Ученые из Исследовательского центра Юлиха (ФРГ) разработали способ производства метанола путем улавливания воды и углекислого газа из воздуха. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Длительная жара и недостаток осадков приводят к засухе и падению уровня грунтовых вод во многих странах. Производство зеленого водорода и метанола требует расхода значительных объемов жидкости: возникает проблема поиска ресурсов для создания экологически чистого топлива в местах с обилием солнца и ветра. Инженеры разработали концепцию извлечения углекислого газа и технической воды из окружающего воздуха.
Основой процесса стала технология прямого улавливания элементов из атмосферы. Специальный фильтрующий материал связывает молекулы углекислого газа, одновременно поглощая влагу. Попутная конденсация жидкости ранее считалась нежелательным побочным эффектом химических установок. В новом проекте собранная вода направляется на производство метанола вместе с полученным газом.
Особенности нового техпроцесса
Ученые смоделировали производство для 20 тыс. регионов в 78 странах и выяснили, где технология сможет работать в будущем. К 2050 году многие из этих территорий столкнутся с серьезным дефицитом пресной воды. При этом в 97% изученных регионов атмосферного пара достаточно, чтобы обеспечить работу установок. Даже в самых засушливых местах они смогут работать в часы высокой влажности и накапливать воду в периоды, когда ее в воздухе больше.
Стоимость зеленого метанола во многом будет зависеть от доступности солнечной и ветровой энергии. Если установки разместить в подходящих местах и обеспечить их стабильным электричеством, к 2050 году производство тонны метанола может обходиться в несколько сотен евро. Это уже сопоставимо с нынешними рыночными ценами на топливо.
Сейчас контрактная цена экологичного метанола в Европе составляет около €1000 за тонну, причем стоимость химической продукции сильно колеблется. Авторы считают, что технологии прямого улавливания воды из воздуха в сочетании с ростом платы за выбросы парниковых газов могут сделать такой способ производства более выгодным.
При этом масштабное извлечение водяного пара из атмосферы требует отдельной оценки. Исследование пока учитывает главным образом влияние температуры и влажности на работу установок. Технология не забирает воду из местных источников, однако ее широкое применение теоретически может повлиять на образование облаков. Поэтому ученым предстоит отдельно оценить возможные последствия для каждого региона.
Ранее в ядре Земли нашли запасы суперионного водорода.