Исследователи из Департамента химической инженерии Университета Монаша, Исследовательской академии IITB-Monash в Мумбаи и Департамента химической инженерии Индийского технологического института использовали технологию газификации с реактивным мгновенным испарением RFV (Reactive flash volatilization - реактивное мгновенное испарение - химический процесс, который быстро превращает нелетучие твердые вещества и жидкости в летучие соединения путем термического разложения для дальнейшей интеграции с каталитическими химическими процессами) для производства водорода из микроводорослей, что обеспечивает получение более чистых форм энергии.
Результаты показывают, что выбросы парниковых газов при производстве водорода с использованием RFV на основе микроводорослях на 36% меньше по сравнению с паровым риформингом газообразного метана — лучшей в настоящее время практикой производства водорода. Интеграция при производстве водорода с другими процессами на основе ВИЭ, способна сократить выбросы углерода на 87%.
Исследование, опубликованное в Journal of Cleaner Production, также показывает, что при преобладающей стоимости водорода в 10 долларов за килограмм и использовании RFV для производства газа срок окупаемости первоначальных инвестиций составил всего 3,78 года при внутренней норме 22%.
Команда под руководством Monash — мировой лидер в области технологий газификации RFV.
В настоящее время производство микроводорослей не удовлетворяет коммерческий спрос. Однако, по мнению исследователей, выращивание микроводорослей для энергетических целей может также обеспечить дополнительные источники дохода для сельских сообществ, потенциально делая их финансово самодостаточными.
«Водород и метан являются чистыми источниками топлива и экологически чистого химического синтеза только в том случае, если они производятся из возобновляемых ресурсов. В настоящее время 96% водорода и весь метан производятся с использованием невозобновляемых ресурсов», — сказал доцент Акшат Тэнксале из Университета Монаш. «Микроводоросли в качестве исходного сырья привлекательны благодаря своей высокой эффективности фиксации углекислого газа, скорости роста, фотосинтетической активности, способности расти в пресной и соленой воде рек и озер, а также возможности выращивать их на земле, не пригодной для сельского хозяйства.
Доктор Йогендра Шастри из отдела химического машиностроения в IITB-Monash Research Academy Mumbai сказал, что опасения по поводу изменения климата привели к возрастанию стремления к использованию более чистых видов энергии, и микроводоросли могут быть потенциальным кандидатом для производства такого возобновляемого топлива. «Водород признан чистым топливом, поскольку при использовании он не приводит к выбросу парниковых газов. Однако производство водорода так же должно быть устойчивым», — сказал доктор Шастри. «Производство биодизеля из микроводорослей ограничено из-за низкой эффективности экстракции липидов, менее 20%, и высокой стоимости сбора и сушки микроводорослей. Кроме того, масштабное производство водорода и метана на основе микроводорослей еще не реализовано из-за дорогостоящей предварительной обработки, такой как сбор микроводорослей, их сушка и экстракция липидов; низкая эффективность преобразования углерода и выделение смол при переработке».
Исследователи выполнили RFV на основе микроводорослей, используя температуру в диапазоне 550-650 ° C и пар в качестве газифицирующего агента. Это означает, что обезвоживание или сушка микроводорослей не требовалось, и поэтому потребление энергии значительно снижалось.
В качестве примера использования источника CO 2 для выращивания микроводорослей использовалось базирующееся в Индии промышленное предприятие JSW Steel (финансировавшее это исследование). В данном случае, как оценила исследовательская группа, для производства водорода будет доступно чуть менее 12800 кг микроводорослей в час со скоростью наработки биомассы 1240 кг / час.
Хотя затраты на развитие инфраструктуры для выращивания микроводорослей с последующей переработкой их в водород и метан являются дорогостоящими, общая окупаемость инвестиций в долгосрочной перспективе может сделать водород и метан экономичным и экологически чистым источником биотоплива.
«Если исходить из рыночной цены в 10 долларов за кг водорода, сжатого до давления 700 бар, срок окупаемости производства водорода составит 3,78 года при высокой окупаемости инвестиций. Более того, влияние на изменение климата в течение жизненного цикла составит 7,56 кг диоксида углерода на каждый килограмм. производимого водорода », — сказал доктор Пратик Голкар, студент-исследователь в IITB-Monash Research Academy Mumbai.
«Это захватывающие результаты с точки зрения ресурсов и технологий, которые могут стать доступны миру в нашем стремлении сократить использование ископаемого топлива и резко сократить количество выбросов углерода».
Источник: https://bio-news.ru/mikrovodorosli-schitayutsya-chistym-istochnikom-proizvodstva-vodoroda/
Предыдущая новость
