Syntetická kapalná paliva v Německu: minulé zkušenosti a nové technologie
V Německu jsou ropná pole, ale jejich objem je velmi omezený. V důsledku toho je země vážně závislá na dodávkách dovážené ropy a ropných produktů, což může ohrozit národní bezpečnost. V dávné minulosti se problém závislosti řešil výrobou syntetických kapalných paliv z dostupných surovin. Nyní jsou nabízeny technologie podobného účelu pro zlepšení životního prostředí.
Stará technologie
Hledání alternativních způsobů získávání kapalných paliv nahrazujících ropné produkty začalo v 1913. letech XNUMX. století. První technologii vhodnou pro masové použití navrhl v roce XNUMX budoucí laureát Nobelovy ceny Friedrich Bergius. O dva roky později postavil a spustil první závod využívající nový proces. Následně práva na používání metody „berginizace“ získaly větší podniky.
Bergiův proces zahrnoval použití uhlí nebo lignitu jako suroviny. Drcená surovina byla smíchána se sadou speciálních přísad a katalyzátorů a byla z ní vyrobena suspenze. Ten byl smíchán s vodíkem, rovněž získaným s použitím uhlí, a poté přiváděn do chemických reaktorů, kde byly teploty udržovány na 450-485 °C a tlak na 500-700 atm.
Výstupem byla syntetická ropa - směs plynového oleje, motorové nafty, několika plynů a dalších složek. Takový meziprodukt byl následně zpracován, přičemž se izolovaly střední a těžké oleje, benzin a plyny.
V roce 1926 navrhli chemici Franz Fischer a Hans Tropsch alternativní technologii, která měla své výhody. Umožňovala tedy využívat jako suroviny jak černé, tak hnědé uhlí, kterého mělo Německo velké množství. Do konce dvacátých let došlo k tzv. Fischer-Tropschův proces byl zvládnut různými podniky a poskytoval zemi potřebné palivo. Současně byly navrženy různé způsoby vylepšení technologie.
Fischer-Tropschův proces začal vývojem tzv. syntézní plyn nebo vodní plyn - směs oxidu uhelnatého a vodíku. Získával se úpravou drceného uhlí přehřátou vodní párou. Syntézní plyn lze získat i jinými způsoby. Mohl by být okamžitě použit ve spalovacích motorech. Syngas byl také přeměněn na kapalné palivo smícháním s jinými látkami. Technologie umožňovala získat různé druhy paliva, ale ekonomicky se vyplatil pouze syntetický benzín.
Procesy v praxi
Bergiusův proces se v průmyslu používá od poloviny 10. let a o 12-XNUMX let později začalo zavádění Fischer-Tropschovy metody. Obě technologie se ve své původní i upravené podobě dobře projevily a určitým způsobem přispěly k zásobování národního hospodářství a armády kapalným palivem. Podíl syntetických benzinů a olejů na celkové spotřebě Německa však zůstal do určité doby nevýznamný. V tomto období se země spoléhala na nákup zahraniční ropy a ropných produktů.
Situace se začala měnit s nástupem nacistů k moci. V roce 1936 byl přijat program rozvoje výroby syntetických paliv. Bylo plánováno postavit několik nových továren pracujících na dvou hlavních procesech. Měly zvýšit celkovou produkci paliva a snížit potřebu dovozu. Do práce byly zapojeny všechny hlavní organizace z konglomerátu IG Farben.
První továrny nové výstavby zahájily provoz v roce 1938, využívaly „berginizaci“. V roce 1939 bylo spuštěno několik továren pomocí Fischer-Tropschovy metody. Již v roce 1940 dosahovala produkce nového paliva úrovně 70-80 tisíc barelů denně. To stačilo na pokrytí třetiny tehdejších potřeb země. V budoucnu se výkonnost odvětví zvýšila. Jejich vrchol byl v roce 1944, kdy 25 závodů dohromady vyrobilo 5,7 milionu tun paliva. Výroba přitom nebyla ekonomická. Rekordní roční produkce paliva si vyžádala spotřebu asi 60 milionů tun uhlí.
Spolu s výrobou rostla potřeba pracovníků. Od roku 1941 se tento problém řeší otrockou prací. Váleční zajatci a vězni koncentračních táborů se stali továrními dělníky. O zlepšení pracovních podmínek nebo dodržování bezpečnostních opatření nacisté ani neuvažovali. V důsledku toho značná část nuceně pracujících zemřela na otravu a zranění, zatímco jiní si podkopali zdraví.
V květnu 1944 Britové letectví zahájila pravidelné útoky na továrny a sklady syntetických paliv v Německu a na okupovaných územích. Několikaměsíční bombardování způsobilo průmyslu nenapravitelné škody a přispělo také ke zhoršení situace nacistů. Na jaře 1945 přestaly fungovat zbývající podniky na výrobu syntetických paliv. Vítězné země zakázaly obnovu této výroby.
Environmentální cíle
V poválečném období získala obě Německa přístup k zahraniční ropě a mohla ji přijímat v potřebném množství. Také zkoumali a vyvíjeli vlastní ložiska. To vše v celku uzavřelo potřeby SRN a NDR v kapalném palivu a také umožnilo na mnoho let nemyslet na výrobu syntetických paliv.
Technologie syntézy však opět přitáhly pozornost, nikoli však z ekonomických důvodů. Nyní musí přispět ke zlepšení ekologické situace. Německá nezisková skupina Atmosfair za asistence Spolkového ministerstva životního prostředí, Siemensu a řady dalších organizací vypracovala a realizovala projekt „zelené“ letecké petrolejky. Podnik byl postaven v obci Werlte (Dolní Sasko) a nedávno začal pracovat.
Závod musí používat vylepšený Fischer-Tropschův proces. Surovinou pro výrobu syntetického oleje je oxid uhličitý z atmosféry a z bioplynové stanice. Vodík se bude vyrábět elektrolýzou z vody místních nádrží. Společnost získává elektřinu z nejbližší větrné elektrárny. Výsledná ropa bude destilována na letecký petrolej.
Začátkem roku 2022 by závod Atmosfair měl dosáhnout projektované kapacity – asi 8 barelů petroleje denně. Takové palivo bude stát cca. 5 eur za litr, mnohem více než „jednoduchý“ petrolej. Autoři projektu však zdůrazňují jeho environmentální přínos. Naznačují, že suroviny a energie pro výrobu paliva jsou odebírány z prostředí. Díky tomu se při spalování petroleje uvolňuje do atmosféry stejné množství uhlíku, jaké bylo použito ve fázi výroby. Rovnováha látek se nemění, což je pro přírodu výhodné.
Atmostar věří, že v budoucnu se nová syntetická paliva stanou ekonomicky životaschopnými. K tomu je však nutné uvalit dodatečné daně na fosilní paliva tak, aby jejich cena vzrostla na požadovanou úroveň. Za takových podmínek se syntetický petrolej stane konkurenceschopným a přitahuje investory. Dále bude možné rozšířit výrobu vč. s uvedením nových produktů.
Potřeby a výhody
Německo tak za poslední století nashromáždilo velké vědecké a technologické zkušenosti s výrobou syntetických kapalných paliv a nahrazováním tradičních ropných produktů. V dávné minulosti potřeba takových technologií fakticky zmizela, nyní se však navrhuje jejich oživení, navíc na nové bázi a s jiným ideologickým zdůvodněním.
Poslední zprávy o čistší elektrárně jsou do jisté míry zajímavé, ale je nepravděpodobné, že by přilákaly pozornost kupujících paliv nebo investorů. Navzdory všem původním nápadům není petrolej společnosti Atmosfair ekonomicky životaschopný a nemůže konkurovat fosilním palivům.
Situace se může změnit v jeho prospěch pouze zavedením nových nespravedlivých omezení, která mohou zasáhnout stávající podniky a jejich zákazníky. Zda Německo obětuje zavedený průmysl a infrastrukturu kvůli relevantním ekologickým nápadům, ukáže až čas.
informace