تولید سوخت از هوای رقیق، یک شاهکار تکنولوژیکی یا یک حماقت اقتصادی؟

در حالی که از نظر فنی استخراج کربن از هوا و هیدروژن از آب برای تولید سوخت امکان پذیر است، انرژی مورد نیاز چنین فرآیندی بالا است و انرژی بیشتری نسبت به آنچه در نهایت تولید می شود نیاز دارد.

هر چند سال یک بار، یک شرکت اعلام می کند که در تلاش برای تجاری سازی تولید سوخت از هوا و آب است. برای روشن بودن، هیچ مانع فنی برای انجام این کار وجود ندارد.

در واقع، کربن را می توان از هوا استخراج کرد و هیدروژن را می توان از آب تولید کرد، با هم، این بلوک های سازنده می توانند برای تولید سوخت - یا هر تعداد از محصولات واکنش نشان دهند.

در طول سال ها بارها به این طرح ها پرداخته شده است. در واقع، بیش از یک دهه پیش، اساساً به ادعاهای یک شرکت انگلیسی به نام سنتز سوخت هوایی (AFS) که این شرکت - اکنون به نظر می رسد منحل شده است - ادعای زیر را مطرح کرد: ما قانون دوم ترمودینامیک یا هیچ چیز دیگری را زیر پا نگذاشته ایم، ما کربن را می گیریم، آن را با هیدروژن ترکیب می کنیم، آن را در یک راکتور قرار می دهیم تا متانول بسازد، و سپس متانول را می گیریم و آن را در راکتور دیگری می گذاریم تا بنزین بسازیم.

فرآیندهای ساخت بنزین مصنوعی از کربن به خوبی شناخته شده است و سال هاست که وجود داشته است. آلمانی ها در طول جنگ جهانی دوم این کار را انجام می دادند. آفریقای جنوبی در طول سال های آپارتاید این کار را انجام می دادند.

اما آنها منبع کربن خود را از زغال سنگ می گرفتند و به دروغ گفتند ما منبع کربن خود را از جو می گیریم.

از آن زمان، ما همین داستان را از آئودی در سال 2015 (لینک) شنیده ایم، ادعای تولید انرژی بعدی در سال 2018، و اکنون شرکتی به نام HIF Global (با حمایت سرمایه گذاری پورشه AG) در حال ساخت است.

ادعاهای بسیار مشابه این داستان اخیراً در مقاله دیگری از فوربس پوشش داده شده است: طرح دیوانه وار با هزینه 6 میلیارد دلاری برای تبدیل باد به بنزین.

مشکل در هر مورد یکسان است، آب و دی اکسید کربن مواد زائد هستند. وقتی هیدروکربن ها را می سوزانید، مانند بنزین، اینها مواد زائد هستند، برای تبدیل مجدد آن مواد زائد به هیدروکربن، همیشه انرژی بیشتری نسبت به سوختن هیدروکربن ها نیاز است؛ این یک قانون اساسی ترمودینامیک است.

بنابراین، مشکل به یکی از مسائل اقتصادی تبدیل می شود، درست است که می‌توانم طرحی برای ساخت استامینوفن از هوا طراحی کنم، اما این فرآیند ممکن است 10000 برابر هزینه تولید آن از طریق روش‌های معمولی باشد.

انرژی مورد نیاز استخراج کربن از دی اکسید کربن و هیدروژن از آب زیاد است. و شما هرگز مقدار انرژی را که برای استخراج آن اجزا صرف کرده اید، پس نخواهید گرفت.

علاوه بر این، ناکارآمدی انرژی در تبدیل هیدروژن و کربن به سوخت، و ناکارآمدی بیشتر در سوزاندن آن سوخت برای انرژی وجود دارد.

اما بیایید برای لحظه ای فرض کنیم که منبع برق ارزانی دارید و ارزش سوخت مایع به مراتب بیشتر از ورودی های برق است، بنابراین، ممکن است چنین فرآیندی ادامه یابد، حتی اگر این یک پیشنهاد از دست دادن انرژی باشد.

از نظر تئوری ممکن است که چنین فرآیندی اقتصادی باشد، به عنوان یک مثال ساده، اگر ارزش سوخت مایع سه برابر ارزش زغال سنگ باشد، ممکن است دو BTU زغال سنگ را به یک BTU سوخت مایع تبدیل کنید؛ ناکارآمد است اما می تواند مقرون به صرفه باشد.

این جایگاهی است که HIF Global امیدوار است از آن بهره برداری کند، آنها از نیروی باد ارزان قیمت در پاتاگونیا به عنوان ورودی انرژی اساسی در این فرآیند استفاده می کنند و برق ارزان تنها امکان کارکرد اقتصادی چنین فرآیندی است، اما برق ارزان اغلب در مکان‌های دورافتاده اتفاق می‌افتد.

این به نوبه خود مشکلات لجستیکی را در رساندن هر گونه سوخت مایع تولید شده به بازار به شیوه ای اقتصادی ایجاد می کند.

احتمالاً منطقی‌تر است که آن برق ارزان قیمت را در خطوط برق قرار دهیم، و سپس از آن برای تأمین انرژی وسایل نقلیه الکتریکی (یا برای خروج انرژی فسیلی از شبکه) استفاده کنیم، توقف در تولید برق نسبت به تبدیل به سوخت بازده انرژی بیشتری دارد و خودروهای برقی نسبت به موتورهای احتراقی انرژی کارآمدتر هستند.

به طور خلاصه، ناهار رایگان وجود ندارد... اگرچه این مفهوم برای مدت طولانی وجود داشته است، اما هیچ کس موفق به تجاری سازی تولید سوخت از هوای رقیق نشده است، ترمودینامیک تضمین می کند که این همیشه یک چشم انداز بسیار چالش برانگیز خواهد بود.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است. سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد. ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست، و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.