Нефть, вода, обогащённая азотом и фосфором, и вода с растворённым горючим газом — вот и всё, что выходит из реактора по переработке водорослей. По сути, это одноступенчатое получение нефти из биомассы, и если вот так удастся делать топливо по доллару за литр, мировой ТЭК ждут потрясения. (Здесь и ниже фото PNNL.)
«Цена — серьёзное препятствие на пути получения жидкого топлива из водорослей, — говорит Дуглас Эллиот (Douglas Elliott), возглавляющий проект. — Мы полагаем, что наша технология сделает такое топливо куда более экономичным».
То же самое в цифрах: мир потребляет 4,8 трлн л жидкого топлива в год, а нынешние жалкие десятки миллиардов литров биотоплива получаются из высших растений, выращиваемых на десятках миллионов гектаров. Причем один гектар в среднем даёт менее кубометра биотоплива — то есть буквально столько же, сколько нефть стоимостью порядка тысячи долларов. Не надо быть гением, чтобы заметить: пищевые сельхозкультуры выращивать экономически рациональнее, да и недоедания в третьем мире, где значительная часть этого биотоплива производится, всё же будет поменьше.
Есть вариант: заменить высшие растения микроводорослями, которые можно быстро выращивать на пресных сточных водах больших городов (и тогда не надо вносить удобрения и посматривать в небо, опасаясь непогоды) или на морской воде, и тогда производство можно вынести в жаркие пустыни, где с солнечным светом полный порядок. Но какой бы путь вы ни выбрали, получить удаётся только исходное сырьё для топлива — до состояния биодизеля водоросли надо доводить с помощью переэтерификации. Да, вы правильно думаете: перед этим водоросли надо извлечь из их естественной водной среды и долго сушить, что не удешевляет конечный продукт.
Однако дизелем человеческие нужды не исчерпываются: мы жить не можем без керосина и бензина, которые почти что пьём. Но приличных технологий их получения из водорослей пока нет, да и переэтерификация на дизтопливо требует метанола, а его делают из природного газа.
Словом, получается «долго, дорого, неоднозначно». Что же делать?
Группа г-на Эллиота полагает, что нашла решение. В её химреакторе водоросли отправляются не на дизельную тропу, а по старому природному пути — из биомассы в нефть. Только путь этот занимает намного меньше времени: в реактор впрыскивают горячую воду под давлением 20,7 МПа и температуре 350 °С. Всё это резко ускоряет процесс, поэтому менее чем за час водоросли из него выходят в виде нефти, и в небольшой степени — биогаза, из которого можно получать метан (или же попросту сжигать, имея тепло для подогрева самой установки).
Причём, что важно, маленьких зелёных нефтяников не приходится предварительно сушить: в исходном сырье может быть 80–90% воды по массе!
Процесс из трудоёмкого, почти скорняжного дела (выращивание — сушка — заготовка — внесение добавок) превращается в конвейер: выращивание — прямое сливание водорослей в реактор — нефть на выходе. Итоговый продукт — весьма лёгкая нефть без примесей, которая легко и просто перерабатывается на существующих НПЗ без перестройки технологического цикла, без внесения добавок и прочих телодвижений. Да и двигатели машин под него адаптировать не надо. Опять же за счёт большой пропускной способности реактора в единицу времени стоимость «переделки» водорослей в нефть сами разработчики техпроцесса оценивают как «радикально более низкую», чем в биодизельном варианте.
Исходная водорослевая суспензия теперь не нуждается в предварительной просушке.
«Отсутствие нужды в сушке водорослей — большой плюс, это сильно снижает издержки, — уверен Дуглас Эллиот. — Отсюда и сторонние бонусы: после извлечения сырья из воды последнюю и питательные вещества можно отправить обратно в ёмкости с водорослями, дополнительно снижая стоимость»:
Пока авторы технологии работают лишь с небольшим экспериментальным реактором ёмкостью в 1,5 л водорослевой суспензии, но, по их словам, его можно легко масштабировать, и при этом благодаря большому объёму у него будут гораздо меньшие тепловые потери через стенки, что даст значительную экономию на масштабе. Внедрение разработки уже началось: частная компания Genifuel Corp. лицензирует сейчас технологию для получения нефти из водорослей.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Algal Research (доступен полный текст).
Комментарии
В природе есть только один процесс при котором синтезируется кислород. Но он довольно глубоко под поверхностью земного щара.
Все живое кислород только потребляет. Попробуйте для смеха вырастить цветок в бескислородной атмосфере, и увидите как он погибнет.
Вам известно, что в результате кислородного голодания и повышенного содержания СО2 в крови, человек испытывает эйфорию. Аквалангисты это прекрасно знают.
Заблуждение что лесные массивы, якобы, имеют повышенное содержание кислорода, основано на том факте, что в лесу очень легко дышится. Объясняется это очень просто.
Углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому он из-за медленного перемешивания воздуха, накапливается в лесных массивах. И его слегка повышенное содержание в лесном воздухе приводит к ощущению легкости дыхания. А вовсе не от повышенного содержания там кислорода. На этом принципе основано действие дыхательного аппарата Фролова.
А, кстати, в атмосфере с повышенным содержанием кислорода дышать намного тяжелее, что очень быстро приводит к общей усталости, в результате кислотного отравления организма...
Нас в школе учили обратному. Что на солнечном свете растения выделяют кислород.
Да и если долго дышать под одеялом, то со временем дышать становится тяжело - из-за понижения концентрации кислорода и повышения концентрации углекислого газа. Ваше утверждение же наводит на мысль, что человек дышит именно углекислым газом, а кислород же участвует в процессе дыхания лишь косвенно. Однако, никому не приходит в голову мысль снабжать дыхательные аппараты исключительно углекислым газом.
Вы когда нибудь водку пили? Так вот, когда спирт попадаетв кровь, он начинает растворять липидные оболочки красных кровяных шариков. Они становятся липкими и начинают склеиваться друг с другом, что приводит к тому, что они тяжело прходят по капиллярам. Ведь диаметр капилляров не превышает диаметра кровяного шарика. При этом мозг начинает испытывать кислородное голдание, в крови накапливается углекислота, что выражается в опьянении или эйфории.
При дальнейшем увеличении концентрации спирта в крови, мозг просто отключается и человек засыпает. Но это вовсе не сон. Это самая настоящая пьяная кома, как защитный механизм от гибели клеток мозга.
Можно, конечно и здесь притянуть за уши различные фитонциды, только это ничего не изменит.
Механизм опьянения ученым неизвестен, вот и придумывают сказки о фитонцидах. Они в основном изучают это на практике, но объяснить механизмы явлений не могут, потому что не понимают их.
А не понимая механизма, можно подтвердить любую бредовую теорию. Например, ветер дует, потому что деревья качаются. Помахайте веточкой перед лицом и вы ощутите движение воздуха...
— мы привыкли относиться к дерьму с этакой брезгливостью, как будто это что-то плохое. А ведь, если разобраться, так это, может быть, самое ценное на земле вещество, потому что вся наша жизнь происходит из дерьма и в дерьмо опять же уходит.
– Это в каком же смысле? — вежливо спросил Чонкин, поглядывая голодными глазами на остывающую яичницу, но не решаясь приступить к ней раньше хозяина.
– А в каком хошь, развивал свою мысль Гладышев, ... Для хорошего урожая надо удобрить землю дерьмом. Из дерьма произрастают травы, злаки и овощи, которые едим мы и животные. Животные дают нам молоко, мясо, шерсть и все прочее. Мы все это потребляем и переводим опять на дерьмо. Вот и происходит, как бы это сказать, круговорот дерьма в природе. И, скажем, зачем же нам потреблять это дерьмо в виде мяса, молока или хотя бы вот хлеба, то есть в переработанном виде? Встает законный вопрос: не лучше ли, отбросив предубеждение и ложную брезгливость, потреблять его в чистом виде, как замечательный витамин?"
:-)
________________________________________________
Вы не совсем правы. На снижении концентрации кислорода организм почти не реагирует. Например, если замещать кислород на инертный газ, азот или метан, то человек просто засыпает, не испытывая удушия.
А вот углекислый газ стимулирует дыхательный центр, то есть при росте его концентрации человек начинает дышать чаще и ему кажется, что он задыхается, даже если в воздухе содержится избыточный кислород.
Естественно, вы совершенно правы во всем, что касается фотосинтеза, а Александр Гурьян наверное считает, что углерод добывается растениями из почвы, а листья служат в качестве украшения. :)
То же самое про углекислый газ.
А вот насчёт фотосинтеза - я специально перепроверил. В школе нас учили правильно :-)
Получается сплошная реклама.
Нам такой хоккей не нужен!
Кстати, потеряв румынские нефтепромыслы, химики Рейха очень быстро внедрили процесс гидрирования углей с целью получения жидких топлив. Такое можно себе позволить только накануне сдачи рейхстага, и то - только один раз!
В данном случае убрали сушку, заменив ее нагревом воды до критической температуры. Результат - черное масло, нерастворимое в воде и вода загрязненная какой-то органикой и компонентами этого масла.
Нефть, как и газ и другие элементы периодической системы, синтезируется в глубинных слоях Земли, где еще существует высокая температура.
Во-вторых, нефть и газ не являются "элементами периодической системы", а элементы периодической таблицы синтезируются в результате реакций термоядерного синтеза при температурах в большие миллионы градусов, которые навряд ли могут быть даже в самых глубинных слоях Земли.
А во вторых, синтез - это общая направленность эволюции материи. И температура - это следствие синтеза. Например, обычное горение нефти - это синтез углекислого газа при соединении молекулы углеводорода и молекулы кислорода. Синтез ржавчины, то есть окислов железа тоже идет с выделением температуры. Никогда не пробовали сыпать железные опилки в пламя? А ведь это тоже синтез.
Вы наверное имеете в виду только синтез гелия из атомов водорода (водородная бомба). Чем легче элементы, участвующие в синтезе, тем выше выход энергии ( температуры). А чтобы разделить атом гелия на атомы водорода, нужно затратить энергию, несколько превышающую энергию водородного взрыва.
А чтобы расколоть протон, нужно затратить колоссальную энергию, в тысячи раз превышающую энергию взрыва водородной бомбы. Ясно у человека нет таких источников энергии и расколоть протон ему не под силу. А поэтому раскалывание протонов в БАКе - обыкновенная брехня учОных.
И эта брехня со временем вылезет наружу. Примерно как система Птоломея. Правда эти учОные к тому времени вымрут...
А протон является ядром атома водорода. Не знали?
Ядра, они в орехах только...
А вы почему против?
Например, чтобы доказать, что ветер дует, потому что деревья качаются, достаточно помахать веткой перед лицом. Вы ощутите движение воздуха и попробуйте это опровергнуть...
Если Вы не против Резерфорда, объясните, почему отрицательно заряженные электроны не падают на положительно заряженное ядро?
Ответ об электронах прост - электроны постоянно падают на ядра, но никак не могут упасть - квантовые свойства не позволяют.
"Не позволяют квантовые свойства" - то же самое, что и "так создал бог"...
Объясните что это такое - квантовые законы. Электроны их что, читали?
А пока мы обсуждаем первый. Вы удовлетворены ответом на него?
Поведение электрона в атоме описывается уравнением Шредингера. Решения этого уравнения дают набор допустимых энергий электрона, которые мы называем электронными уровнями или оболочками. Промежуточных величин энергии электрона в атоме не существует. Минимальная энергия электрона в атоме соответствует основному состоянию и не может быть уменьшена.
Не знали?
То, что Вы мне толкуете - это чистая математика, а природа ее не знает. Это просто язык, которым Вы пытаетесь описать ее, не понимая физического смысла.
Вы мне по русски объясните, почему обладая противоположным знаком заряда, электрон не падает на ядро? А вот в доказательство можете расписать уравнение Шредингера, объяснив физический смысл каждого его члена. В противном случае - это прото бла-бла-бла... Говоря словами Гегеля," ссылка при объяснении на математику есть удобное средство избавить себя от труда понять, указать и обосновать понятийные определения".
С помощью высшей математики, умеющей находить экстремумы функций, эта задача решается элементарно.
Но сможете ли вы объяснить решение "на пальцах"?
Это будет реальный участок, а не абстрактная величина площади, на которой картошку не посадишь.
Умножив три сосны на тысячу, сосновой рощи тоже не получишь. Так что между реальным объектом и матмоделью разница огромная.
Функция - это не реальный объект, а просто некая зависимость одной величины от другой или от двух, трех, n, других.
Но ваше решение про 1/3 - неправильное.
Попытайтесь еще раз.
Но вериться с трудом, что без математики можно правильно решить даже такую простую задачу. :)
Математика - сила!
Нужно искать новые виды энергии. А это физические, химические, биологические. Но основанные на социальных условиях или интеллектуальных.
Думать надо прогрессивно. Наука должна работать а не потребление природных ресурсов.
Материя это физика, химия, биология. Социум это экономика, политика, право. Духовность это обыденное, эмпирическое, теоретическое понимание правил жизни людей.
Есть реальный мир где господствует положительная или та которая формирует процесс вашей жизни. Есть реальный мир, где господствует нейтральная сила, ну для вас это нечто соединяющее ваш мир и мир Богов (кроме Богов есть атеисты и сатана). Есть реальный мир где господствует отрицательная энергия, а это и есть тот "темный" мир. Который вы просто в силу своих способностей вам просто не доступен.
Почему движение требует энергии? Да потому что положительный и отрицательный заряды притягиваются. Разъедините их чем либо нейтральным? И все дела?
Но их никто не знает
Абсолюта нет и быть не может потому что мир триедин всеедин гармоничен и работает как непрерывно меняющийся процесс.
Наверное советикус алкоголикус?
Никто не видел три энергии ... Богов, Сатанов...
Так сказать элемент русской культуры, правда сейчас он трансформировался в непонятное для меня: " Дай 10 р, стакан портвейна нальем!" Интересно, зачем мне их портвейн за 10 р?
Правда это сложнее, чем считать до трех и даже сложнее, чем работать.
Две абсолютные истины - это Хрюн Моржов и Степн Капуста.
:)))
Хотя энергия - это только физическая способность материи совершать работу. Способность!
Видимо просто 40 лет назад не обратил на такие факты серьёзного внимания, поскольку пребывал тогда в рабстве униформизма, и тогда такие факты не были для меня актуальными.
:)