Bardziej ekologiczne paliwo do silników odrzutowych

Emisje dwutlenku węgla z samolotów są coraz większym problemem środowiskowym. W Stanach Zjednoczonych około 12% emisji dwutlenku węgla pochodzi z paliwa do silników odrzutowych, przy czym oczekuje się, że wskaźnik ten będzie rósł wraz ze wzrostem liczby podróży lotniczych. Ponadto ceny paliwa wzrosły ponad dwukrotnie w latach 2000-2006, zwiększając koszty operacyjne linii lotniczych i sprawiając, że linie lotnicze coraz bardziej desperacko poszukują bardziej stabilnej cenowo alternatywy.

Lepsze biopaliwa: John Melo jest dyrektorem naczelnym Amyris, startupu biotechnologicznego z siedzibą w Emeryville w Kalifornii.

Jednak projektowanie mniej zanieczyszczających paliw do silników odrzutowych jest wyzwaniem. Takie paliwo musi mieć wystarczająco niską temperaturę zamarzania, aby wytrzymać temperatury na dużych wysokościach i wystarczająco wysoką gęstość energii, aby samoloty mogły latać na długich trasach bez dodatkowej masy – to dwa wymagania, które wykluczają obecnie dostępne biopaliwa z eksploatacji. Etanol ma niską zawartość energii i inne problematyczne właściwości, a temperatura zamarzania biodiesla jest zbyt wysoka.

Nowe biopaliwo w trakcie opracowywania przez Biotechnologie Amyris , startup z siedzibą w Emeryville w Kalifornii mógłby wypełnić tę dziurę. Podejście firmy polega na zaprojektowaniu systemu metabolicznego mikroorganizmów w celu stworzenia różnorodnych wyspecjalizowanych węglowodorów. Do tej pory firma z powodzeniem stworzyła drobnoustroje, które potrafią wypompować prekursor kluczowego leku przeciw malarii zwanego artemizyniną. (Patrz Tańsze leki na malarię.) Zachęcona zainteresowaniem brytyjskiego megakonglomeratu Virgin, który niedawno uruchomił dział paliwowy, Amyris skupiła się na konkurencyjnym cenowo paliwie do silników odrzutowych. Naukowcy z Amyris twierdzą, że mogą teraz wytwarzać węglowodory o właściwościach, które mogą konkurować z obecnym standardem przemysłu paliw odrzutowych, produktem na bazie nafty, znanym jako jet-A. Fabryki mikrobiologiczne fermentują cukier w celu wytworzenia węglowodorów, co jest procesem, który ma znacznie mniejszy wpływ na globalne ocieplenie niż tradycyjna produkcja paliw.

Dyrektor generalny Amyris Jan Melo , były prezes US Fuels Operations for brytyjska ropa naftowa , rozmawia z DZIECI o postępach firmy.

Przegląd technologii : Dlaczego Virgin tak bardzo interesuje się alternatywnymi paliwami do silników odrzutowych?

Jan Melo : Podatki węglowe wchodzą w grę w przypadku podróży lotniczych w Europie i obawiają się, że jest to początek trendu, który, jeśli się utrzyma, znacznie odbierze liniom lotniczym zyski. Ponadto paliwo jest tak ważnym czynnikiem wpływającym na zyski dla linii lotniczych, że postrzegają alternatywę jako kluczową kwestię dla przyszłości podróży lotniczych. Wzrost popytu na paliwo do silników odrzutowych jest około trzykrotnie większy od wzrostu popytu na benzynę.

Nie zastanawialiśmy się zbytnio nad paliwami do silników odrzutowych, dopóki Virgin nie zwróciła się do nas pod koniec zeszłego roku. Dowiedzieli się, co robimy, i chcieli zbadać, czy nasza technologia może być wykorzystana do paliwa do silników odrzutowych. Fakt, że nikt inny nie zajmował się problemem w sposób zrównoważony, skupił nas na tym problemie. Zdaliśmy sobie sprawę, że możemy wywrzeć duży wpływ, jeśli opracujemy paliwo o zerowej emisji dwutlenku węgla.

DZIECI : Opracowanie nowego paliwa do silników odrzutowych wiąże się z poważnymi wyzwaniami. Jak Amyris podeszła do problemu?

JM : Zaczęliśmy od obecnego standardu dla odrzutowców, zwanego jet-A. Zadaliśmy sobie pytanie, czy moglibyśmy wytworzyć paliwo o większej energii niż jet-A i zimniejszym punkcie zamarzania, co umożliwiłoby przelot nad biegunami.

Zidentyfikowaliśmy cząsteczkę, którą, jak sądziliśmy, może wytworzyć nasza podstawowa technologia, a następnie zaprojektowaliśmy mikroby, aby wytworzyć ten produkt. Teraz byliśmy w stanie zrobić go na tyle wydajnie, że wierzymy, że pozwoli nam to do roku 2010 lub 2011 stworzyć odpowiednik odrzutowca A o lepszych właściwościach energetycznych i temperaturze zamarzania o wartości 40 dolarów za baryłkę.

DZIECI : Jak trudno będzie dojść do tego punktu?

JM : W naszym pierwszym projekcie dotyczącym artemizyniny musieliśmy wygenerować milionową poprawę plonów. Korzystając z tej podstawowej platformy technologicznej, musimy teraz wygenerować trzy do czterokrotnej poprawy. To doprowadziłoby nas do punktu, w którym jest on konkurencyjny pod względem kosztów w stosunku do paliw kopalnych.

DZIECI : Czy Twoje paliwo ma lepsze właściwości niż obecne paliwo do silników odrzutowych?

JM : Temperatura zamarzania wynosi -57 ºC, w porównaniu do -40 ºC dla jet-A. W laboratorium widzimy wyższą gęstość energii niż dżet-A. Ale wolałbym oczekiwać, że będziemy równoważni z odrzutowcem-A.

DZIECI : Jak Amyris dopasuje nowy produkt do istniejącej infrastruktury?

JM : Przewidujemy sprzedaż naszych paliw w postaci mieszanek. W przypadku etanolu wiele infrastruktur ogranicza mieszanie do 10 procent. Chcemy zapewnić ludziom poziom mieszania, który uważają za najbardziej rozsądny, w zależności od ekonomii i geografii. Jeśli konsumenci chcą niższego śladu węglowego, powinni być w stanie uzyskać produkt w 100%.

Staramy się też być pragmatyczni. Nie sądzę, abyśmy mogli dostarczyć ilości, których świat będzie potrzebował w przypadku paliw transportowych w krótkim okresie, więc tworzymy paliwa, które można mieszać.

DZIECI : Przeszkody regulacyjne związane z certyfikacją paliwa do silników odrzutowych są wysokie. Rozpocząłeś już ten proces?

JM : Nasze podejście polega na udziale w konsorcjum, takim jak to, które Boeing stworzył razem z Virgin i General Electric. [W kwietniu Boeing, Virgin Atlantic i GE Aviation ogłosiły partnerstwo środowiskowe.] Konsorcjum próbuje połączyć zasoby i talent technologiczny, aby zidentyfikować te produkty i poddać je certyfikacji. Chciałaby rozpocząć testowanie opłacalnego odnawialnego paliwa do silników odrzutowych w przyszłym roku.

Konsorcjum wnosi do tabeli jasne zrozumienie najlepszych cech mieszanki paliwowej, a także dostęp do laboratoriów i zasobów finansowych wspierających proces certyfikacji. Jeszcze nie jesteśmy tego częścią, ale przyglądamy się temu.

ukryć