Przekształcanie spalin w paliwo

Trujący gazowy tlenek węgla emitowany przez huty i inne źródła przemysłowe można przekształcić w przydatne rzeczy. Wkrótce nowozelandzka firma z nietypowym podejściem do tego pomysłu planuje wykorzystać gaz do produkcji etanolu i chemicznych prekursorów dla szerokiej gamy tworzyw sztucznych i rozpuszczalników.

Firma, LanzaTech , wykorzystuje genetycznie zmodyfikowane mikroorganizmy, które zjadają gaz. Podczas gdy firmy często wykorzystują mikroorganizmy, takie jak drożdże i bakterie, do wytwarzania etanolu i innych produktów, mikroorganizmy na ogół żywią się pewną formą cukru, taką jak glukoza pochodząca ze skrobi kukurydzianej. Zamiast korzystać ze źródeł pożywienia, LanzaTech karmi swoje mikroorganizmy tlenkiem węgla. Zasadniczo pochłania strumień gazu, mówi dyrektor generalna firmy, Jennifer Holmgren.

LanzaTech ogłosił niedawno umowy na budowę zakładów komercyjnych w hucie i elektrowni węglowej w Chinach. Emisje z hut na całym świecie wystarczyłyby do wytworzenia około 30 miliardów galonów paliwa rocznie, Holmgren mówi. Odpowiada to około 15 procentom benzyny zużywanej w Stanach Zjednoczonych.

Organizmy mogą również przetrwać dzięki mieszaninie tlenku węgla i wodoru, zwanej gazem syntezowym, którą można wytwarzać przez ogrzewanie – w określonych warunkach – niemal wszystkiego, co składa się głównie z wodoru i węgla, w tym tworzyw sztucznych, wiórów drzewnych i węgla. Zwykle gaz syntezowy jest przekształcany w użyteczne produkty w procesach termochemicznych, w których stosuje się katalizatory nieorganiczne. Ale te metody katalityczne wytwarzają również produkty odpadowe, które należy usunąć.

Wyjaśnia to kolejną zaletę drobnoustrojów inżynieryjnych: można je wytwarzać w celu uzyskania znacznie wyższych wydajności pożądanego produktu, mówi Andy Aden , naukowiec w Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej w Golden w Kolorado. Twierdzi również, że koszt mikroorganizmów i składników odżywczych może być niższy niż koszt katalizatorów z metali szlachetnych, stosowanych zwykle w procesach termochemicznych. A organizmy często tolerują zanieczyszczenia, które dezaktywują katalizatory, dodaje Aden.

Dalszą zaletą procesu LanzaTech jest to, że nie wymaga wodoru. Dzięki temu może pracować bezpośrednio na strumieniach spalin z hut, które często nie zawierają wodoru. Jeśli wodór jest obecny w strumieniu spalin, może być podawany organizmom lub odseparowywany i sprzedawany – to cenny towar.

Holmgren nie ujawnia konkretnego organizmu, którego używa firma, ale twierdzi, że jest to wersja organizmu, który może naturalnie wytwarzać etanol z tlenku węgla. Firma zmodyfikowała go, aby produkować paliwo po interesujących z handlowego punktu widzenia cenach, mówi. LanzaTech ogłosił również niedawno, że zaprojektował mikroorganizm, który może wytwarzać 2,3-butanodiol, prekursor chemiczny, który można wykorzystać do wytwarzania rozpuszczalnika ketonu metylowo-etylowego (MEK), który jest używany w pisakach suchościeralnych i w produkcji tworzyw sztucznych i tekstylia. Ta sama substancja chemiczna może wytwarzać butany i butadien, które można następnie wykorzystać do produkcji różnych tworzyw sztucznych i paliw węglowodorowych.

Tylko kilka firm stosuje podobne podejście. Wśród nich są firmy z Illinois Ineos Bio , z siedzibą w Lisle, oraz Coskata , z siedzibą w Warrenville. Oba wykorzystują bakterie do wytwarzania paliwa lub chemikaliów z połączenia tlenku węgla i wodoru. LanzaTech koncentruje się na hutach stali, ponieważ wytwarzają one gazy spalinowe, które zazwyczaj zawierają tlenek węgla, ale nie zawierają wodoru. Wykazał produkcję etanolu w hucie; zakład pilotażowy w młynie może wyprodukować 15 000 galonów paliwa rocznie.

Latem tego roku LanzaTech ogłosił, że podpisał list intencyjny z Baosteel, dużym chińskim producentem stali. Firmy zamierzają zbudować w przyszłym roku zakład demonstracyjny, który będzie w stanie wyprodukować około 100 000 galonów paliwa, a następnie rozbudować tę instalację, aby stworzyć pełnowymiarowy zakład komercyjny, który może generować ponad 50 milionów galonów rocznie. LanzaTech ma również umowę z Henan Coal and Chemical Industries Corporation w Chinach na produkcję paliwa i chemikaliów w zakładzie, który będzie działał na zgazowanym węglu.

Od momentu założenia w 2005 r. firma LanzaTech zebrała 30 milionów dolarów kapitału podwyższonego ryzyka i 10 milionów dolarów od rządu Nowej Zelandii. Holmgren twierdzi, że cena jej firmy za produkcję etanolu jest dość konkurencyjna: w rzeczywistości jesteśmy blisko produkcji etanolu bez subsydiów. Mówi, że chociaż rynek chemiczny jest mniejszy niż rynek paliw, może być bardziej opłacalny, ponieważ chemikalia, takie jak MEK, kosztują ponad dwukrotnie więcej niż etanol.

Aden twierdzi, że firma stanie przed kilkoma wyzwaniami podczas rozbudowy technologii. Wśród nich: zapewnienie, że gazy będą mogły zostać rozpuszczone w celu wykorzystania przez owady w dużych reaktorach, a nie tylko w małych wykorzystywanych w instalacjach pilotażowych.

ukryć