Изготовление авиационного топлива из солнечного света и воздуха
Ученые из ETH Zurich построили завод, который может производить углеродно-нейтральное жидкое топливо из солнечного света и воздуха. Следующая цель — довести эту технологию до промышленных масштабов и добиться конкурентоспособности. В статье, опубликованной в журнале Nature , исследователи из Цюриха и Потсдама описывают, как работает этот новый солнечный реактор, и обрисовывают политическую основу, которая обеспечит стимулы для расширения производства «солнечного керосина».
Углеродно-нейтральные виды топлива имеют решающее значение для обеспечения устойчивости авиации и морского транспорта. Установку, разработанную в Цюрихе, можно использовать для производства синтетического жидкого топлива, которое при сгорании выделяет столько же CO 2, сколько ранее было извлечено из воздуха для их производства. CO 2 и вода извлекаются непосредственно из окружающего воздуха и разделяются с использованием солнечной энергии. В результате этого процесса получают синтез-газ, смесь водорода и окиси углерода, которая затем перерабатывается в керосин, метанол или другие углеводороды.
Группа исследователей под руководством Альдо Штайнфельда, профессора возобновляемых источников энергии в ETH Zurich, в течение последних двух лет эксплуатировала мини-завод по переработке солнечных батарей на крыше здания машинной лаборатории ETH в Цюрихе. «Эта установка успешно демонстрирует техническую осуществимость всего термохимического процесса преобразования солнечного света и окружающего воздуха в горючее. Система стабильно работает в реальных условиях солнечной энергии и обеспечивает уникальную платформу для дальнейших исследований и разработок», — говорит Стейнфельд. В настоящее время технология достаточно развита для использования в промышленных приложениях.
Пустыня предлагает идеальные условия
Анализ всего процесса показывает, что топливо стоило бы от 1,20 до 2 евро за литр, если бы оно производилось в промышленных масштабах. Пустынные регионы с высокими солнечными ресурсами особенно подходят в качестве производственных площадок. «В отличие от биотоплива, потенциал которого ограничен из-за нехватки сельскохозяйственных земель, эта технология позволяет нам удовлетворить мировой спрос на реактивное топливо за счет использования менее одного процента засушливых земель мира и не будет конкурировать с производством продуктов питания или животноводством. feed », — объясняет Йохан Лиллиестам, руководитель исследовательской группы Института перспективных исследований в области устойчивого развития (IASS Potsdam) и профессор энергетической политики в Потсдамском университете. Если материалы, используемые для строительства производственных помещений, такие как стекло и сталь, производятся с использованием возобновляемых источников энергии и углеродно-нейтральными методами,
Необходима поддерживающая политика
Однако, учитывая высокие первоначальные инвестиционные затраты, солнечному топливу потребуется политическая поддержка для обеспечения их выхода на рынок. «Существующие инструменты поддержки Европейского союза — торговля квотами на выбросы и компенсация — недостаточны для стимулирования рыночного спроса на солнечное топливо. В связи с этим мы предлагаем принять европейскую систему квот на авиационное топливо с учетом конкретных технологий. Для этого потребуется авиакомпании, чтобы получать определенную долю своего топлива из солнечных источников », — объясняет Лиллиестам.
Авторы исследования рекомендуют долю в 0,1 процента на самом раннем этапе внедрения рынка, когда цена «солнечного керосина» будет высокой, а производственные мощности — низкими. Это мало повлияет на стоимость полета, но будет способствовать строительству производственных мощностей и запустит кривую обучения, которая может привести к технологическим усовершенствованиям и снижению цен. Затем квоту можно было бы постепенно увеличивать до тех пор, пока солнечный керосин не достигнет рыночного прорыва без дальнейших мер поддержки.
