Näkökulmia: Hiilidioksidin uudelleenkäyttö biopolttoaineena

Ilmakehään eeppisten määrien hiilidioksidipäästöjen kierrätys on uskomattoman vaikeaa, mutta monet tiedemiehet uskovat, että se on paitsi vaivan arvoista, myös välttämätöntä. Ilmastonmuutoksen uhka planeetalle on niin suuri, että heidän mukaansa ongelmaan on mahdotonta puuttua ilman näitä teknologioita.

Ajatus hiilivoimalaitosten ja muiden lähteiden tuottaman hiilidioksidin talteenotosta maanalaiseen varastointiin on jo saanut kannatusta, ja useita pilottihankkeita on jo käynnissä tai toiminnassa.

Hiilidioksidin uudelleenkäyttöä koskeva ehdotus on toistaiseksi ollut vähemmän onnekas: vaikka tiede on jo pitkään tiennyt, että polttoainetta voidaan tuottaa sekoittamalla hiiltä ja vetyä, monet ovat epävarmoja prosessin korkean energiaintensiteetin vuoksi. ”Ilmaisia lounaita ei ole”, sanoo Hans Ziock Los Alamosin kansallislaboratoriosta (USA). ”Lisäksi tuotanto ei ole koskaan 100 % tehokasta, joten lopulta käytät enemmän energiaa kuin saat ulos.” Tämän energiakirouksen vuoksi, hän sanoo, on järkevämpää käyttää öljystä peräisin olevaa polttoainetta. ”Jos luonto on luonut sen meille ilmaiseksi, miksi emme käyttäisi sitä?” asiantuntija päättelee.

Mutta öljyvarat ovat loppumassa. Heidän on porattava syvästä vedestä, puristettava esiin öljyhiekkaa ja katsottava kohti arktista aluetta. Onko aika vaihtoehdolle? Yhdysvalloille hiilidioksidin käsittely olisi hyvä tapa päästä eroon öljyneulasta, mutta se on hyödytön ilmaston pelastamiseksi, korostaa herra Ziok, ennen kuin prosessi on energiatehokkaampi.

Onneksi tälläkin alalla on pioneereja. Heidän mukaansa teknologia ei ole täydellistä, mutta se on jo olemassa. On mahdollista kerätä hiilidioksidia suoraan ilmasta, ei edes voimalaitosten tai autojen päästöjä. ”He sanovat: ’Purista se ja hautaa se!’ Ja me sanomme: ’Ei, anna se meille, niin me teemme siitä bensiiniä!’” – näin sanoo Byron Elton, Santa Barbaran Carbon Sciencesin toimitusjohtaja. ”Kuvittele tulevaisuus, jossa vesi ja hiilidioksidi ovat polttoaineen lähteitä!” huudahtaa Peter Eisenberger, Columbian yliopiston (USA) Earth Instituten perustaja ja yksi Global Thermostatin perustajista.

Yksi tapa ratkaista ongelma on käyttää aurinkoenergiaa. Ellen Stechel ja hänen kollegansa Sandian kansallislaboratoriosta (USA) kehittävät erittäin tehokasta kemiallista lämpömoottoria, joka toimii auringon väkevöimällä energialla. Kaikki energia (myös hiilivetyjen sisältämä energia) tulee auringosta, joten miksi ei yritettäisi jäljitellä luontoa yhä uudelleen ja uudelleen?

Tutkijat ovat kehittäneet aurinkoreaktorin prototyypin. Se on valtava peiliryhmä, joka kohdistaa auringonvalon voimakkaaksi säteeksi, joka on suunnattu metallioksidirenkaisiin. Renkaat pyörivät ja kuumenevat 1 400 ˚C:een ja jäähtyvät sitten 1 100 ˚C:een. Niille syötetään hiilidioksidia tai vettä. Korkeissa lämpötiloissa renkaat luovuttavat happea, ja suhteellisen matalissa lämpötiloissa ne päinvastoin ottavat sitä vastaan. Tuloksena on hiilimonoksidia eli vetyä - hiilivetypolttoaineen komponentteja.

Prototyyppi vie noin 20 m² ja palvelee oluttynnyrin kokoista reaktoria. Miljoonan barrelin öljymäärän keräämiseksi päivässä auringonvalon muodossa tarvittaisiin 121,4 tuhatta hehtaaria peiliä (suurempi kuin Moskovan alue). Suluissa on huomattava, että maailma kuluttaa noin 86 miljoonaa barrelia nestemäisiä polttoaineita päivässä, biopolttoaineet mukaan lukien.

Edellä mainittu Carbon Sciences sekoittaa hiilidioksidia maakaasuun (tai metaaniin pääkomponenttinaan) metallikatalyytin läsnä ollessa. Jälkimmäisen kerrotaan olevan valmistettu tavallisista metalleista - nikkelistä ja koboltista - alumiinin ja magnesiumin kanssa. Ja tuloksena olevan synteettisen kaasun muuntaminen liikennepolttoaineeksi on jo vakiintunut teknologia. Carbon Sciencesin lähestymistavan ero on se, että se tehdään kuivana. Yritys työskentelee jo ensimmäisen dieselpolttoaine-erän parissa.

On tärkeää huomata, että osa tässä prosessissa käytettävistä hiilivedyistä on peräisin maakaasusta. Toiset, kuten brittiläinen Air Fuel Synthesis -yritys, yrittävät tehdä saman ilman metaania ja käyttävät tuulivoimaa. Tavoitteena on litra lentopolttoainetta päivässä (teknologiademonstraationa).

Tutkijat huomauttavat, että yksi tällaisen energian tärkeimmistä eduista on se, että se mahdollistaa koko nykyisen infrastruktuurin säilyttämisen, koska se on samaa polttoainetta, jota käytämme tänään. Muistettakoon, että juuri infrastruktuurin uudelleenrakentamiseen investoimisen tarve hidastaa merkittävästi aurinko- ja tuulienergian kehitystä.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]