Gassificare la biomassa con la luce solare

Carburanti Sundrop , una startup con sede a Louisville, CO, afferma di aver sviluppato un modo più pulito ed efficiente per trasformare la biomassa in combustibili sintetici sfruttando l'intenso calore del sole per vaporizzare il legno e i rifiuti delle colture. Il suo processo può produrre il doppio della quantità di benzina o diesel per tonnellata di biomassa rispetto ai tradizionali sistemi di gassificazione della biomassa, afferma la società.

Biomassa da forno: Sundrop Fuels ha costruito un impianto di ricerca e sviluppo di gassificazione solare in Colorado.

La gassificazione si verifica quando la biomassa secca o altri materiali a base di carbonio vengono riscaldati a una temperatura superiore a 700 ºC in presenza di vapore. A quelle temperature, la maggior parte della biomassa viene convertita in un gas sintetico. Questo syngas è composto da idrogeno e monossido di carbonio, che sono gli elementi costitutivi chimici per combustibili di valore superiore come metanolo, etanolo e benzina.

Ma il calore richiesto per questo processo di solito proviene da una parte della biomassa che viene gassificata. Finisci per bruciare dal 30 al 35 percento della biomassa, dice Alan Weimer , professore di ingegneria chimica presso l'Università del Colorado, Boulder.

Alcuni anni fa, Weimer e il suo team di ricerca hanno iniziato a cercare modi per utilizzare il calore solare concentrato per guidare il processo di gassificazione. Ha funzionato così bene che Weimer e Chris Perkins , lo studente laureato che ha avuto l'idea, ha co-fondato Copernican Energy per commercializzare l'approccio. Copernican è stata acquisita da Sundrop Fuels nel 2008 e la sua tecnologia a reattore solare è ora al centro di un impianto dimostrativo di gassificazione solare termica da 1,5 megawatt in Colorado.

Il sistema di gassificazione è costituito da tubi ceramici che passano attraverso un forno. Il gassificatore è montato in cima a una torre circondata da un campo di specchi a concentrazione solare che riflettono la luce solare verso la fornace. Quando la biomassa viene fatta cadere attraverso i tubi di ceramica molto caldi, viene vaporizzata in syngas.

Weimer, un ex ingegnere di Dow Chemical, afferma che il sistema è agnostico rispetto ai tipi di biomassa che può elaborare. È come una mazza a causa delle temperature (da 1.200 a 1.300 ºC) a cui opera, afferma, spiegando che la gassificazione convenzionale utilizza temperature più basse per cercare di ridurre al minimo il volume di biomassa utilizzata per alimentare il processo. Ma mantenere la temperatura più bassa pone un altro problema. La gassificazione a temperature inferiori a 1.000 ºC lascia il catrame. E quel catrame è costoso da eliminare, dice Weimer. Se lo lasci lì, finirà per uccidere i tuoi catalizzatori a valle quando proverai a trasformare il tuo prodotto in carburante (liquido).

Le temperature più elevate consentono anche un syngas di migliore qualità. La gassificazione convenzionale in genere produce una miscela di syngas composta per metà da idrogeno e per metà da monossido di carbonio. Il processo di Sundrop raggiunge un rapporto idrogeno/CO di due a uno.

Posso dirti che l'economia è stata esaminata in modo abbastanza approfondito e l'idea di essere in grado di produrre benzina a meno di $ 2 al gallone senza sussidi, crediamo che sia un numero reale, dice Weimer. Il vantaggio finanziario è ancora maggiore se il prezzo del carbonio diventa una realtà, perché il processo a energia solare si traduce in una riduzione delle emissioni di gas serra rispetto alla produzione di carburante convenzionale. La chiave ora è progettare un reattore solare scalabile.

Ajay Dalai, professore associato di ingegneria chimica presso l'Università del Saskatchewan, afferma che l'alimentazione della gassificazione con l'energia solare ha dei meriti, ma potrebbe rivelarsi difficile. Quando trasferisci il calore nel tubo, come ti assicuri che sia distribuito completamente attraverso la biomassa? Il controllo del trasferimento di calore e dei livelli di temperatura sarà fondamentale, afferma.

Wayne Simmons, amministratore delegato di Sundrop Fuels,

non sottovaluta le sfide alla commercializzazione della tecnologia. Riconosce, ad esempio, che le maggiori risorse di biomassa non si trovano dove si trovano le maggiori risorse solari. Tuttavia, esiste della biomassa legnosa nel sud-ovest degli Stati Uniti, dove Sundrop prevede di costruire il suo primo impianto commerciale. Stati come il New Mexico e l'Arizona, ad esempio, diradano regolarmente le loro foreste per ridurre il rischio di incendi boschivi. Ma per accedere a più materie prime, Sundrop sta anche cercando di trasportare su rotaia colture energetiche, come l'erbaccia, dall'estremo nord del Kansas e dall'estremo est del Texas.

La costruzione della prima struttura commerciale di Sundrop dovrebbe iniziare quest'anno. La società prevede di accoppiare il suo impianto di gassificazione solare con una bioraffineria su scala pilota in grado di produrre fino a otto milioni di galloni di carburante per il trasporto all'anno. Mira al 2015 per una bioraffineria su vasta scala in grado di produrre 100 milioni di galloni all'anno.

La società ha attirato alcuni investitori chiave, tra cui la società di capitali di rischio Kleiner Perkins Caufield & Byers.

nascondere