Περιεχόμενο
Οι Ηνωμένες Πολιτείες παράγουν περισσότερο άνθρακα από άλλα έθνη - εκτιμάται ότι σχεδόν 300 δισεκατομμύρια τόνοι, αρκετά για τα επόμενα 240 χρόνια, με βάση την τρέχουσα κατανάλωση. Στην αναζήτηση βιώσιμων πηγών ενέργειας, ο άνθρακας αντιμετωπίστηκε με άσχημα μάτια, αλλά οι νέες τεχνολογίες αλλάζουν τον τρόπο επεξεργασίας του άνθρακα για να μετατραπεί σε ενέργεια. Οι καινοτομίες στη μετατροπή ενέργειας στοχεύουν σε καθαρότερη ενέργεια και επίσης χαμηλότερο κόστος.
Άνθρακας για συνθετικό αέριο
Η Βοστώνη και άλλες "σύγχρονες" πόλεις του 19ου αιώνα τροφοδοτούν λαμπτήρες δρόμου και σπίτια φυσικού αερίου, καίγοντας άνθρακα - που εκπέμπουν σύννεφα ρύπανσης στη διαδικασία. Σήμερα, η μετατροπή του άνθρακα σε συνθετικό αέριο γίνεται με ολοένα και πιο εξελιγμένες μεθόδους για την ελαχιστοποίηση της απελευθέρωσης διοξειδίου του άνθρακα. Η καταλυτική αεριοποίηση αναμιγνύει άνθρακα και στερεό καταλύτη με ατμό σε στενό κύλινδρο. Το μείγμα συμπιέζεται και το αποτέλεσμα είναι υδρογόνο και μονοξείδιο του άνθρακα (συνθετικό αέριο) με λίγο διοξείδιο του άνθρακα. Ο διαχωρισμός και η ασφαλής διάθεση του διοξειδίου του άνθρακα είναι οι τρέχουσες προκλήσεις της παραγωγής φθηνότερου και καθαρότερου συνθετικού αερίου άνθρακα. Αυτή η διαδικασία μπορεί να γίνει ένα βήμα παραπέρα για την παραγωγή υγρού καυσίμου - συνθετικού λαδιού.
Άνθρακας για υγρά
Τα καύσιμα ντίζελ και τζετ είναι τα τελικά προϊόντα μιας μετατροπής άνθρακα. Μια διαδικασία που ονομάζεται άνθρακας σε υγρά (άνθρακας σε υγρά - CTLs) μετατρέπει τον άνθρακα σε συνθετικό αέριο και στη συνέχεια σε υγρό καύσιμο. Τα CTL είναι καθαρότερα από τα συνηθισμένα ορυκτά καύσιμα - ο υγροποιημένος άνθρακας εκπέμπει πολύ λιγότερα σωματίδια και υδρογονάνθρακες (55 έως 60% λιγότερο από τα ορυκτά καύσιμα), μειώνοντας την ατμοσφαιρική ρύπανση. Το κόστος των CTL για το 2009 ήταν 100 $ ανά βαρέλι, μια τιμή που παραμένει σταθερή και δεν κυμαίνεται ασυμβίβαστα με την αγορά ορυκτών καυσίμων. Σήμερα, το ντίζελ CTL κοστίζει περίπου 2,50 $ ανά γαλόνι, εξαιρουμένων των φόρων. Για την παραγωγή υγρού καυσίμου από τον άνθρακα, ο άνθρακας τοποθετείται σε έναν αεριοποιητή, έναν αποστακτήρα που αναγκάζει τον άνθρακα να αντιδράσει με αέρα, οξυγόνο ή υδρατμούς. Αυτή η διαδικασία σχηματίζει ένα συνθετικό αέριο που ονομάζεται "singas", το οποίο στη συνέχεια περνά σε έναν άλλο αντιδραστήρα. Το Singas συνδυάζεται με κοβάλτιο, σίδηρο ή οποιοδήποτε άλλο στερεό καταλύτη στο δεύτερο θάλαμο, μετατρέποντας το μείγμα σε υδρογονάνθρακες. Όταν αυτό το μείγμα κρυώσει, μετατρέπεται σε υγρό καύσιμο.
Άνθρακας για ηλεκτρική ενέργεια
Ο άνθρακας χρησιμοποιείται συνήθως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ο στερεός άνθρακας αλέθεται σε σκόνη και αναμιγνύεται με ζεστό αέρα. Στη συνέχεια, καίγεται σε φούρνο για να ζεσταθεί νερό, σχηματίζοντας ατμό. Αυτός ο ατμός προκαλεί την περιστροφή των πτερυγίων ενός στροβίλου, ξεκινώντας μια γεννήτρια. Οι μαγνήτες μέσα σε ένα χαλκό ελατήριο στη γεννήτρια ολοκληρώνουν τη μετατροπή του άνθρακα σε ηλεκτρική ενέργεια. Ο "χρησιμοποιημένος" ατμός συλλαμβάνεται σε έναν συμπυκνωτή, ο οποίος στη συνέχεια επιστρέφει στον κύκλο και συνεχίζει να χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ εργάζεται σε μια εναλλακτική μέθοδο για τη χρήση αεριοποίησης άνθρακα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε μια μονάδα παραγωγής ενέργειας χωρίς εκπομπές.
