Zawartość
Stany Zjednoczone produkują więcej węgla niż inne kraje - szacuje się, że prawie 300 miliardów ton, wystarcza na następne 240 lat, w oparciu o bieżącą konsumpcję. W poszukiwaniu zrównoważonych źródeł energii węgiel jest oglądany złymi oczami, ale nowe technologie zmieniają sposób przetwarzania węgla na energię. Innowacje w konwersji energii mają na celu czystszą energię, a także niższe koszty.
Węgiel do gazu syntetycznego
Boston i inne „nowoczesne” miasta w XIX wieku zasilały lampy uliczne i domy gazowe, spalając węgiel - emitując w tym czasie chmury zanieczyszczeń. Obecnie przekształcanie węgla w gaz syntetyczny odbywa się za pomocą coraz bardziej zaawansowanych metod, aby zminimalizować uwalnianie dwutlenku węgla. Katalityczne zgazowanie miesza węgiel i stały katalizator z parą wodną w wąski cylinder. Mieszanina jest pod ciśnieniem, w wyniku czego powstaje wodór i tlenek węgla (gaz syntetyczny) z niewielką ilością dwutlenku węgla. Oddzielenie i bezpieczne usuwanie dwutlenku węgla to aktualne wyzwania związane z produkcją tańszego i czystszego syntetycznego gazu węglowego. Proces ten można zrobić o krok dalej, aby uzyskać paliwo płynne - olej syntetyczny.
Węgiel do płynów
Paliwo do silników wysokoprężnych i samolotowych jest końcowym produktem konwersji węgla. Proces zwany węglem na ciecze (CTL) przekształca węgiel w gaz syntetyczny, a następnie w paliwo ciekłe. CTL są czystsze niż zwykłe paliwa kopalne - skroplony węgiel emituje znacznie mniej cząstek i węglowodorów (55-60% mniej niż paliwa kopalne), zmniejszając zanieczyszczenie powietrza. Koszt CTL w 2009 r. Wynosił 100 USD za baryłkę, czyli cenę, która pozostaje stabilna i nie zmienia się w sposób niekonsekwentny, jak to ma miejsce na rynku paliw kopalnych. Olej napędowy CTL kosztuje dziś około 2,50 R $ za galon, bez podatków. Aby uzyskać paliwo płynne z węgla, węgiel jest umieszczany w generatorze gazu, destylatorze, który zmusza węgiel do reakcji z powietrzem, tlenem lub parą wodną. Proces ten tworzy syntetyczny gaz zwany „singas”, który następnie przechodzi do innego reaktora. Singiel łączy się z kobaltem, żelazem lub jakimkolwiek innym stałym katalizatorem w drugiej komorze, przekształcając mieszankę w węglowodory. Gdy mieszanina ostygnie, zamienia się w paliwo płynne.
Węgiel do energii elektrycznej
Węgiel jest najczęściej wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej. Stały węgiel jest mielony na proszek i mieszany z gorącym powietrzem. Następnie jest spalany w piecu w celu podgrzania wody, tworząc parę. Para ta powoduje obrót łopatek turbiny poprzez włączenie generatora. Magnesy w miedzianej sprężynie generatora kończą przemianę węgla w energię elektryczną. „Użyta” para jest wychwytywana w skraplaczu, który następnie powraca do cyklu i nadal jest wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej. Amerykański Departament Energii pracuje nad alternatywną metodą wykorzystania zgazowania węgla do produkcji energii elektrycznej w elektrowni bezemisyjnej.