Научно-исследовательское подразделение Audi в Дрездене изготовило первую опытную партию синтетического дизельного топлива, используя только возобновляемые источники энергии, воду и CO2.
На важность промышленного производства e-diesel с полным отказом от нефти указывает тот факт, что на презентацию топлива приехал лично министр образования и научных исследований Германии. Его машину тут же заправили новой соляркой (с его согласия).
Техпроцесс производства топлива не так уж и сложен, если в наличии «бесплатная» электроэнергия (её получают от солнца и ветра). Сначала водяной пар разделяется высокотемпературным электролизом на водород и кислород (при 800°C).
Потом извлекается углекислый газ из воздуха, который вступает в реакцию с водородом в два этапа при высокой температуре и давлении). Сначала он восстанавливается до CO, а затем из CO и H2 синтезируется синтетический аналог нефти. Его разделяют на фракции таким же методом, как и обычную нефть. Побочный продукт — кислород — выпускают в атмосферу.
В отличие от нормальной солярки, e-diesel имеет прозрачный цвет.
Коммерческим продвижением проекта займётся новый стартап Sunfire, созданный при участии Audi как эксклюзивного партнёра. По расчётам инженеров, себестоимость e-diesel позволит продавать его с выгодой по 1-1,5 евро за литр, хотя окончательная цена сильно зависит от стоимости электричества. Хоть и «зелёное», оно пока дорогое.
Дрезденский экспериментальный завод планирует выпускать 160 литров дизтоплива в день в течение ближайших месяцев. На следующем этапе построят завод побольше.
Комментарии (64)
LexB
27.04.2015 12:14+5Как думаете, стоит ли поменять «Audi произвела дизельное топливо из воздуха и воды» ->
«Audi произвела дизельное топливо из воздуха, воды и электричества»
ftdgoodluck
27.04.2015 12:41+1Нагуглилась вот такая интересная статья:
Процесс Фишера — Тропша
Если я правильно делаю выводы, то в Audi смогли подобрать такие условия, при которых выходной продукт максимально близок к тому, что сейчас называется «дизельное топливо»
Loki3000
27.04.2015 15:59Еще важен вопрос о качестве воды. Если можно черпать и фильтровать морскую воду, то это действительно круто, если же для производства нужен аналог питьевой, то это совсем не здорово — это не такой уж обширный ресурс. Уж лучше нефть жечь.
0serg
27.04.2015 17:03+1Воду нагревают до 800 градусов, так что процесс вероятно адаптируем к любой воде — все равно её для начала кипятят
Хотя скорее всего морской вариант будет сложнее и дороже, так что реальная установка работает на пресной воде.
Но воды в любом случае много не надо, плюс это возобновляемый ресурс
YoMan
27.04.2015 16:50-1А не проще оставить только электричество? Предполагаю что для изготовления этого дизтоплива понадобится больше электроэнергии в пересчете на километр движения.
0serg
27.04.2015 17:00+2В разы больше. Но жидкотопливный процесс подкупает дешевизной «аккумуляторов», огромной скоростью «подзарядки» и совместимостью с уже существующим «оборудованием».
0serg
27.04.2015 17:07На бумаге все просто великолепно, на практике могут скрываться скрытые недостатки типа того что производство выгодно в смысле покрытия операционных издержек, но обладает слишком высокой стоимостью капиталовложений и низким фактором интенсивности использования оборудования. Не исключено что Ауди просто пытается уйти таким путем от высоких «экологических» налогов на мощные автомобили. Практика лет через пять покажет :).
Alesh
28.04.2015 09:27Открытию сто лет в обед. Насколько я понял, Ауди лишь добилось эффективности синтеза близкой к получению дизтоплива из природного сырья.
phprus
27.04.2015 17:10Интересно, зачем им производство топлива к де-факто запрещенным двигателям.
Вводимый осенью 2015 году стандарт Евро-6 фактически запрещает дизеля, так как изготовить двигатель соответствующий этим нормам технически невозможно, а дожигатели оксидов азота мало того, что дороги, так еще требуют расхода дополнительных реагентов и не работают при низких температурах (дополнительные реагенты застывают намного раньше солярки).
darkfrei
27.04.2015 17:41Сжигание такого дизеля в теории даёт только воду и CO2, там ничего другого и не было.
0serg
27.04.2015 18:06+3Сжигание использует атмосферный воздух, а в нем 75% азота который в дизелях частично окисляется и дает токсичный побочный продукт
phprus
27.04.2015 18:07+2В дизельном топливе, которое производится из нефти азота тоже нет.
Зато азот в большом количестве доступен в воздухе, а условия дизельного двигателя позволяют получать в цилиндрах его оксиды.
Eklykti
27.04.2015 18:30phprus
27.04.2015 18:38+1А Вы внимательнее читайте то, что пишут производители грузовиков Там есть специальная вкладка «Технологии».
Они открытым текстом говорят, что у нас нет дизелей, которые могут выдать Евро-6, по этому мы ставим дожигатели, которые требуют расхода мочевины AdBlue, чтобы вписать двигатели в экологические нормы.
А про дожигатели и AdBlue в своем комментарии я написал — дорого (даже для грузовиков, а на легковых просто не выгодно), требует дополнительных расходников, инфраструктуры доставки которых нет и которые застывают при -10, а значит их можно эксплуатировать по сути только при положительных температурах.
P.S. Самое интересное, что прошлые лет 15 законодатели Европы активно пересаживали всех на дизеля и как только парк дизельных машин стал достигать в некоторых странах половины автопарка резко заявили об их не экологичности и подняли на них налоги и ввели фактические запреты на их производство.
Fuzzyjammer
28.04.2015 10:25>> ввели фактические запреты на их производство
То-то я не могу купить в России в 2014 году дизельные модификации понравившихся машин, свободно продающиеся в Германии и Франции.phprus
28.04.2015 11:05Ну ведь русским по белому написано, что Евро-6 вступит в силу осенью 2015 года, а сейчас на календаре весна. Давайте следующей зимой посмотрим, сколько дизельных легковых машин будет продаваться во Франции и Германии.
Да и в Россию дизельные модификации не особо возят, так как они на 100-200к дороже и их мало покупают…
darkfrei
27.04.2015 17:39Вот только Германия всё больше уходит от атомного электричества и добывает его углём и газом. Есть еще реки и ветер, но перекрыть ими потребность невозможно.
Экологический дизель и «угольное» электричество для него — здесь что-то не так.
Stiver
27.04.2015 20:55За 2014 год больше 25% всей потребности покрывалось возобновляемыми источниками энергии.
a5b
11.05.2015 20:11geektimes.ru/post/249942/#comment_8355868
В электроэнергетике — да: "Выработка электроэнергииза 11 месяцев 2014 года: 70% невозобновимые источники (18% уран, 46% уголь, 6% газ), 9% ветер, 7% солнечная, 10% сжигание биомасс, 4% гидро."
Кроме электроэнергии страна потребляет «по 2.4 — 2.6 млн баррелей нефти ежедневно»
Mad__Max
12.05.2015 02:16+1Газ уже запинали в угол — теперь там это только резервное топливо на неблагоприятные периоды(например пасмурно+штиль одновременно или морозы зимой). За год всего 6% эл.энергии из него получено (можно сравнить с РФ — у нас почти 50%).
И запинали его именно возобновляемые источники: ветер+солнце+биотопливо. Гидро генерации у Германии очень мало и ее прироста нет.
Вот угля пока действительно много жгут. Но он уже намечен следующим в очереди на выбывание. Например по итогам прошлого года выработку из угля сократили на 15 ТераВатт*час относительно 2013 (почти на 10% год/году).
Пока сокращают более дорогие (и в основном импортируемые) антарицит и каменный уголь. Самый дешевый бурый уголь пока держится благодаря крайней дешевизне и тому что в Германии он местный (сами добывают).
Тут можно и интерактивными графиками выработки из разных источников поиграть: www.energy-charts.de/power.htm
Данные за любой день из последних 4 лет, с разбивкой с точностью до часа.
Mad__Max
22.05.2015 21:08+1Кроме синтетического дизеля в Ауди начали еще и пробное производство синтетического бензина. И как оказывается давно (причем уже в промышленных объемах) производят синтетический газ (метан): www.audi-mediaservices.com/publish/ms/content/en/public/pressemitteilungen/2015/05/21/researchers_produce.html
berezuev
Ну, электричество-то по прежнему получают в основном за счет горения невозобновляемых ресурсов…
А его, как я понимаю, для производства нужно много.
Да и 1.5 евро за литр топлива (еще не известно, на сколько оно эффективное) — это не мало
Gnuava
Исходя из факта, что средняя цена бензина в Германии равняется двум евро за литр, что, в принципе, правда, эти полтора уже выглядят дешевле.
darkalexey
Плохо исходить из ложных фактов.
www.shell.de/products-services/on-the-road/fuels/fuel-pricing/current-prices.html
TRIMER
Не выглядит. Это же себестоимость, а не конечная цена для потребителя.
m0n9oose
Судя по тексту статьи это как раз цена для потребителя:
svd71
конечная цена для потребителя дизеля на сегодня в Дортмунде 1.169 € за литр.
tanken.t-online.de/search/diesel/dortmund
WanderVlad
Так на схеме и в тексте указано, что электроэнергию они получают из возобновляемых источников. Так что здесь только вопрос в капитальных затратах (а, как следствие, сроках окупаемости производства) и в вопросах размещения (под ветряки и солнечные панели нужна немалая такая площадь).
AnViar
а давно ли производство солнечных панелей стало экологичным?
Halt
Тут хоть кто-то говорил про экологию? Речь была тупо об энергетической эффективности. Возобновляемые источники значит «бесплатные» в смысле разовых капитальных затрат и последующем «бесплатном» использовании.
Если для производства топлива придется жечь уже созданное топливо для выработки электроэнергии, то экономического смысла никакого. А возобновляемые источники хороши тем что либо эта энергия идет в дело, либо просто расходуется.
sapper
Что неэкологичного в производстве кремния?
DaveDee
Шутите? Одно из самых грязных производств.
Побочный продукт — тетрахлорид кремния. Травит все вокруг, перерабатывать сильно дорого.
0serg
Тетрахлорид кремния переиспользуется довольно легко, это один из видов сырья для производства высокочистого кремния.
Там больше производственно-логистическая проблема типа сжигания попутного газа на газовых месторождениях чем принципиальная необходимость
sapper
Это не только побочный продукт, а ещё и сырье. Если китайцы жмотятся на переработку и выливают тетрахлорид рядом с заводом — то это проблемы китайцев, а не технологии.
Традиционное производство дизтоплива (выкачивание нефти и её перегонка) гораздо более неэкологично. Про то, насколько сильно ухудшает экологию нефтедобыча написано много книг, можно почитать.
AdvanTiSS
Тогда давайте сравнивать с экологичностью добычи ископаемой нефти.
Demosfen
На самом деле есть еще один интересный вопрос — а давно ли их производство стало энергетически эффективным? Т.е. стало ли больше единицы соотношение затрат энергии на их производство к количеству энергии, которое они могут выработать за все время службы. И если стало, то на сколько?
Последний раз, когда я изучал этот вопрос, солнечные панели были по сути дела средством транспортировки электроэнергии из стран, где она дешева, в страны где она стоит дорого, либо в труднодоступные места.
Надеюсь, специалисты поправят меня, если я не прав…
eugenios
Давно. ru.wikipedia.org/wiki/EROEI, www.pvfit.co.uk/wp-content/uploads/Energy-Payback-of-Roof-Mounted-Photovoltaic-Cells.pdf (говорят, через 2-8 лет чистая энергетическая прибыль для домашних батарей).
Это не считая, что новые батареи можно делать из возобновляемых источников уже.
Mad__Max
Давно. Минимум лет 10 назад уже положительный баланс был. Так что либо возможно читали очень старые материалы(когда-то в лохматых годах действительно практически не окупалось), либо скорее всего пропаганду- заказуху с подтасованными данными, которой рунет забит.
Такая раньше сыпалась, объясняя что сланцевый газ миф, когда этот «миф» перекроил рынок. Стали усиленно объяснять что теперь сланцевая нефть миф — пока реальность по башке всех таких «разоблачителей» не огрела(в т.ч. текущим падением нефтяных цен) и смысл нести эту чушь пропал.
Теперь вот так же ветровые и солнечные станции «разоблачают». Пока опять с реальностью не повстречаются. Причем процесс уже начинается — например Газпромовский газ из Германии успешно вытесняется именно солнцем (и ветром), несмотря на то, что ГП им одну из самых низких цен предоставляет.
По современным солнечным панелям последних поколений чисто энергетическая(не финансовая) окупаемость уже не менее 1к10 за полный срок службы. Можно сходить по ссылке: www.ise.fraunhofer.de/en/renewable-energy-data/data-and-facts-about-pv
Там справа 1я ссылка ПДФка с краткими данными последних исследований института Франхуфера по солнечной энергии. На 7й странице интересующие вас данные приведены:
энергетическая «окупаемость» (не финансовая — в деньгах конечно дольше)
для северной европы — около 2.5 лет
для юга европы — около 1.5 лет
север африки или островов средиземного моря (типа Кипра) — около года
При этом срок службы современных качественных батарей обычно по 20 лет и больше.
Более подробно на 31 и 32 страницах конкретные примеры энергетической окупаемости для разных технологий приведены в 2х вариантах — для сильно солнечного климата, и умеренного (центральной/северной европы), а на 33й наглядная карта — как меняется срок «энергоокупаемости» в зависимости от местоположения.
0serg
Публиковалась критика указанных методик которая отмечала что они не учитывают неравномерность выработки солнечной и ветровой энергии и вытекающую из этого факта необходимость создания накопителей «зеленой» энергии. Затраты на строительство и эксплуатацию накопительной инфраструктуры обычно не включаются в расчеты, а если это сделать, то EROEI значительно (примерно вдвое) снижается
Mad__Max
Начал писать ответ, получилось как обычно у меня объемно и решил что лучше это будет смотреться как кусок статьи, которую сейчас пишу на схожую тему.
Как допишу и опубликую, добавлю ссылку вместо ответа.
AdvanTiSS
Эти заводы не обязательно размещать рядом с потребителем. В пустынях, к примеру, можно разместить таких генераторов кислорода на сотни и тысячи квадратных километров, а танкерами, по старинке, поставлять синтетическую нефть по всему миру.
mat300
В пустыне не получится. Там вода нужна.
Но такое возможно где-то на побережье. Хотя потребуется еще и очистка морской воды.
А самое интересное будет, когда соединят будущий термоядерный генератор от Lockheed Martin c этим синтезом топлива от Audi. Две очень серьезные компании — ерундой не занимаются. Пипец тогда нефтянке во всем мире. Выживет только саудовский нефтепром, где себестоимость барреля $1-2.
AdvanTiSS
Не проблема провести трубопровод в пустыню с ближайшего моря. Испаритель-очиститель морской воды на солнечной энергии будет одновременно и генератором низкотемпературного пара.
Mendel
Зачем трубопровод? Если гонять соляру цистернами (авто, жд, не важно) то в обратную сторону они едут пустые… Вероятно будет разница в объеме/весе, но не факт что существенная и не факт что не в нашу сторону, всё-таки там кроме уходящего кислорода еще и углерод идет…
Если трубопровод для топлива, то да, вариантов особо нет, только вторую трубу делать, но и то не проблема…
ПС: меня больше интересует можно ли использовать солнечную энергию непосредственно для самого техпроцесса. Там ведь в основном нагрев и т.п.
Mad__Max
Примерно одинаково, вода чуть тяжелее чем получающееся топливо, но она и плотнее. По объемы примерно равны должны быть.
По сути тут идет замена 1 атома кислорода на 1 атом углерода, 2 атома водорода остаются, а лишние связи приводят к выстраиванию длинных цепочек:
у кислорода только 2 связи — на которых и «висит» 2 атома водорода
а у углерода 4 связи — на 2х так же остается водород, а 2 связывается с соседними атомами с образованием цепочек
Было H2O, стало H2xCx
Собственно идея и процесс давно известные. Тут достижение в том, что смогли разработать оптимальную схему установки и параметры процессов, чтобы получить высокий КПД: 70% на весь цикл, что делает его экономически осмысленным, а не просто интересным лабораторным экспериментом.
Хотя проще все-таки будет электрический кабель от панелей до побережья дотянуть и там строить: и вода под боком и сразу терминал для судов без перегрузки на промежуточный транспорт.
Батареи подойти должны — они же именно электричество использовали (в примере от ветряка), какая разница как оно было получено?
Chamie
Mad__Max
В общем виде — H2nCn
В органической химии правда углерод вперед принято записать, просто чтобы симметрия с водой была
в общем получается ряд углеводородов типа: C6H12, C7H14, C8H16 и т.д. — длину цепочки и пропорции между компонентами разной длины можно варьировать меняя параметры реакции (температура + давление)
encyclopedist
Только C_n H_{2n+2}. У концевых атомов углерода по 3 водорода.
Mad__Max
Далеко не всегда — смотря какой класс углеводородов:
Если по 3 водорода на концах это получаются предельно насыщенные(с точки зрения водорода) углеводороды — Алканы с формулой CnH2n+2 которую вы написали.
Если на одном из концов только 2 водорода так же как и во всей остальной цепочке(за счет того что у конечного углерода двойная связь со следующим атомом углерода) получаются — Алкены с общей формулой CnH2n
А может быть и еще меньше водорода (за счет 2 двойных связей углерода или одной тройной) — Алкины
CnH2n-2
И т.д. вариантов еще много, но это 3 самые распространенные они в основном и составляют в разных пропорциях моторное топливо (бензин, дизель, авиакеросин и т.д.)
Я написал простейший случай когда соотношение водорода и угарного газа 1к2. А так по-идее в этом процессе меняя соотношения H2 и СО подаваемых в реактор можно получать как предельно насыщенные (Алканы), так и менее насыщенные (Алкины и другие). А меняя параметры реакции (температура и давление) среднюю длину цепочки. Так что в теории можно получить вообще любой вид углеводородного топлива или органические растворители (типа уйатспирита). Дизель выбрали вероятно потому что его синтез имеет максимальный КПД преобразования среди изученных вариантов.
tunelix
Для процесса нужна вода, ее в пустыне мало
hungry_ewok
>Да и 1.5 евро за литр топлива (еще не известно, на сколько оно эффективное) — это не мало
Ветряки, солнечные батареи, высокотемпературный электролиз, выделение CO2 из воздуха… Что-то подсказывает циничному мне что эти 1.5 евро на выходе получаются только после таких «кручу-верчу» с налоговыми вычетами и государственной поддержкой, что карточные шулеры по сравнению с этим — честнейшие люди.
0serg
В оригинале утверждается что КПД преобразования исходной электроэнергии в жидкое топливо составляет 70% и авторы ориентируются на то чтобы использовать свой процесс в качестве альтернативы аккумуляторам, генерируя горючее из дешевых избытков энергии в сети.
Если им реально удалось добиться 70%, то расчеты могут быть совершенно правдивыми.
AdvanTiSS
К тому же это пока только прототип с КПД далеким от идеального. К тому же этот процесс можно использовать для накопления больших объемов энергии. При использовании такой установки где-нибудь в Сахаре, можно значительно снизить себестоимость и сроки окупаемости.
hungry_ewok
Если.
ishua
Ну скажем если такой завод построить рядом с ГЭС то вполне себе дешево и экологично
Gordon01
А теперь ВНИМАТЕЛЬНО смотрим на картинку и читаем крупные буквы «ecological power generation»
Mad__Max
Электричества нужно действительно немало, это же по сути и есть конвертация электрической энергии в жидкую форму.
В статье написано, что смогли добиться КПД преобразования в 70%.
Значит на 1л, в котором около 35 МДж энергии, понадобится около 50 МДж электричества.
Или в более привычных единицах чуть меньше 14 кВт*ч на литр.
Собственно оттуда и цена такая — в Германии электроэнергия дорогая, так что и солярка из нее получается дорогой.
Т. к. это основные расходы, остальные компоненты бесплатные: вода и углекислый газ собираемый из воздуха.
Точнее в условиях ЕС за утилизацию СО2 из воздуха можно еще и доплату попросить.
А вот если поставить такой заводик в месте с дешевой электроэнергией, то и солярка из него дешевая будет. Например рядом с АЭС и по ночам когда идет избыток энергии из нее дизель делать. Например наша ЛАЭС ночью энергию оптом по несколько десятков копеек за кВт*ч отдает, т.к. останавливать реактор на ночь нельзя, а энергию девать в это время особо некуда.
По энергетической эффективности будет как обычный дизель, состав в общем тот же. По чистоте/качеству — выше чем из нефти, т.к. никаких примесей нет, чистые углеводороды. Примерно как масло-синтетика с заданными свойствами против минерального масла.