Naukowcy pokazują instalację, która każdego dnia produkuje około 110 funtów paliwa płynnego z CO2 i wodoru. To nie jest już laboratoryjna próbka mieszcząca się w probówce. Chodzi o pilotażową instalację przemysłową, która działa w warunkach zbliżonych do rzeczywistej produkcji.
Za nowym rozwiązaniem stoi zespół badaczy z Korei Południowej związanych z Korea Research Institute of Chemical Technology. Naukowcy opracowali specjalny katalizator i proces chemiczny, który pozwala bezpośrednio przekształcać dwutlenek węgla oraz wodór w ciekłe paliwo przypominające benzynę i naftę. Co ważne, udało się ominąć kilka skomplikowanych etapów obecnych w tradycyjnych technologiach produkcji syntetycznych paliw.
Brzmi to niemal magicznie. Dwutlenek węgla jest przecież jednym z głównych gazów odpowiedzialnych za efekt cieplarniany. W normalnej debacie publicznej słyszymy głównie o ograniczaniu emisji CO2, zamykaniu elektrowni węglowych albo przechodzeniu na energię odnawialną. Tymczasem tutaj pojawia się zupełnie inny pomysł: zamiast traktować dwutlenek węgla wyłącznie jako problem, można potraktować go jako surowiec.
To podejście zmienia sposób myślenia o energetyce. Wyobraźmy sobie fabrykę, która wychwytuje CO2 z kominów przemysłowych albo nawet bezpośrednio z atmosfery, a następnie zamienia go w paliwo do samolotów, ciężarówek czy statków. W praktyce oznaczałoby to częściowe zamknięcie obiegu węgla. Emisje nie znikałyby całkowicie, ale mogłyby być wielokrotnie wykorzystywane zamiast stale wydobywać nową ropę z ziemi.
Największy przełom polega jednak na uproszczeniu samego procesu chemicznego. Dotychczas produkcja paliwa z CO2 wymagała bardzo energochłonnych etapów. Najpierw trzeba było przekształcić dwutlenek węgla w tlenek węgla przy temperaturach przekraczających 800 stopni Celsjusza, a później przeprowadzić kolejną reakcję chemiczną znaną jako synteza Fischera-Tropscha. Było to kosztowne, skomplikowane i trudne do wdrożenia na dużą skalę.
Nowa technologia działa inaczej. Dzięki specjalnemu katalizatorowi reakcja zachodzi w jednym etapie i przy znacznie niższej temperaturze, około 330 stopni Celsjusza. To nadal dużo, ale w świecie przemysłu chemicznego oznacza ogromną oszczędność energii. Mniej etapów to także mniejsze instalacje, niższe koszty i prostsza obsługa.
Dzienna produkcja wynosząca 110 funtów paliwa może wydawać się niewielka, jednak dla naukowców to bardzo ważny moment. W branży technologicznej istnieje ogromna różnica między eksperymentem laboratoryjnym a działającą instalacją pilotażową. W laboratorium można stworzyć kilka gramów paliwa. Tutaj mówimy już o dziesiątkach kilogramów dziennie. Warto też zauważyć, że rozwój podobnych technologii odbywa się dziś niemal na całym świecie. Brytyjska firma OXCCU pracuje nad produkcją paliwa lotniczego z CO2 i wodoru, wykorzystując technologię bezpośredniej konwersji. Ich instalacja demonstracyjna w Wielkiej Brytanii produkuje obecnie niewielkie ilości paliwa lotniczego, ale celem jest stworzenie pełnowymiarowych zakładów dla branży lotniczej.
To szczególnie ważne dla lotnictwa, ponieważ samoloty są jednym z najtrudniejszych sektorów do pełnej elektryfikacji. Samochody elektryczne stają się coraz popularniejsze, ale trudno wyobrazić sobie ogromne samoloty pasażerskie latające wyłącznie na bateriach. Akumulatory byłyby po prostu zbyt ciężkie. Dlatego syntetyczne paliwa produkowane z CO2 mogą odegrać kluczową rolę właśnie w lotnictwie.
Oczywiście wokół całej technologii pojawia się też wiele pytań i sceptycyzmu. Internauci dyskutujący o nowych rozwiązaniach zwracają uwagę przede wszystkim na efektywność energetyczną. Sam proces zamiany CO2 w paliwo wymaga ogromnych ilości energii, głównie do produkcji wodoru. Jeśli ta energia pochodziłaby z elektrowni węglowych lub gazowych, cały proces mógłby stracić ekologiczny sens.
Dlatego kluczową rolę odgrywa energia odnawialna. Największy sens takie instalacje mają tam, gdzie dostępne są nadwyżki energii słonecznej, wiatrowej lub wodnej. W praktyce mogłoby to wyglądać tak - farma słoneczna produkuje energię w ciągu dnia, część trafia do sieci, a nadwyżki są wykorzystywane do produkcji wodoru i późniejszego tworzenia syntetycznego paliwa z CO2.
Eksperci podkreślają też, że technologia nie zastąpi całkowicie tradycyjnej energetyki w najbliższych latach. Raczej stanie się jednym z elementów większej układanki. Świat nadal będzie potrzebował paliw płynnych, szczególnie w lotnictwie, żegludze i ciężkim transporcie. Pytanie brzmi, czy będą one pochodziły z nowo wydobytej ropy, czy z recyklingu dwutlenku węgla?
Ciekawy jest także aspekt ekonomiczny. Produkcja syntetycznego paliwa jest dziś nadal droższa niż wydobycie i rafinacja tradycyjnej ropy. Jednak historia energetyki pokazuje, że koszty nowych technologii potrafią gwałtownie spadać. Jeszcze dwie dekady temu energia słoneczna była bardzo droga. Dziś w wielu regionach świata jest jedną z najtańszych form produkcji energii elektrycznej.
Nie bez znaczenia pozostaje również fakt, że nowe paliwa mogą być kompatybilne z istniejącą infrastrukturą. To ogromna przewaga nad niektórymi innymi technologiami. Nie trzeba budować od podstaw nowych silników, nowych lotnisk czy nowych stacji paliw. Syntetyczne paliwo może trafiać do obecnych systemów dystrybucji praktycznie bez większych zmian.
Adrian Pluta
E-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
