Làm nhiên liệu máy bay từ ánh sáng mặt trời và không khí

Khoa học Môi trường

05/11
Lưu Nguyễn
Môi trường
0
656

Các nhà nghiên cứu mô tả cách thức hoạt động của lò phản ứng năng lượng mặt trời mới và vạch ra một khung chính sách để mở rộng sản xuất 'dầu hỏa mặt trời'.

Nhiên liệu trung tính carbon rất quan trọng để làm cho ngành hàng không và hàng hải phát triển bền vững. Nhà máy được phát triển ở Zurich có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu lỏng tổng hợp thải ra nhiều CO2 trong quá trình đốt cháy như được chiết xuất từ không khí trước đây để sản xuất. CO2 và nước được chiết xuất trực tiếp từ không khí xung quanh và tách ra bằng năng lượng mặt trời. Quá trình này tạo ra khí tổng hợp, hỗn hợp hydro và carbon monoxide, sau đó được chế biến thành dầu hỏa, metanol hoặc các hydrocacbon khác.

Phương pháp sản xuất nhiên liệu carbon trung tính mới từ khí CO2

Một nhóm các nhà nghiên cứu do Aldo Steinfeld, Giáo sư về Nguồn năng lượng tái tạo tại ETH Zurich dẫn đầu, đã vận hành nhà máy lọc năng lượng mặt trời mini trên nóc tòa nhà Phòng thí nghiệm Máy của ETH ở Zurich trong hai năm qua. Steinfeld nói: "Nhà máy này đã chứng minh thành công tính khả thi về mặt kỹ thuật của toàn bộ quy trình nhiệt hóa để chuyển đổi ánh sáng mặt trời và không khí xung quanh thành nhiên liệu. Công nghệ hiện đã đủ trưởng thành để sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp.

Sa mạc cung cấp các điều kiện lý tưởng

Các phân tích về toàn bộ quá trình cho thấy nhiên liệu sẽ có giá từ 1,20 đến 2 euro mỗi lít nếu nó được sản xuất ở quy mô công nghiệp. Các vùng sa mạc có nguồn năng lượng mặt trời cao đặc biệt thích hợp làm địa điểm sản xuất.

Johan Lilliestam, trưởng nhóm nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Bền vững Tiên tiến (IASS Potsdam) và giáo sư về chính sách năng lượng tại Đại học Potsdam, giải thích: "Không giống như nhiên liệu sinh học, có thể bị hạn chế do khan hiếm đất nông nghiệp, công nghệ này cho phép đáp ứng nhu cầu toàn cầu về nhiên liệu máy bay bằng cách sử dụng ít hơn một phần trăm diện tích đất khô cằn của thế giới và sẽ không cạnh tranh với việc sản xuất thực phẩm hoặc gia súc. Nếu các vật liệu được sử dụng để xây dựng cơ sở sản xuất, chẳng hạn như thủy tinh và thép, được sản xuất bằng năng lượng tái tạo và các phương pháp trung hòa cacbon.

Các chính sách hỗ trợ cần thiết

Tuy nhiên, do chi phí đầu tư ban đầu cao, nhiên liệu mặt trời sẽ cần sự hỗ trợ chính trị để đảm bảo gia nhập thị trường. Các công cụ hỗ trợ hiện có của Liên minh châu Âu - mua bán và bù đắp khí thải - không đủ để kích thích nhu cầu thị trường đối với nhiên liệu mặt trời. Những đề xuất áp dụng hệ thống hạn ngạch dành riêng cho công nghệ châu Âu đối với nhiên liệu hàng không được đưa ra sẽ đòi hỏi các hãng hàng không có được một phần nhiên liệu cụ thể của họ từ các nguồn năng lượng mặt trời.

Các tác giả của nghiên cứu khuyến nghị tỷ lệ 0,1% trong giai đoạn đầu tiên được thị trường chấp nhận, khi giá "dầu hỏa mặt trời" sẽ cao và năng lực sản xuất thấp. Điều này sẽ ít ảnh hưởng đến chi phí bay, nhưng sẽ thúc đẩy việc xây dựng các cơ sở sản xuất nhằm cải tiến công nghệ và hạ giá thành. Hạn ngạch sau đó có thể được tăng dần cho đến khi dầu hỏa năng lượng mặt trời đạt được bước đột phá trên thị trường mà không cần các biện pháp hỗ trợ thêm.