Studi baru menganalisis kelayakan bahan bakar berkelanjutan – Sains Terkini

Sebuah teknologi yang dikembangkan di Laboratorium Nasional Oak Ridge Departemen Energi AS dan ditingkatkan oleh Vertimass LLC untuk mengubah etanol menjadi bahan bakar yang cocok untuk penerbangan, pengiriman, dan aplikasi tugas berat lainnya dapat bersaing dalam harga dengan bahan bakar konvensional sambil mempertahankan manfaat keberlanjutan dari bio etanol berbasis, menurut analisis baru.

ORNL bekerja dengan pemegang lisensi teknologi Vertimass dan para peneliti di 10 lembaga lain dalam analisis teknoekonomi dan siklus keberlanjutan proses – konversi satu langkah katalitik etanol menjadi campuran hidrokarbon yang dapat ditambahkan ke bahan bakar jet, diesel, atau bensin untuk lebih rendah emisi gas rumah kaca mereka. Teknologi baru ini disebut Dehidrasi Terkonsolidasi dan Oligomerisasi, atau CADO.

Analisis, diterbitkan dalam Prosiding Akademi Sains Nasional, menunjukkan bahwa proses satu langkah untuk mengonversi uap etanol basah dapat menghasilkan campuran di $ 2 / gigajoule (GJ) hari ini dan $ 1,44 / GJ di masa depan karena prosesnya disempurnakan, termasuk biaya modal operasional dan tahunan. Dengan demikian, blendstock akan bersaing dengan bahan bakar jet konvensional yang dihasilkan dari minyak dengan harga historis tinggi sekitar $ 100 / barel. Pada $ 60 / barel minyak, penggunaan insentif bahan bakar terbarukan yang ada menghasilkan paritas harga, analisis menemukan.

Konversi menggunakan jenis katalis yang disebut zeolit, yang secara langsung menghasilkan rantai hidrokarbon lebih lama dari alkohol asli, dalam hal ini etanol, menggantikan proses multi-langkah tradisional dengan yang menggunakan lebih sedikit energi dan sangat efisien.

"Kekokohan katalis memungkinkan konversi langsung etanol basah, yang sangat menyederhanakan proses, mengurangi biaya pemurnian etanol dan membuat biaya produksi campuran hidrokarbon kompetitif berdasarkan analisis," kata Zhenglong Li, staf ilmuwan untuk katalisis biomassa di ORNL dan seorang kolaborator dalam proyek ini.

Walaupun katalisis satu langkah ini efektif pada skala laboratorium, pengujian dan peningkatan lebih lanjut oleh Vertimass menghasilkan hasil produk yang lebih tinggi ketika ditingkatkan 300 kali menggunakan formulasi katalis komersial. Operasi konversi dapat diintegrasikan ke dalam pabrik biofuel baru atau dipasang sebagai teknologi baut pada pabrik etanol yang ada dengan investasi modal baru minimal, para peneliti mencatat.

Biofuel mutakhir menjanjikan sebagai sumber energi terbarukan yang bersih, bersih, dan karbon. Tujuannya adalah untuk membuat biofuel cair canggih yang dapat mengambil keuntungan dari infrastruktur pengiriman pipa yang ada dan dapat digunakan dalam mesin yang sudah ada atau yang canggih tanpa kehilangan kinerja. Bahan bakar sangat menarik untuk membantu mengurangi emisi karbon bersih di mesin tugas berat seperti yang ada di pesawat terbang, kapal dan kendaraan komersial besar di mana elektrifikasi menantang.

Mengingat standar saat ini, biofuel canggih dapat dicampur pada 20% dengan bahan bakar jet yang diturunkan dari minyak bumi dan agak lebih tinggi untuk bensin, tergantung pada sertifikasi dan verifikasi.

Sementara itu, analisis siklus hidup dari proses konversi menemukan bahwa profil emisi gas rumah kaca mirip dengan etanol yang diumpankan ke proses.

"Keberlanjutan etanol yang diturunkan secara biologis, sekarang sebagian besar diproduksi dari jagung di Amerika Serikat tetapi dengan beberapa sekarang dibuat dari brangkasan jagung dan akhirnya didedikasikan bahan baku biomassa seperti switchgrass, dijalankan melalui proses katalitik," kata Brian Davison, kepala petugas sains untuk Pusat Inovasi Bioenergi DOE (CBI) di ORNL dan kolaborator dalam proyek ini. CBI sedang mengejar target penelitian spesifik untuk bioekonomi yang berkembang: tanaman bahan baku biomassa berkelanjutan; proses canggih untuk memecah dan mengubah tanaman menjadi biofuel khusus; dan bioproduk berharga, termasuk bahan baku kimia, dibuat dari residu lignin setelah bioproses.

Perbaikan oleh Vertimass ke proses asli, skala lab mencakup pengembangan bentuk katalis yang lebih murah, serta lebih dari dua kali lipat hasil bahan bakar cair, kata surat kabar itu.

Makalah ini merinci penyempurnaan serta hasil dari analisis oleh Argonne National Laboratory, National Renewable Energy Laboratory, Vertimass, dan ORNL bekerja sama dengan Dartmouth, Administrasi Penerbangan Federal, Boeing, Universitas Negeri Pennsylvania, Universitas California-Riverside, Imperial College London, Laboratorium Sains dan Teknologi Bioethanol Brasil, dan Pusat Penelitian Energi dan Bahan Brasil.

"Penelitian ini menunjukkan bagaimana etanol, selain menjadi bahan bakar yang berharga untuk mobil, dapat menjadi perantara yang efektif untuk produksi berkelanjutan bahan bakar murah untuk perjalanan udara dan kendaraan berat," kata profesor Lee Lynd dari Dartmouth College, yang bekerja sama pada penelitian dan penulis yang sesuai. "Integrasi teknologi biologis dan katalitik yang ditampilkan di sini mencerminkan kekuatan sistem hibrida tersebut."

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.