Používání syntetických paliv by v budoucnu mohlo přispět k minimalizaci emisí skleníkových plynů, které vytváří letecká nebo těžká nákladní doprava. Díky systému Power-to-Liquid, který vyvinula společnost Ineratec, spadající pod Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) v rámci spin-offu Energy Lab 2.0, je tato technologie již téměř na dosah. Má podobu modulárního systému umístěného v kontejneru a sériová výroba by podle uvedené firmy měla být zahájena již v brzké době.
Tento plán potvrzuje profesor Roland Dittmeyer z karlsruheského institutu: „Nacházíme se v poslední fázi na cestě k průmyslovému použití. Systémy tohoto typu konstrukce pomohou prostřednictvím e-paliv a e-chemikálií učinit odvětví dopravy a chemický průmysl udržitelnějšími.“
Celý systém je umístěn v areálu Energy Lab 2.0 v severním areálu kampusu KIT. Z oxidu uhličitého a obnovitelného vodíku se v něm vyrábí syntetická palivová směs nazývaná Syncrude, kterou lze dále zpracovávat na syntetický kerosin, naftu či benzín. „K této výrobě jsou nezbytné dva reaktorové stupně, které jsme poprvé spojili, vylepšili jejich design a také přizpůsobili měřítko, aby bylo relevantní pro naši technologii,“ řekl dále Dittmeyer. „Takto nyní můžeme vyrobit až 200 litrů paliva denně,“ dodal.
Testy byly úspěšné
Uhlovodíky s dlouhým řetězcem vyrábí firma Ineratec v jednom z reaktorových stupňů pomocí Fischer-Tropschovy syntézy (FT syntéza) ze syntézního plynu, který se skládá hlavně z oxidu uhelnatého (CO) a vodíku. Ve druhém reaktoru probíhá reverzní reakce, při níž dochází k posunu voda-plyn (RWGS). Reaktor RWGS je tvořen mikrostrukturovanými deskami, které skýtají velkou provozní flexibilitu a zajišťují vyšší účinnost.
Nový design těchto desek firma nyní úspěšně otestovala ve spojitém provozním procesu. „Podařilo se nám tento proces výrazně vylepšit, takže nyní lze s optimalizovaným reaktorem RWGS řídit reakce ještě přesněji,“ podotkl Tim Böltken z vedení společnosti Ineratec. Elektrolyzéry dokážou každou hodinu zpracovat až tři kilogramy vodíku. To podle Böltkena odpovídá nově vytvořenému výkonu 125 kilowattů.
Již v roce 2019 byl v první fázi projektu, v rámci dotačního projektu Kopernikus P2X, uveden do provozu první plně integrovaný systém pro výrobu paliva ze vzduchu a zelené energie. Výroba tehdy dosahovala přibližně deset litrů syntetického paliva denně a kombinovala zachycování CO2 ze vzduchu a vysokoteplotní elektrolýzu, s jejichž pomocí vznikal syntézní plyn, syntéza FT a následně i zpracování produktu na hotové palivo.
V současné době je ve druhé fázi financování P2X tento procesní řetězec nastaven na denní produkci výkonu 250 kilowattů. Od roku 2022 by pak měl přímo z CO2 ve vzduchu vyrábět přibližně 200 až 300 litrů paliva denně.
Dalším krokem sériová výroba
Úspěšná demonstrace technologie reaktoru RWGS na této úrovni škálování představuje poslední důležitý krok v rámci univerzitního výzkumu. V další fázi chce společnost být schopna poskytnout technologii Power-to-X rychle a levně pro sériovou výrobu, a to prostřednictvím dalšího rozšíření škálování a standardizace.
