Language
Country/Area
No result found
Phép màu của các mỏ dầu dưới nước: Tại sao nước có thể biến đổi sinh khối thành dầu năng lượng cao?
Khi nhu cầu năng lượng của con người tăng mạnh, việc tìm ra nhiều phương pháp khai thác năng lượng tái tạo khác nhau ngày càng trở nên quan trọng. Hóa lỏng thủy nhiệt (HTL) là quá trình chuyển đổi sinh khối ướt thành các sản phẩm giống dầu mỏ và ngày càng được cộng đồng khoa học và công nghệ quan tâm. Công nghệ này không chỉ sản xuất hiệu quả dầu sinh học có mật độ năng lượng cực cao mà còn giúp giải quyết vấn đề rác thải và tạo ra một cuộc cách mạng mới về năng lượng tái tạo.
Hóa lỏng thủy nhiệt là quá trình nhiệt phân-trùng hợp chuyển đổi sinh khối ướt thành các sản phẩm giống dầu mỏ có thể sử dụng được ở nhiệt độ và áp suất vừa phải.
Lịch sử công nghệ hóa lỏng thủy nhiệt
Khái niệm về hóa lỏng thủy nhiệt đã được đề xuất từ những năm 1920. Công nghệ này nhận được sự chú ý lớn vào những năm 1970 do cuộc khủng hoảng dầu mỏ. Nhiều viện nghiên cứu và công ty đã bắt đầu tiến hành các nghiên cứu có liên quan, bao gồm Trung tâm nghiên cứu năng lượng Pittsburgh (PERC) tại Hoa Kỳ và Shell tại Hà Lan. Với sự tiến bộ của công nghệ, ứng dụng của quá trình hóa lỏng thủy nhiệt đã dần được mở rộng để xử lý nhiều nguồn khác nhau, từ chất thải nông nghiệp đến chất thải chế biến thực phẩm.
Theo nghiên cứu mới nhất, nước dưới áp suất có thể phân hủy sinh khối và vật chất hữu cơ hiệu quả hơn, khiến hóa lỏng thủy nhiệt trở thành một công nghệ đầy hứa hẹn.
Quá trình hóa lỏng thủy nhiệt
Trong quá trình hóa lỏng thủy nhiệt, các phân tử chuỗi cacbon dài bị nứt nhiệt dưới nhiệt độ và áp suất cao, và các phân tử oxy bị loại bỏ dưới tác động của nước. Quá trình này cuối cùng có thể tạo ra dầu sinh học có tỷ lệ hydro/cacbon cao. Thành phần nguyên liệu thô, nhiệt độ, áp suất và sự có mặt của chất xúc tác khác nhau sẽ ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất của sản phẩm cuối cùng. Thông thường, phạm vi nhiệt độ cho quá trình này nằm trong khoảng từ 250 đến 550°C, đây là nhiệt độ mà nước có thể tồn tại ở trạng thái siêu tới hạn hoặc dưới tới hạn.
Tác động môi trường
Nhiên liệu sinh học được sản xuất trong quá trình hóa lỏng thủy nhiệt được coi là trung tính về carbon. Điều này có nghĩa là khi đốt nhiên liệu sinh học, lượng carbon dioxide thải ra gần như được bù đắp hoàn toàn bằng lượng carbon dioxide được hấp thụ khi cây trồng phát triển. Theo báo cáo, quá trình hóa lỏng thủy nhiệt không tạo ra các hợp chất có hại và có thể tạo ra các sản phẩm phụ vô hại như nitơ và axit vô cơ.
So sánh với các công nghệ khác
So với công nghệ nhiệt phân truyền thống, hóa lỏng thủy nhiệt có thể xử lý sinh khối ướt và mật độ năng lượng của dầu sinh học được sản xuất gấp đôi so với dầu nhiệt phân, điều này làm cho công nghệ HTL đặc biệt quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Khi tốc độ thương mại hóa công nghệ ngày càng tăng, nhiều công ty và tổ chức đã bắt đầu phát triển thêm các ứng dụng và sản phẩm liên quan với mục tiêu đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tương lai.
Trong quá trình hóa lỏng thủy nhiệt, việc bổ sung chất xúc tác có thể làm tăng đáng kể sản lượng dầu, thậm chí lên tới hơn 20%, qua đó mở rộng hơn nữa phạm vi sinh khối có thể sử dụng.
Triển vọng tương lai
Hiện nay, nhiều quốc gia và công ty trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi công nghệ hóa lỏng thủy nhiệt. Khi các công nghệ liên quan phát triển, hóa lỏng thủy nhiệt có thể trở thành một hướng quan trọng trong lĩnh vực năng lượng tương lai. Tiềm năng chuyển đổi sinh khối thành năng lượng hiệu quả mang lại giải pháp mới cho cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu.
Với các vấn đề môi trường toàn cầu ngày càng nghiêm trọng, liệu công nghệ hóa lỏng thủy nhiệt có thể trở thành một trong những hướng phát triển năng lượng tái tạo chính trong tương lai hay không?
