Найдена альтернатива ископаемым видам топлива
При сжигании природного газа выделяется почти вдвое меньше углекислого газа, чем при сжигании угля, однако количество выбрасываемого в атмосферу парникового газа по-прежнему велико. Устройство, разработкой которого занимается Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория (PNNL), может помочь сократить выбросы на 20 процентов благодаря превращению природного газа в синтетический газ (альтернативное топливо с низким содержанием углерода) с использованием солнечной радиации.
Новая технология исключает перебои, которые возникают в работе системы из солнечных батарей, чья производительность зависит от погодных условий и времени суток, пишет ресурс Technology Review. Синтетическое топливо, вырабатываемое устройством, можно хранить и использовать по мере потребности в стабильной подаче электроэнергии, которая генерируется из синтез-газа.
Конечной целью проекта является обеспечение населения электроэнергией стоимостью 6 центов за киловатт-час. Для сравнения, стоимость энергии, полученной от сжигания угля, лежит в диапазоне 5-10 центов за киловатт-час. В свою очередь, новый солнечный коллектор IBM, способен вырабатывать энергию стоимостью менее 10 центов за киловатт-час.
Ученые надеются, что разработанная ими система позволит значительно снизить потребление ископаемых видов топлива.
Как и в случае IBM HCPVT, концентратором солнечного тепла здесь служит параболическое зеркало. Получаемое тепло обеспечивает установку энергией, необходимой для преобразования метана в синтетический газ, представляющий собой смесь окиси углерода и водорода. При нагреве воды образуется пар, которым затем обрабатывается метан, основной компонент природного газа. Данный способ используют при переработке нефти и в других технологических процессах.
Синтез-газ, образованный в результате реакции водяного пара с метаном, может сжигаться на нефтеперерабатывающих заводах с целью генерации электричества. Из синтетического газа можно также получать жидкий продукт в виде дизельного топлива. Последнее особенно актуально для стран, желающих сократить импорт нефти. Однако выгоды, связанные с выбросами парникового газа, до конца не ясны. Исследователям еще предстоит выяснить, насколько полученное таким способом синтетическое жидкое топливо безопаснее для окружающей среды, чем нефть. Дело в том, что в процессе преобразования синтез-газа в жидкое топливо выделяется определенное количество углекислого газа.
Хотя данный способ не предусматривает полное сокращение эмиссии углекислого газа, он практичнее и привлекательнее остальных технологий производства топлива при помощи солнечного тепла, — говорит глава программы «Sunshine to Petrol» Национальной лаборатории Сандия (США) Джеймс Миллер, не принимающий участие в проекте PNNL.
Миллер, в свою очередь, разрабатывает технологию преобразования углекислого газа и воды в дизельное топливо. Но его технология требует использования новых материалов, затрачивает много энергии и времени.
Потенциальным преимуществом новой технологии является возможность выбирать, какие продукты производить — электричество или жидкое топливо. Производить электричество таким способом эффективнее, чем делать это напрямую, используя солнечные панели, — уверен автор проекта PNNL Роберт Вегенг.
Первый прототип установки смог аккумулировать 63 процента от полученной солнечной энергии. При сжигании топлива на нефтеперерабатывающем заводе около половины этой энергии выделится в виде тепла, понизив общую эффективность приблизительно до 30 процентов. Но даже в этом случае коэффициент полезного действия системы вдвое выше, чем у традиционных солнечных батарей. По словам ученых, в ближайшем будущем хранить солнечную энергию в виде химических связей в синтетическом газе станет дешевле, чем в аккумуляторных батареях.
Тем не менее в своем нынешнем виде система не способна конкурировать по затратам с органическим топливом. Исследователи продолжают работать над увеличением эффективности топливогенерирующей установки и снижением производственных затрат. Планируется увеличить рабочую температуру, усовершенствовать конструкцию и материалы системы.
Ранее в этом месяце калифорнийская компания Spectrolab заявила о новом рекорде эффективности солнечных батарей.
