, инфраструктуру и т.д.. Для постройки более крупного завода, скажем на 100 баррелей топлива в сутки, компании придётся инвестировать в постройку 100 х 100.000 = 10 миллионов долларов.
Для сравнения, предлагаемый Circularity Fuels завод примерно в пять раз дешевле, чем аналогичные объекты, строящиеся сегодня в Европе. То есть, для производства топлива из нефти объёмом 100 баррелей в сутки европейцы тратят 50 илн. долларов на постройку завода.
Помимо очевидной экономии, большим плюсом такого завода является снижение выброса метана и углекислого газа в атмосферу или, как называют этот эффект сами учёные,: происходит отрицательная углеродная интенсивность. Улавливая метан, который в противном случае попал бы в атмосферу, технология предотвращает выбросы парникового газа, удерживающего тепло в 80 раз эффективнее углекислого газа.
Иными словами, самолет, заправленный таким топливом, формально "очищает" атмосферу, компенсируя не только собственные выбросы в полете, но и нейтрализуя возможные загрязнения от сельского хозяйства.
С другой стороны, молочные фермы теперь могут зарабатывать не только на молоке, но и на авиакеросине, созданном прямо из биореактора по переработке отходов животноводства.
Что дальше?
Строительство первого коммерческого завода должно начаться уже в 2027 году. Приоритетными местами для постройки станут регионы с молочными фермами США. Вместе с этим интерес к внедрению технологии появился у Латинской Америке и Европы. По сути, любая крупная ферма или скопление животноводческих хозяйств могут превратиться в локальный завод по производству авиационного топлива.
Есть ли что-то подобное у нас?
К моему глубочайшему сожалению российские разработки в области SAF из биогаза пока остаются на стадии лабораторных исследований и научных статей. Но хотя бы они ведутся...
Итак, что мы имеем в России?
Объединенный институт высоких температур РАН и ряд профильных кафедр в РГУ нефти и газа им. Губкина ведут фундаментальные работы по риформингу и синтезу Фишера-Тропша. Иными словами, наши учёные детально понимают химию процесса, которую применили американские разработчики.
Останавливает внедрение низкая стоимость в России природного газа и керосина из ископаемых углеводородов. То есть любой проект по глубокой переработке биологических отходов в жидкое моторное топливо становится нерентабельным ещё на стадии проекта.
Кроме того, у нас в стране нет такого жёсткого регулирования выбросов метана от животноводства, как в тех же США. Поэтому нашим авиакомпаниям не интересна разработка низкоуглеродного топлива. К слову сказать, у нас и животноводство-то не такое масштабное, как в США. В отличие от России, животноводство США отличается высокой масштабностью, интенсивностью и экспортной ориентацией. Грубо - у них навоза и метана очень много.
Всё, что я смог найти у нас - это выбор самого простого пути: полученный из отходов биометан после очистки закачивается в газотранспортную систему или используется для генерации электричества. Подобными проектами у нас занимается "Русагро".
Что могу сказать? - Печально.
В США продукцию фермеров гонят на экспорт, из навоза гонят авиационный керосин и это при том, что США теперь стали самым крупным мировым поставщиком нефти (если верить последним новостям ТАСС). Для запуска таких проектов России потребуется резкое ужесточение углеродного законодательства, аналогичное тому, как в Европе. Возможно, тогда и животноводство начнёт развиваться, и керосин станет "зелёным".
Может быть интересно:
Благодарю Вас за прочтение и потраченное время.
Помочь умственному развитию автора можно здесь.
На что собираются деньги написано здесь.
Чтобы не пропустить новые интересные публикации рекомендую Вам подписаться на телеграм-канал, указанный в профиле Дзен-канала.