Немецкий Технологический институт Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology, KIT) вместе с партнёрами развернул первую в мире опытную контейнерную установку для добычи топлива из окружающего воздуха. Такая установка будет решать две главные задачи. Во-первых, очищать атмосферу от насыщения углекислым газом. Во-вторых, являться аккумулятором для возобновляемой энергетики. Добыча электричества с помощью света, ветра и воды отмечена пиками по своему усмотрению, что заставляет искать средства для аккумуляции электричества во время отсутствия потребителей. Предложенная установка решает вопрос с аккумуляцией банальным образом ― превращая «зелёное» электричество в жидкое углеводородное топливо.
По словам разработчиков, эффективность установки будет доведена до 60 %. В настоящий момент опытное решение добывает всего 10 литров топлива в сутки. На втором этапе будет создана установка с производительностью 200 литров топлива в сутки. На третьем этапе появится близкая к серийному производству установка мегаваттного класса с производительностью от 1500 до 2000 литров топлива в сутки. Появлению мощных установок будет способствовать то, что все узлы установки модульные и могут наращиваться параллельно.
Опытная установка полностью автономная. Её или множество таких контейнеров надо только привезти и расположить рядом с добывающей электричество электростанцией. Топливо получается после четырёх последовательных этапов обработки. Сначала через сверхчистые специальные пористые фильтры компании Climeworks циклически прогоняется окружающий воздух. Фильтры вбирают углекислый газ и в вакууме под нагревом до 95 °C освобождаются от него, после чего газ откачивается. На втором этапе с помощью электролитического расщепления углекислого газа по технологии компании Sunfire с одновременным испарением воды создаётся водород и угарный газ. Смесь газов используется для получения синтетического топлива. В этом виде смесь уже можно использовать для нужд химической промышленности. Эффективность преобразования энергии в сырьё составляет 80 %.
Варианты преобразования электричества в химическое сырьё или топливо
На третьем этапе по технологии с использованием процесса Фишера-Тропша синтетическое топливо преобразуется в молекулы с длинными цепочками углеводорода. Это уже ближе к жидкому топливу, которое используется в современных двигателях внутреннего сгорания. Преобразование происходит в микроструктурном реакторе на большой площади в малом объёме. Полученное в ходе преобразования тепло используется в первом цикле преобразования и на других этапах получения топлива установкой.
Наконец, на четвёртом этапе топливо подвергается операции гидрокрекинга, которая разрушает часть молекулярных цепочек и приближает характеристики синтетического топлива к таким видам горючего, как дизель, бензин и керосин. В этом процессе топливо прогоняется через платиново-цеолитовый катализатор, и «зелёная» энергия становится источником мощности для привычных двигателей самолётов, тяжёлого грузового транспорта и судов.