Zawartość
Stany Zjednoczone produkują więcej węgla niż inne narody - szacuje się, że prawie 300 miliardów ton wystarczy na następne 240 lat, biorąc pod uwagę bieżące zużycie. W poszukiwaniu zrównoważonych źródeł energii węgiel jest postrzegany złym okiem, ale nowe technologie zmieniają sposób przetwarzania węgla w energię. Innowacje w zakresie konwersji energii mają na celu czystszą energię, a także obniżenie kosztów.
Węgiel na gaz syntetyczny
Boston i inne „nowoczesne” miasta XIX wieku zasilały latarnie uliczne i domy gazowe, spalając węgiel - emitując przy tym chmury zanieczyszczeń. Obecnie przemiana węgla w gaz syntetyczny odbywa się za pomocą coraz bardziej wyrafinowanych metod minimalizacji wydzielania dwutlenku węgla. Katalityczne zgazowanie miesza węgiel i stały katalizator z parą w wąskim cylindrze. Mieszanina jest pod ciśnieniem, w wyniku czego powstaje wodór i tlenek węgla (gaz syntetyczny) z niewielką ilością dwutlenku węgla. Oddzielanie i bezpieczne usuwanie dwutlenku węgla to aktualne wyzwania związane z produkcją tańszego i czystszego syntetycznego gazu węglowego. W tym procesie można pójść o krok dalej, aby wyprodukować paliwo płynne - olej syntetyczny.
Węgiel do cieczy
Olej napędowy i paliwo do silników odrzutowych są końcowymi produktami konwersji węgla. Proces zwany węglem w ciecze (węgiel w ciecze - CTL) przekształca węgiel w gaz syntetyczny, a następnie w paliwo płynne. CTL są czystsze niż zwykłe paliwa kopalne - skroplony węgiel emituje znacznie mniej cząstek stałych i węglowodorów (od 55 do 60% mniej niż paliwa kopalne), zmniejszając zanieczyszczenie powietrza. Koszt CTL w 2009 r. Wyniósł 100 R $ za baryłkę, co jest ceną, która pozostaje stabilna i nie zmienia się w sposób niespójny, jak na rynku paliw kopalnych. Obecnie olej napędowy CTL kosztuje około 2,50 R $ za galon, bez podatków. Aby wytworzyć paliwo płynne z węgla, węgiel umieszcza się w generatorze gazu, destylatorze, który zmusza węgiel do reakcji z powietrzem, tlenem lub parą wodną. W procesie tym powstaje gaz syntetyczny zwany „singas”, który następnie przechodzi do innego reaktora. Singas łączy się z kobaltem, żelazem lub jakimkolwiek innym stałym katalizatorem w drugiej komorze, przekształcając mieszaninę w węglowodory. Gdy ta mieszanina ostygnie, zamienia się w płynne paliwo.
Węgiel na prąd
Węgiel jest najczęściej używany do produkcji energii elektrycznej. Stały węgiel jest mielony na proszek i mieszany z gorącym powietrzem. Następnie jest spalany w piekarniku w celu podgrzania wody, tworząc parę. Ta para powoduje obracanie się łopatek turbiny, uruchamiając generator. Magnesy wewnątrz miedzianej sprężyny w generatorze dopełniają przemianę węgla w energię elektryczną. „Zużyta” para jest wychwytywana w skraplaczu, który następnie powraca do obiegu i nadal jest wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej. Departament Energii USA pracuje nad alternatywną metodą wykorzystania zgazowania węgla do produkcji energii elektrycznej w bezemisyjnej elektrowni.
