Синтетическое дизельное топливо из угля

Интерес производить дизельное топливо из угля, было принято по следующим причинам:

– Рост дизельных автомобилей привел к желанию найти низкий уровень выбросов углерода в атмосферу;

– Некоторые из стран, которые будут иметь ключевое значение для любых действий на глобальное потепление есть огромные запасы угля, в том числе Соединенные Штаты, Китай и Индия.

– Растет интерес к политике, а также R&D финансирования улавливания и хранения углерода, который может позволить использовать угольные ресурсы для изготовления топлива (и электричества) без увеличения выбросов парниковых газов.

Тем не менее, несмотря на все преимущества, мы все еще не приблизились к тому, чтобы перейти на биотопливо.

Угльный ресурс Америки огромен. Извлекаемые запасы угля составляют около 270 млрд. тонн, или 250 лет при нынешних темпах производства. Сырьевая база составляет почти 500 млрд.тонн, а общая ресурсная база может превышать 4 триллиона тонн. Уголь также относительно недорог по сравнению с другими видам ископаемого топлива, одной из основных причин она генерирует более 50% электроэнергии в США. Многие соображения ограничивают использование угля в качестве источника энергии. Горная промышленность может иметь значительное воздействие на земли и воды. При горении угль производит оксид серы (SOx), оксиды азота (NOx), ртути и твердых частиц (ТЧ). Уголь производит больше углекислого газа на единицу произведенной энергии, чем нефть или природный газ.

Технологические инновации могут улучшить многие из трудностей, связанных с использованием угля в качестве источника энергии. Путем преобразования угля в жидкое или газообразное топливо можно будет использовать его для транспортировки, что значительно снижает риски ценовых шоков, связанных с увеличением спроса на нефть опережает предложение. При газификация и сжижение можно удалить почти все серы и ртути из угля, что значительно сокращает выбросы загрязняющих веществ. Если поглощение углерода доказано, чтобы быть эффективным, угольное топливо, полученная жидкость может иметь более низкие выбросы CO2, чем обычный дизель или бензин. Производство жидкого топлива из угля может быть жизнеспособным вариантом обеспечения энергетической безопасности для США, Китая и других богатых углем стран.

Развитие синтетическо топлива было в центре внимания американской энергетической независимости в 1970 году. Усилия в значительной степени были заморожены, но потом возобновились в 1990-х годах. В 2001 году технология национальной энергетической лаборатории провели серию семинаров«Чистое жидкое топливо". Переход угля в жидкое средство находится в стадии разработки в Gilberton, проект был удостоен гранта Министерства энергетики технико-экономического обоснования в 2000 году объект с тех пор финансируется в целях развития на основе чистой инициативы энергетического угля. 72 объекта будут искать для производства электроэнергии и жидкого топлива из отходов угля, возможность секвестрации CO2.

Уголь может быть преобразован в жидкое или газообразное топливо с помощью ряда процессов. Некоторые из них были впервые применены во Второй мировой войне для обеспечения топливом самолетов и танков. Германия, в частности, использовала ряд технологий, в том числе дистилляции бурого угля и гидрирования процессов Фишера-Тропша.

Cжижение угля: первое объединение угля с кислородом и паром или водой для получения синтез–газа (также известный как синтез–газ), чаще всего это смесь монооксида углерода и водорода. Синтез–газ может быть переработан в жидкое или газообразное топливо, такое как жидкость Фишера-Тропша, диметилового эфира (ДМЭ), или метанола. Токсичные металлы могут быть удалены из синтез–газа через угольный фильтр. Прямое сжижения угля синтез–газ включает в себя такие технологии, как дистилляция и гидрирование (добавление водорода к ВУС). Кроме водорода повышает H/C соотношение, в результате чего полученный продукт ближе к легким углеводородам, таких как те, что в бензине или дизельном топливе. Он также удаляет серы, что позволяет полностью сгорать топливу.

В целях смягчения последствий изменения климата, синтетическое дизельное топливо, представляется привлекательным вариантом. Дизельные двигателя с воспламенением от сжатия (CIE) на 20-30% более эффективно, чем бензиновый двигатель с искровым зажиганием (SIE), а также гибридные технологии открывают возможности для дальнейшего увеличения эффективности. Как отмечалось выше, с использованием обычного дизельного топлива, сажа может компенсировать выбросы парниковых газов. Хотя некоторые оценки оспаривать этот вывод. Широко признано, что твердые частицы имеют ряд вредных последствий для здоровья. Для любой замены топлива, низкий уровень выбросов ВЧ являются преимуществом.

Производство жидкого топлива из угля, без связывания углерода приведет к увеличению чистых выбросов CO2 по сравнению с нефтяным производством топлива. Поскольку большая часть CO2 генерируется в уголе-технологическую жидкость это является центральным отходом. Улавливания и хранения может быть эффективной стратегией, которая позволит значительно уменьшить это влияние и позволит угольному топливу иметь менее парниковых выбросов, парниковых газов, чем обычное дизельное топливо. Кроме того, смешивание в некоторой биомассы с углем перед тем, как газификация и СО2 изолируется может резко сократить выбросы, так как биомасса вытащил CO2 из воздуха.