211service.com
Zgazowanie biomasy światłem słonecznym
Paliwa słonecznikowe , startup z siedzibą w Louisville w stanie Kolorado, twierdzi, że opracował czystszy i bardziej wydajny sposób przekształcania biomasy w paliwa syntetyczne, wykorzystując intensywne ciepło słoneczne do odparowywania drewna i odpadów z upraw. Jego proces może wytworzyć dwa razy więcej benzyny lub oleju napędowego na tonę biomasy w porównaniu z konwencjonalnymi systemami zgazowania biomasy, twierdzi firma.
Biomasa wypiekowa: Firma Sundrop Fuels zbudowała w Kolorado ośrodek badawczo-rozwojowy zajmujący się zgazowaniem energii słonecznej.
Zgazowanie ma miejsce, gdy sucha biomasa lub inne materiały na bazie węgla są podgrzewane do temperatury powyżej 700 ºC w obecności pary. W tych temperaturach większość biomasy jest przekształcana w gaz syntetyczny. Ten gaz syntezowy składa się z wodoru i tlenku węgla, które są chemicznymi elementami budulcowymi paliw o wyższej wartości, takich jak metanol, etanol i benzyna.
Ale ciepło potrzebne do tego procesu zwykle pochodzi z części zgazowanej biomasy. W końcu spalasz 30 do 35 procent biomasy, mówi Alan Weimer , profesor inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Kolorado w Boulder.
Kilka lat temu Weimer i jego zespół badawczy zaczęli szukać sposobów wykorzystania skoncentrowanego ciepła słonecznego do napędzania procesu zgazowania. Udało się to tak dobrze, że Weimer i Chris Perkins , doktorant, który wpadł na ten pomysł, współtworzył Copernican Energy, aby skomercjalizować to podejście. Copernican został przejęty przez Sundrop Fuels w 2008 r., a jego technologia reaktora słonecznego znajduje się obecnie w sercu 1,5-megawatowego obiektu demonstracyjnego zgazowania energii słonecznej w Kolorado.
System zgazowania składa się z rur ceramicznych, które przechodzą przez piec. Gazyfikator jest zamontowany na szczycie wieży otoczonej polem luster skupiających energię słoneczną, które odbijają światło słoneczne z powrotem do pieca. Gdy biomasa jest wrzucana przez bardzo gorące rurki ceramiczne, jest odparowywana w gaz syntezowy.
Weimer, były inżynier Dow Chemical, mówi, że system jest agnostyczny w stosunku do rodzajów biomasy, które może przetwarzać. To jak młot kowalski z powodu temperatur (od 1200 do 1300 ºC), w jakich działa, mówi, wyjaśniając, że konwencjonalna gazyfikacja wykorzystuje niższe temperatury, aby spróbować zminimalizować ilość biomasy wykorzystywanej do napędzania procesu. Ale utrzymywanie niższej temperatury stwarza kolejny problem. Zgazowanie w temperaturach poniżej 1000 ºC pozostawia smołę. A pozbycie się tej smoły jest drogie, mówi Weimer. Jeśli zostawisz go tam, zabije to katalizatory, gdy spróbujesz przekształcić swój produkt w (płynne) paliwo.
Wyższe temperatury zapewniają również lepszą jakość gazu syntezowego. Konwencjonalne zgazowanie zwykle wytwarza mieszaninę gazu syntezowego, która składa się w połowie z wodoru i w połowie z tlenku węgla. Proces Sundropa pozwala osiągnąć stosunek wodoru do CO wynoszący dwa do jednego.
Mogę powiedzieć, że ekonomia była analizowana dość obszernie, a pomysł, aby móc produkować benzynę za mniej niż 2 dolary za galon bez dotacji, uważamy, że to prawdziwa liczba, mówi Weimer. Korzyści finansowe są jeszcze większe, jeśli ceny emisji dwutlenku węgla staną się rzeczywistością, ponieważ proces napędzany energią słoneczną skutkuje zmniejszeniem emisji gazów cieplarnianych w porównaniu z produkcją paliw konwencjonalnych. Kluczem jest teraz zaprojektowanie skalowalnego reaktora słonecznego.
Ajay Dalai, profesor nadzwyczajny inżynierii chemicznej na Uniwersytecie Saskatchewan, mówi, że zasilanie gazyfikacji energią słoneczną ma swoje zalety, ale może okazać się trudne. Kiedy przenosisz ciepło do rury, w jaki sposób możesz upewnić się, że jest ono dokładnie rozprowadzane w biomasie? Mówi, że kluczowe będzie kontrolowanie wymiany ciepła i poziomów temperatury.
Wayne Simmons, dyrektor generalny Sundrop Fuels,
nie lekceważy wyzwań związanych z komercjalizacją technologii. Przyznaje na przykład, że największe zasoby biomasy nie znajdują się tam, gdzie znajdują się największe zasoby słoneczne. Mimo to pewna ilość biomasy drzewnej istnieje na południowym zachodzie Stanów Zjednoczonych, gdzie Sundrop planuje zbudować swoją pierwszą komercyjną elektrownię. Na przykład stany takie jak Nowy Meksyk i Arizona regularnie przerzedzają swoje lasy, aby zmniejszyć ryzyko pożarów lasów. Ale aby uzyskać dostęp do większej ilości surowców, Sundrop szuka również możliwości transportu roślin energetycznych, takich jak proso rózgowe, koleją z tak dalekiej północy, jak Kansas i tak daleko na wschód, jak Teksas.
Oczekuje się, że budowa pierwszego obiektu komercyjnego Sundrop rozpocznie się w tym roku. Firma planuje połączyć swoją instalację zgazowania słonecznego z biorafinerią na skalę pilotażową, która może wyprodukować do ośmiu milionów galonów paliwa transportowego rocznie. Celuje w 2015 r. w biorafinerię na pełną skalę, która może wyprodukować 100 milionów galonów rocznie.
Firma przyciągnęła kilku kluczowych inwestorów, w tym firmę venture capital Kleiner Perkins Caufield & Byers.