Naukowcy nauczyli się wytwarzać naftę lotniczą z trocin

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego opracowali opłacalny proces techniczny produkcji nafty lotniczej z odpadów pochodzących z przemysłu drzewnego i rolnictwa. Pod względem kosztów jeden litr takiego biopaliwa drzewnego jest prawie dwukrotnie tańszy niż paliwo kopalne, a pod względem wpływu na środowisko jest prawie dwukrotnie czystszy.

Obecnie na świecie wykorzystuje się biopaliwo drugiej generacji, które produkowane jest głównie z gruboziarnistych odpadów rolniczych – z makuchów. Pierwsza generacja, którą wielu już porzuciło, została wyprodukowana z czystych produktów: kukurydzy, soi, trzciny cukrowej i tak dalej. Pozbawianie ludzi i zwierząt żywności uprawianej na gruntach rolnych jest decyzją wątpliwą. W przypadku odpadów gruboziarnistych głównym problemem była głęboka i efektywna obróbka cukrów i ligniny zawartej w drewnie. A im twardszy gatunek drzewa, tym więcej ligniny zawiera i tym trudniej jest ją przetworzyć na paliwo zawierające węgiel.

Zespół naukowców z USA od około 10 lat pracuje nad problemem efektywnego przetwarzania ligniny. Ostatecznie odnieśli imponujący sukces. Zaproponowany przez nich proces techniczny pomógł zwiększyć wydajność biopaliwa z makuchu kukurydzianego i drewna o 18%. W szczególności na każdą tonę gruboziarnistych odpadów kukurydzianych uzyskiwano zwykle 167 litrów paliwa. Dzięki nowemu procesowi technicznemu wydajność wzrosła do 196 litrów. Przy zastosowaniu drewna topoli uzyskano 287 litrów paliwa, czyli prawie dwukrotnie więcej niż przy przetwarzaniu makuchu kukurydzianego starą metodą.

Jeśli pominiemy logistykę i brak przygotowania do masowej produkcji z wykorzystaniem nowej technologii CELF (frakcjonowanie lignocelulozowe wzmocnione współrozpuszczalnikiem), koszt nowego biopaliwa wyniesie 3,15 dolara za galon (prawie 3,8 litra). Dla porównania, średnia cena nafty lotniczej w Stanach Zjednoczonych wynosi obecnie około 6,45 dolara za galon, a średnia cena konwencjonalnej nafty lotniczej wynosi 9,28 dolara. Różnica jest imponująca!

Jednak nie jest to takie proste. W obecnych realiach koszt produkcji obiecującego biopaliwa z trocin będzie znacznie wyższy. Ale trudno też polemizować z tym, że ma jasne perspektywy, które mogą przyspieszyć wprowadzanie nowych technologii, bo dziś odpady drzewne są po prostu spalane i dobrze, jeśli robią to w celu ogrzewania pomieszczeń i wytwarzania energii elektrycznej.

Jaki jest sekret tak wydajnego przetwarzania? Naukowcy wybrali kompozycję do wstępnej obróbki drewna i ciasta. Do odpadów dodają wodę z roztworem tetrahydrofuranu (THF) i rozcieńczają kwas. Wstępne namoczenie trocin i makuchów w tym roztworze pozwala na skuteczniejsze wydobycie składnika węglowego z cukrów i ligniny, który następnie zostaje przetworzony na naftę lotniczą pochodzenia biologicznego. Paliwo to pali się nieco lepiej i emituje mniej siarki i cząstek stałych do powietrza. Skoro potrzebujemy nafty lotniczej, niech chociaż będzie czystsza.