Следующий лучший вариант для катализатора коровьего газа?
Французский стартап в области биотоплива обещает раскрыть потенциал возобновляемого метана в небольших фермерских хозяйствах.
Обновление: С момента первой публикации этой истории в осеннем номере 2024 года MotorTrend, Sublime Energie действительно выполнила свое обещание открыть предприятие в 2026 году. 14 апреля компания торжественно открыла свой демонстрационный завод "Шарли" в Плео, Кот-д'Армор, Бретань, Франция. Sublime утверждает, что это первое в мире предприятие, способное сжижать биогаз непосредственно на ферме с помощью анаэробного разложения. Важно отметить, что оно может производить возобновляемое топливо без зависимости от инфраструктуры газовой сети.
Уплотняя и позволяя транспортировать биогаз, произведенный на месте, с использованием модели, вдохновленной традиционной системой сбора молока, стартап внедряет децентрализованную промышленную модель. В этой системе биометан преобразуется в биоЛНГ для тяжелой мобильности, в то время как биоCO₂, сопутствующий продукт биогаза, заменяет ископаемый CO₂ в различных сельскохозяйственных и промышленных приложениях. С этим демонстратором Sublime Energie наращивает масштабы, чтобы раскрыть полную ценность фрагментированного сельскохозяйственного ресурса, превращая его в возобновляемую энергию и биогенный CO₂.
Большинство людей, обеспокоенных экологией или интересующихся ей в нашей области мобильности, сосредоточены на CO2. Наши автомобили с двигателями внутреннего сгорания давно научились практически полностью устранять все остальные вредные вещества, а электрические автомобили полностью решают эту проблему. Но наши соседи за пределами города в сельском хозяйстве сталкиваются с более серьезной проблемой глобального потепления: метан, выделяемый их скотом, является парниковым газом, в 80 раз более мощным, чем CO2. Извините, наука пока не разработала катализатор для коровьих газов и отрыжек. Но недавно был найден способ использовать метан из экскрементов для производства легитимного биотоплива.
Суть этой технологии не нова. Крупные корпоративные фермы давно начали собирать фермерские сточные воды (мочу и навоз), позволяя анаэробным бактериям делать свое дело, а затем улавливая горючие газы, которые они выделяют в виде биогаза (смесь метана, CO2 и других следовых соединений). Изначально это использовалось для генерации тепла и электроэнергии с помощью "когенерации", но это дорого и крайне неэффективно (большая часть энергии оказывается в виде неиспользуемого тепла).
В качестве альтернативы метан может быть отделен от биогаза, очищен и сожжен или сжат для работы транспортных средств или оборудования, или его можно ввести в инфраструктуру распределения природного газа. Но высокая стоимость оборудования для этой очистки, сжижения и/или прессования до сих пор исключала небольшие фермерские хозяйства (Американский совет по биогазу [MF1] насчитывает всего 520 анаэробных реакторов на фермах, отмечая, что еще 8600 молочных, птицеводческих и свиноводческих ферм, хм, "созрели" для такого развития). Меньшие фермы обычно просто разбрасывают свой навоз по полям в качестве удобрения, где он выделяет весь свой метан (и сероводородный газ, который вы чувствуете) в атмосферу.
Sublime Energie на помощь
Французский технологический стартап Sublime Energie был основан в 2019 году для коммерциализации технологии, разработанной в исследовательском институте Mines Paris PSL. Их "волшебная пуля" — это запатентованный "переносчик", или растворитель, который помогает сжижать биогаз, произведенный системой анаэробного разложения.
Вот как это работает: Продукты этого процесса разложения подвергаются предварительной обработке для удаления примесей, включая воду, летучие органические соединения, тот вонючий сероводород и другие. Затем они прессуются и сушатся, прежде чем поступить в процесс сжижения и растворения с переносчиком. Большая часть "магии" Sublime Energie заключается в том, что их растворитель помогает сжижать как метан, так и CO2, произведенные в этом процессе разложения, прежде чем CO2 образует твердые кристаллы льда, которые в противном случае заблокировали бы оборудование.
Эта жидкая смесь растворителя, метана и CO2 затем отправляется недорого на танкерах в централизованный узел, где она комбинируется с аналогичными объемами от, возможно, десяти других небольших фермерских хозяйств, что позволяет достичь масштабов крупного хозяйства для получения прибыли. Здесь другая запатентованная операция разделяет биосourced сжиженный природный газ (LNG) и биоCO2 в жидком виде (в примерно равной пропорции 50/50). Переносной агент также восстанавливается и отправляется обратно на фермы в тех же танкерах для повторного использования.
Реализуемый BioLNG и BioCO2
Этот LNG может оставаться в сельском хозяйстве, powering тракторы (New Holland первой вышла на рынок с таким решением), но он также может использоваться для тяжелых грузоперевозок. Существует несколько производителей полуприцепов, предлагающих LNG-двигатели (обычно тяжелые дизельные двигатели, преобразованные в искровое зажигание). Корабли с коротким радиусом действия могут даже работать на LNG, с заправкой, доступной в портах Амстердама, Роттердама, Антверпена и Мангейма (говоря о транспортном режиме, который отчаянно нуждается в декарбонизации). Первоначальные климатические анализы жизненного цикла показывают, что использование bioLNG, произведенного таким образом, приводит к 80 процентам меньших выбросов парниковых газов по сравнению с обычным нефтяным LNG.
BioCO2 может быть использован сегодня для замены ископаемого CO2 в сельском хозяйстве (например, для увеличения роста в теплицах), карбонизации напитков и т.д. Скоро он может стать привлекательным источником углерода для производства новых устойчивых биотоплив — биометанола, e-бензина или, возможно, наиболее вероятно, устойчивого авиационного топлива (еще один сектор мобильности, который сильно страдает от декарбонизации).
Но подождите, это еще не все
На нашей небольшой семейной ферме есть дополнительные преимущества. После того как бактерии завершат работу с экскрементами, они становятся еще более привлекательным удобрением. В отличие от простого разбрасывания сырого навоза, процесс анаэробного разложения преобразует азот в навозе в аммоний. Это более эффективное удобрение снижает потребность в энергоемких коммерческих ископаемых удобрениях. Операции Sublime Energie также создают не перемещаемые рабочие места в фермерских сообществах — оценка составляет 15 на объект. Это укрепляет сельские сообщества, одновременно борясь с ужасным парниковым эффектом.
Биоприродный газ имеет большее значение во Франции, где 592 современных дигестора произвели 10,5 ТВтч CNG в прошлом году, вводя его в инфраструктуру природного газа. Ожидается, что это число вырастет до 50-85 ТВтч к 2035 году. Производство bioLNG методами Sublime Energie может добавить 5,5 ТВтч к 2030 году и 26 ТВтч к 2050 году. Sublime Energie создала демонстрационное предприятие в 2020 году, чтобы доказать технологию, а второе откроется в следующем году в Плело, Бретань (см. примечание вверху), увеличивая объем производства на 40 процентов, до почти коммерческого масштаба. Первое коммерческое предприятие, запланированное на 2026 год, будет объединять десять метанизаторов. Если концепция станет глобальной, возможно, однажды вы сможете с гордостью лететь первым классом над сельскохозяйственными угодьями или плавать по голубым океанам, зная, что животное, принесенное в жертву для вашего Бифа Бургиньон, коронного жаркого из свинины или куриного кордон бле, могло способствовать производству топлива, которое питает ваше путешествие.
