Moderné energetické technológie dnes čoraz viac smerujú k tomu, aby sa oxid uhličitý nestal len odpadovým plynom, ale aj cennou priemyselnou surovinou.

Práve preto rastie záujem o takzvané Power-to-Liquids systémy, ktoré dokážu premieňať zachytený CO₂ a vodík na syntetické palivá použiteľné v doprave či chemickom priemysle.

Kórejský výskumný tím z Korea Research Institute of Chemical Technology teraz oznámil jeden z najväčších posunov v tejto oblasti. Vedcom sa podarilo vybudovať pilotnú prevádzku schopnú denne produkovať približne 50 kilogramov kvapalných uhľovodíkov vrátane benzínu a nafty. O výskume informuje portál Techxplore.

Technológia prichádza v čase rastúcej energetickej neistoty a čoraz väčšieho tlaku na alternatívne zdroje palív. Len nedávno sme pritom informovali aj o čínskom projekte takzvanej „vzdušnej ropy“, ktorý premieňa odpadový CO₂ na syntetické letecké palivo. Kórejský výskum teraz posúva podobný koncept ešte bližšie ku komerčnému využitiu.

Vedci obišli jeden z najväčších problémov výroby syntetických palív

Doterajšie technológie výroby palív z CO₂ boli mimoriadne energeticky náročné. Väčšina systémov fungovala v dvoch oddelených krokoch. Najskôr bolo potrebné premeniť oxid uhličitý na oxid uhoľnatý pri teplotách presahujúcich 800 stupňov Celzia.

Následne sa pomocou Fischerovej Tropschovej syntézy vyrábali kvapalné uhľovodíky pod vysokým tlakom. Práve táto komplikovaná viacstupňová výroba bola jedným z hlavných dôvodov, prečo sa podobné technológie zatiaľ nedokázali výraznejšie komercializovať.

Kórejský tím však vyvinul nový katalyzátor, ktorý umožňuje priamu premenu CO₂ a vodíka na kvapalné palivá v jedinom procese. Technológia funguje pri výrazne nižších teplotách približne 270 až 330 stupňov Celzia a tlaku 10 až 30 barov.

Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT) / Dongascience

To výrazne znižuje energetickú náročnosť aj prevádzkové náklady celého procesu. Vedci zároveň uvádzajú, že systém aktuálne dosahuje približne 50-percentnú účinnosť syntézy kvapalných uhľovodíkov, čo je pri podobných technológiách veľmi zaujímavý výsledok.

Pilotná prevádzka dnes denne vyprodukuje približne tri 20-litrové kanistre syntetického paliva. Podobné projekty získavajú čoraz väčší význam najmä kvôli rastúcej energetickej neistote a geopolitickým konfliktom.

Len nedávno sme informovali o čínskom projekte výroby takzvanej „vzdušnej ropy“, ktorý premieňa zachytený oxid uhličitý na syntetické letecké palivo.

Práve aktuálne napätie okolo dodávok ropy a problémy v oblasti Hormuzského prielivu ukázali, aká zraniteľná zostáva globálna energetika. Výroba palív priamo z CO₂ preto začína byť vnímaná nielen ako ekologická technológia, ale aj ako strategický nástroj energetickej bezpečnosti.

Freepik

Ak by sa podobné systémy podarilo masovo nasadiť, krajiny by mohli časť palív vyrábať lokálne bez potreby dovozu ropy z geopoliticky nestabilných regiónov. Oxid uhličitý by sa tak z environmentálneho problému mohol zmeniť na jednu z najdôležitejších surovín budúcnosti.

Ďalším krokom bude obrovská komerčná továreň

Kórejský tím pritom neplánuje zostať len pri pilotnej prevádzke. Výskumníci už pracujú na návrhu komerčného závodu schopného produkovať viac než 100 000 ton syntetických palív ročne.

Práve schopnosť škálovania bude rozhodujúca. Mnohé laboratórne technológie totiž fungujú iba v malom rozsahu, no pri pokuse o priemyselnú výrobu narazia na ekonomické alebo technické limity. Kórejský projekt je zaujímavý práve tým, že už dnes funguje v pilotnej priemyselnej prevádzke.

Výskumníci zároveň tvrdia, že nový proces znižuje energetickú náročnosť aj komplexnosť výroby v porovnaní s klasickými technológiami. To môže byť kľúčové pri budúcom znižovaní ceny syntetických palív.

Pixabay

Veľkým faktorom však zostáva zdroj vodíka. Aby boli podobné palivá skutočne ekologické, musí vodík pochádzať z obnoviteľných zdrojov energie, napríklad pomocou elektrolýzy poháňanej solárnou alebo veternou energiou.

Práve kombinácia zachyteného CO₂, zeleného vodíka a obnoviteľnej elektriny tvorí základ konceptu Power-to-Liquids, ktorý mnohí odborníci považujú za jednu z najdôležitejších technológií budúcej energetiky.

Ak sa podarí podobné systémy komerčne rozšíriť, budúcnosť palív by sa mohla zásadne zmeniť. Benzín, nafta či letecké palivá by už nemuseli pochádzať zo surovej ropy pod zemou, ale mohli by vzniknúť priamo z emisií zachytených v továrňach alebo dokonca zo vzduchu okolo nás.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia