Ученые из Томского политехнического университета на заседании Президиума СО РАН рассказали о своих исследованиях композиционных жидких топлив из промышленных и бытовых отходов, а также возобновляемого растительного сырья. Специалисты предполагают, что экономический эффект от перехода угольных ТЭЦ на композиционное топливо составит около 250 миллиардов рублей за 25 лет эксплуатации.
Мотивация развития топлив нового поколения связана с несколькими ключевыми проблемами. Одна из основных — экологическая. По словам исследователей, необходимо минимизировать антропогенные выбросы и промышленные отходы, так как на территории Российской Федерации уже накоплено более 95 миллиардов тонн отходов, а техногенные причины загрязнения окружающей среды ежегодно приводят к преждевременной смерти около трех миллионов человек. Сейчас специалисты занимаются разработкой мультитопливных технологий для решения подобных проблем, внедряют технологии получения жидких биотоплив, повышают эффективность применения композиционных топлив.
«Основные компоненты жидких топлив нового поколения сейчас — индустриальные отходы сырьевого сектора, отработанные масла (моторное, турбинное), нефтепродукты (мазут, смолы), биоматериалы (солома, маслосодержащие отходы переработки растительного сырья, водоросли), коммунальные отходы и сточные воды», — сказал профессор Томского политехнического университета доктор физико-математических наук Павел Александрович Стрижак.
Ученые проводят пилотные испытания на базе университета, чтобы продемонстрировать, что их технологии будут работать и на промышленных объектах. Сейчас специалисты могут приготавливать соответствующие композиции, перерабатывать их, исследовать процессы транспорта, распыления, воспламенения и горения, антропогенные выбросы. Потребность в топливах всего 50—100 миллилитров, поэтому главное преимущество в том, что можно на небольших порциях проводить комплексную работу по оценке соответствия или несоответствия топлива. Кроме того, ученые сформировали концепцию по развитию проекта, распространив его действие на сырьевые регионы.
«У нас есть возможность воспроизводить топлива по технологии каталитического крекинга, гидрокрекинга, реактора Фишера — Тропша. На экспериментальных стендах в малых объемах мы прогоняем топливо на характеристики по стабильности, сжиганию, антропогенным выбросам. Потом проводим численное моделирование, перенос на большие установки», — отметил Павел Стрижак.
Основные задачи ученых сейчас связаны с повышением выхода альтернативных топлив на основе имеющихся технологий. Благодаря базе для полноразмерных испытаний исследователи предоставляют возможность проводить работы другим коллегам, которые занимаются альтернативными топливами.
«У нас есть модули для тестирования авиационных и наземных двигателей (керосин, бензин, дизель, композиционные жидкие топлива), энергоустановка малой мощности для приготовления и сжигания композиционных топлив, обкаточный стенд для тестирования распыления и горения жидких биотоплив, модуль для производства газогидратов и тестирования газогидратных энерготехнологий», — прокомментировал Павел Стрижак.
Ученые предлагают объединить усилия институтов СО РАН для работы над формированием новой базы данных по свойствам компонентов и приготовленных топлив: сейчас теоретики сталкиваются с тем, что текущая база данных уже устарела. Кроме того, необходимо сделать БД с характеристикой всех этапов работ с топливами. По мнению исследователей, надо совместно работать над созданием отечественных лабораторных и промышленных образцов катализаторов, присадок, добавок, цифровых двойников технологий производства и термической конверсии.
«Наука в Сибири»