211service.com
Biomassa vergassen met zonlicht
Sundrop-brandstoffen , een startup gevestigd in Louisville, CO, zegt dat het een schonere en efficiëntere manier heeft ontwikkeld om biomassa om te zetten in synthetische brandstoffen door gebruik te maken van de intense hitte van de zon om hout en oogstafval te verdampen. Het proces kan twee keer de hoeveelheid benzine of diesel per ton biomassa produceren in vergelijking met conventionele biomassavergassingssystemen, beweert het bedrijf.
Bakbiomassa: Sundrop Fuels heeft een R&D-faciliteit voor zonnevergassing gebouwd in Colorado.
Vergassing vindt plaats wanneer droge biomassa of andere op koolstof gebaseerde materialen worden verwarmd tot boven 700 ºC in aanwezigheid van stoom. Bij die temperaturen wordt de meeste biomassa omgezet in een synthetisch gas. Dit syngas bestaat uit waterstof en koolmonoxide, de chemische bouwstenen voor hoogwaardigere brandstoffen zoals methanol, ethanol en benzine.
Maar de warmte die voor dit proces nodig is, komt meestal van een deel van de biomassa die wordt vergast. Uiteindelijk verbrand je 30 tot 35 procent van de biomassa, zegt Alan Weimer , een professor in de chemische technologie aan de Universiteit van Colorado, Boulder.
Een paar jaar geleden begonnen Weimer en zijn onderzoeksteam te kijken naar manieren om geconcentreerde zonnewarmte te gebruiken om het vergassingsproces aan te sturen. Het werkte zo goed dat Weimer en Chris Perkins , de afgestudeerde student die op het idee kwam, richtte Copernican Energy op om de aanpak te commercialiseren. Copernican werd in 2008 overgenomen door Sundrop Fuels en de zonnereactortechnologie vormt nu het hart van een demonstratie-installatie voor thermische zonnevergassing van 1,5 megawatt in Colorado.
Het vergassersysteem bestaat uit keramische buizen die door een oven gaan. De vergasser is bovenop een toren gemonteerd, omringd door een veld van zonnespiegels die zonlicht terugkaatsen naar de oven. Terwijl de biomassa door de intens hete keramische buizen wordt gedropt, wordt deze verdampt tot syngas.
Weimer, een voormalig chemisch ingenieur van Dow, zegt dat het systeem niet afhankelijk is van de soorten biomassa die het kan verwerken. Het is als een voorhamer vanwege de temperaturen (1.200 tot 1.300 ºC) waarbij het werkt, zegt hij, en hij legt uit dat conventionele vergassing lagere temperaturen gebruikt om te proberen het volume biomassa dat wordt gebruikt om het proces van brandstof te voorzien, te minimaliseren. Maar het lager houden van de temperatuur vormt een ander probleem. Vergassing bij temperaturen onder 1.000 ºC laat teer achter. En die teer is duur om kwijt te raken, zegt Weimer. Als u het daarin laat, zal het uw katalysatoren stroomafwaarts doden wanneer u probeert uw product om te vormen tot (vloeibare) brandstof.
De hogere temperaturen zorgen ook voor een betere kwaliteit syngas. Conventionele vergassing produceert typisch een syngasmengsel dat half waterstof en half koolmonoxide is. Het proces van Sundrop bereikt een waterstof-tot-CO-verhouding van twee op één.
Ik kan je vertellen dat de economie behoorlijk uitgebreid is bekeken, en het idee om benzine te kunnen produceren voor minder dan $ 2 per gallon zonder subsidies, geloven we dat dat een reëel aantal is, zegt Weimer. Het financiële voordeel is nog groter als de koolstofprijsstelling werkelijkheid wordt, omdat het door zonne-energie aangedreven proces resulteert in een vermindering van de uitstoot van broeikasgassen in vergelijking met conventionele brandstofproductie. De sleutel is nu om een schaalbare zonnereactor te ontwerpen.
Ajay Dalai, een universitair hoofddocent chemische technologie aan de Universiteit van Saskatchewan, zegt dat het aandrijven van vergassing met zonne-energie verdienste is, maar lastig kan zijn. Als je de warmte in de leiding brengt, hoe zorg je er dan voor dat deze goed door de biomassa wordt verdeeld? Het beheersen van warmteoverdracht en temperatuurniveaus zal van cruciaal belang zijn, zegt hij.
Wayne Simmons, CEO van Sundrop Fuels,
onderschat de uitdagingen voor het commercialiseren van de technologie niet. Hij erkent bijvoorbeeld dat de grootste bronnen van biomassa zich niet bevinden waar de grootste bronnen van zonne-energie zijn. Toch bestaat er enige houtachtige biomassa in het zuidwesten van de VS, waar Sundrop van plan is zijn eerste commerciële fabriek te bouwen. Staten zoals New Mexico en Arizona bijvoorbeeld, dunden hun bossen regelmatig uit om het risico op bosbranden te verkleinen. Maar om toegang te krijgen tot meer grondstoffen, kijkt Sundrop ook naar het vervoer van energiegewassen, zoals switchgrass, per spoor van zo ver noordelijk als Kansas en zo ver naar het oosten als Texas.
De bouw van de eerste commerciële faciliteit van Sundrop zal naar verwachting dit jaar beginnen. Het bedrijf is van plan zijn zonnevergassingsinstallatie te koppelen aan een bioraffinaderij op proefschaal die jaarlijks tot 8 miljoen gallons transportbrandstof kan produceren. Het mikt op 2015 voor een grootschalige bioraffinaderij die 100 miljoen gallons per jaar kan produceren.
Het bedrijf heeft enkele belangrijke investeerders aangetrokken, waaronder durfkapitaalonderneming Kleiner Perkins Caufield & Byers.