Мусор для одного человека - топливо для реактивных двигателей для другого.
Совершенно новое исследование подробно описывает, как мы можем избавиться от пищевых отходов и авиационного топлива за один проход. Джулиан Хохгесанг на Unsplash
Только на коммерческую авиацию приходится около трех процентов от общего объема глобальных выбросов углерода. Но отрасль активно ищет экологичные решения в виде экологически чистого топлива для реактивных двигателей, и в одном случае это топливо, возможно, имело предыдущую жизнь в качестве ваших пищевых отходов.
В исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, группа исследователей из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Голдене, штат Колорадо, и других учреждений подробно описывает метод преобразования пищевых отходов в устойчивое топливо для реактивных двигателей, которое могут быть использованы в существующих двигателях.
Биомасса, такая как навоз и пищевые отходы, может быть преобразована в биотопливо, которое представляет собой возобновляемое жидкое топливо, изготовленное из органических веществ. Этанол и биодизель - два распространенных типа возобновляемого биотоплива, но производство экологичного авиационного топлива - более сложный процесс. Оно должно быть настолько похоже на топливо для реактивных двигателей на нефтяной основе, которое мы используем сегодня, чтобы его можно было использовать в существующих двигателях и самолетах.. Переосмысление двигателя самолета для работы на разных видах топлива потребует времени, поэтому наша цель - разработать топливо, которое можно будет использовать уже сейчас.
Исследователи смогли использовать летучие жирные кислоты из ферментированных старых пищевых отходов и преобразовать их в простые молекулы парафина, которые можно использовать в качестве топлива и на самом деле не так уж сильно отличаются по химическому составу от традиционных ископаемых видов топлива. Другие экологичные виды авиационного топлива были сделаны из биомассы, в частности масла, жира и жира из овощей и животных, но использование нашей постоянно растущей кучи пищевых отходов для топлива в полете расширяет эти возможности.
Дерек Вардон, старший инженер-исследователь Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и автор исследования, и Набила Хук, исследователь с докторской степенью в NREL и ведущий автор исследования, говорят, что их топливо работало на 90-процентной скорости обычного нефтяного реактивного двигателя. топливо, 10-процентная смесь альтернативного реактивного топлива, которое в настоящее время требуется от промышленности. Они также показали, что могут довести его до смеси 70/30, но требуется больше времени и испытаний, чтобы добиться такого соотношения в реальном мире.
Вардон говорит, что крупные компании стремятся участвовать в экологичном авиационном топливе, потому что некоторые экологически безопасные решения, такие как коммерческие самолеты с батарейным питанием, пока просто невозможны с современной аккумуляторной технологией. Самолет с батарейным питанием был бы слишком тяжелым, чтобы летать на большие расстояния, поэтому топливо, работающее так же, как и топливо, которым мы пользуемся, - это более простой способ заменить выбросы тяжелыми ископаемыми видами топлива.
«За последний год произошел взрыв компаний, стремящихся использовать экологичное авиационное топливо, таких как Microsoft, Amazon, FedEx», - говорит он.
Вардон говорит, что, поскольку влажные отходы, используемые в процессе, обычно отправляются на свалку и разлагаются с выделением парниковых газов, процесс производства и использования устойчивого авиационного топлива может фактически иметь отрицательный углеродный след при увеличении масштабов.
«Сделать это и выполнить требования к экологичному авиационному топливу на самом деле не так уж и просто», - говорит он. Он сравнивает способность производить устойчивое топливо для реактивных двигателей с попаданием в «яблочко» на мишени для дартс из-за жестких правил безопасности и производительности.
Эти устойчивые виды топлива не только выводят промышленность на путь нулевых выбросов, но и производят меньше сажистых аэрозолей при сжигании. Частицы сажи обеспечивают ядро для облаков, известных как инверсионные следы, которые образуются из выхлопных газов самолета, которые затем служат «одеялом» и удерживают тепло в атмосфере.
Чтобы вывести этот продукт на рынок в ближайшее время, Huq говорит, что они попытались «соответствовать спецификациям существующего обычного топлива для реактивных двигателей, не прибегая к каким-либо слишком причудливым модификациям».
Коммерческие авиакомпании готовы найти доступное и устойчивое решение для углеродоемких авиаперелетов. Авиакомпании стремятся к 2050 году достичь агрессивных целей в области устойчивого развития, включая сокращение чистых выбросов углекислого газа на 50 процентов. «Мы рады сотрудничать с NREL, поскольку мы продолжаем наш путь к тому, чтобы сделать коммерчески жизнеспособное SAF [устойчивое авиационное топливо] реальностью и частью будущего Southwest», - сказал Майкл ОБюшон, старший директор Southwest по управлению цепочками поставок топлива. заявление.
Основной вопрос по мере того, как мы продвигаемся вперед в этом типе исследований, заключается в том, возможно ли запустить двигатель самолета на полностью возобновляемом топливе. Компания Rolls Royce недавно провела демонстрацию одного из двигателей своей компании на 100-процентном экологичном авиационном топливе, и это сработало. «Это [топливо] не сумасшедшее, и мы можем решить эти проблемы», - говорит Вардон.