Co je to Fischer-Tropschův proces?
Fischer-Tropschův proces přeměňuje směs vodíku a oxidu uhelnatého, nazývaného syngas, na kapalná uhlovodíková paliva a maziva. Zdrojem pro syngas může být uhlí, zemní plyn nebo biomasa. Vyrábí se pomocí zplyňování, kde je zdrojový materiál chemicky ošetřen kyslíkem nebo vodní parou při vysoké teplotě a tlaku. Syngas reaguje za proměnlivého tepla v přítomnosti katalyzátoru, obvykle kobaltu, železa nebo ruthenia, za vzniku syntetické ropy. Němečtí vědci Franz Fischer a Hans Tropsch tento proces vyvinuli ve 20. letech 20. století.
Syngas jako zdroj tekutého paliva přitahoval značný zájem ze strany států s malým množstvím ropy, ale hojnost suroviny potřebné k výrobě plynu. Biomasa na kapalinu je zvláště atraktivní alternativou, protože je obnovitelným zdrojem. Fischer-Tropschův proces přeměňuje syngas na kapalné uhlovodíky, oxid uhličitý a vodu. V závislosti na teplotě, tlaku a katalyzátoru použitém v tomto procesu lze vyrábět různé typy syntetického benzinu. Při 625 ° F (330 ° C) se vyrábí syntetický benzín, zatímco při 390 ° F (200 ° C) by produktem bylo například syntetické naftové palivo.
Proces zplyňování je velmi energeticky náročný podnik. Ačkoli zdrojový materiál může být hojný a levný, vysoké výrobní náklady obvykle činí syngas neekonomickou alternativou. Implementace technologického zařízení Fischer-Tropsch také vyžaduje velké kapitálové investice do zařízení a je předmětem vysokých provozních nákladů. Pro jeho rozsáhlé přijetí pro budoucí vývoj energie by bylo pravděpodobně nutné další upřesnění účinnosti procesu nebo značné zvýšení ceny přírodní nafty.
Navzdory jeho nevýhodám se Fischer-Tropschův proces úspěšně používá v demonstračních i běžných výrobních zařízeních. Ve 30. letech 20. století byl tento proces používán v Německu k výrobě syntetického kapalného paliva z uhlí hojného v regionu. Neustálé zlepšování procesu vedlo k několika variantám, přičemž většina implementací využívá proprietární technologii.
Jihoafrické uhlí a ropa (SASOL) vyrábí kapalná paliva z uhlí procesem Fischer-Tropsch od 50. let 20. století. Společnost uzavřela kontrakt na dva moderní závody v Číně; každý je schopen produkovat 80 000 barelů syntetické ropy denně. Několik velkých ropných společností experimentovalo se syntetickou výrobou v malých demonstračních zařízeních. Největší spotřebitel paliv na světě, americká armáda, nadále sponzoruje výzkum v procesu Fischer-Tropsch. V tomto případě je cílem spíše palivový zdroj, který je zcela pod domácí kontrolou, než ekonomické nebo environmentální zájmy.