Test Drive Alternatibak: 1. ZATIA - Gasaren industria
70eko hamarkadan, Wilhelm Maybach-ek barne-errekuntzako motorren hainbat diseinu egin zituen, mekanismoak aldatu eta pieza indibidualak ekoizteko aleazio egokienak pentsatu zituen. Maiz galdetzen du ordura arte ezagutzen ziren substantzia erregaietako zeintzuk liratekeen egokienak motor beroetan erabiltzeko.
70eko hamarkadan, Wilhelm Maybach-ek barne-errekuntzako motorren hainbat diseinu egin zituen, mekanismoak aldatu eta pieza indibidualak ekoizteko aleazio egokienak pentsatu zituen. Maiz galdetzen du ordura arte ezagutzen ziren substantzia erregaietako zeintzuk liratekeen egokienak motor beroetan erabiltzeko.
1875ean, Gasmotorenfabrik Deutz-eko langilea zenean, Wilhelm Maybach-ek erabaki zuen ea gas-motor bat erregai likidoarekin —zehazkiago, gasolinarekin— martxan jar zezakeen probatzea. Gasoilaren txorrota itxi eta haren ordez gasolinaz blaitutako oihal zati bat hartu-emanaren aurrean jarriz gero zer gertatuko zen egiaztatzea bururatu zitzaion. Motorra ez da gelditzen, baina lanean jarraitzen du ehuneko likido guztia "zurrupatu" arte. Horrela sortu zen lehen "karburatzaile" inprobisatuaren ideia, eta autoa sortu ondoren, gasolina bihurtu zen horren erregai nagusia.
Istorio hau kontatzen dizuet gogorarazteko gasolina erregaiaren alternatiba gisa agertu baino lehen, lehen motorrek gasa erabiltzen zutela erregai gisa. Orduan, argiterako (argiztatzeko) gasa erabiltzea zen, gaur egun ezagutzen ez diren metodoen bidez lortutakoa, baina ikatza prozesatuz. Isaac de Rivac suitzarrak asmatutako motorra, 1862az geroztik etilenozko Lenoirreko "modu naturalean aspiratutako" (konprimitu gabea) motako industria motorra, eta Otto-k pixka bat geroago sortutako lau aldiko unitate klasikoa, gasarekin funtzionatzen du.
Hemen aipatu beharra dago gas naturalaren eta petrolio-gas likidotuaren arteko aldea. Gas naturalak metanoaren % 70 eta 98 artean dauka, gainerako gas organiko eta ez-organiko handiagoak izanik, hala nola, etanoa, propanoa eta butanoa, karbono monoxidoa eta beste. Petrolioak ere proportzio desberdinetako gasak ditu, baina gas horiek destilazio zatikatuaren bidez askatzen dira edo alboko prozesu batzuek findegietan sortzen dira. Gas-eremuak oso desberdinak dira: gas purua edo "lehorra" (hau da, metanoa dutenak batez ere) eta "hezea" (metanoa, etanoa, propanoa, beste gas astunagoak eta baita "gasolina" ere - likido arina, frakzio oso baliotsuak) . Olio motak ere desberdinak dira, eta horietan dauden gasen kontzentrazioa txikiagoa edo handiagoa izan daiteke. Eremuak askotan konbinatzen dira - gasa petrolioaren gainetik igotzen da eta "gas-tapa" gisa jokatzen du. "Txapelaren" eta petrolio-eremu nagusiaren konposizioak goian aipatutako substantziak biltzen ditu, eta hainbat frakzio, irudiz hitz eginez, elkarren artean "isoten" dira. Ibilgailuen erregai gisa erabiltzen den metanoa gas naturaletik "etortzen" da, eta ezagutzen dugun propano-butano nahastea bai gas naturaleko hobietatik eta baita petroliotik ere. Munduko gas naturalaren %6 inguru ikatz-biltegietatik ekoizten da, askotan gas-biltegiekin batera.
Propano-butanoa modu paradoxiko samarrean agertzen da eszenan. 1911an, petrolio konpainia bateko bezero amerikar suminduak bere lagunari, Snelling doktore kimikari ospetsuari, agindu zion gertakari misteriotsuaren arrazoiak jakiteko. Bezeroaren haserrearen arrazoia da bezeroa harrituta geratzen dela gasolindegiaren deposituaren erdia bete berri dela jakitean. Ford She bide ezezagunetatik desagertu zen bere etxera bidaia labur batean. Depositua ez da ezerezetik ateratzen... Esperimentu askoren ondoren, Snelling doktoreak aurkitu zuen misterioaren arrazoia erregaian propano eta butano gasen eduki handia zela, eta handik gutxira destilatzeko lehen metodo praktikoak garatu zituen. haiek. Oinarrizko aurrerapen horiengatik da gaur egun Snelling doktorea industriaren "aita"tzat hartzen dela.
Askoz lehenago, duela 3000 urte inguru, artzainek Greziako Paranas mendian "iturri suharra" aurkitu zuten. Geroago, leku "sakratu" horretan zutabe suharrez osatutako tenplua eraiki zen eta Delphius orakuluak bere otoitzak irakurri zituen koloso dotorearen aurrean, jendeak adiskidetze, beldur eta mirespen sentimendua sentiaraziz. Gaur egun, amodio horietako batzuk galdu egiten dira, badakigulako gar-iturria gas soroetako sakonuneekin lotutako arroken arrakaletatik isurtzen den metanoa dela (CH4). Kaspiar itsasoaren kostaldean Iraken, Iranen eta Azerbaijanen toki askotan antzeko suteak daude, mendez mende ere erretzen ari direnak eta aspalditik "Pertsiako betiko garrak" izenarekin ezagutzen direnak.
Urte asko geroago, txinatarrek soroetako gasak ere erabiltzen zituzten, baina helburu oso pragmatiko batekin: galdara handiak itsasoko urarekin berotu eta bertatik gatza ateratzeko. 1785ean, britainiarrek ikatzezko metanoa ekoizteko metodo bat sortu zuten (lehen barne-errekuntzako motorretan erabiltzen zena), eta XX.mendearen hasieran, Kekule eta Stradonitz kimikari alemaniarrek bertatik erregai likido astunagoa ekoizteko prozesu bat patentatu zuten.
1881ean, William Hartek Fredonia hiri amerikarrean lehen gas putzua zulatu zuen. Hartek denbora luzez ikusi zuen inguruko badia bateko uraren gainazaleko burbuilak igotzen eta lurretik proposatutako gas eremura zulo bat egitea erabaki zuen. Lurrazaletik bederatzi metroko sakoneran, gasa ateratzen zen zain batera iritsi zen, gero harrapatu zuena, eta sortu berri zuen Fredonia Gas Light Company aitzindari izan zen gasaren negozioan. Hala ere, Hart-ek aurrerapausoa eman zuen arren, XIX. mendean erabilitako argiztapen-gasa goian deskribatutako metodoaren bidez ateratzen zen batez ere, gas naturala zelaietatik garraiatzeko teknologiak garatzeko ahalmen faltagatik.
Dena den, lehen petrolio-ekoizpena komertziala egia zen orduan. Haien historia AEBetan hasi zen 1859an, eta ateratako olioa argiztapenerako kerosenoa eta lurrun-makinetarako olioak destilatzeko erabiltzea zen. Orduan ere, jendea gas naturalaren botere suntsitzaileari aurre egin zion, milaka urtez konprimituta lurraren erraietan. Edwin Drake-ren taldeko aitzindariak ia hil ziren Titusville-n (Pennsylvania) inguruko bat-bateko lehen zundaketetan, hausturatik gasa isuri zenean, sute erraldoi bat piztu zen eta ekipo guztia eraman zuen. Gaur egun, petrolio- eta gas-eremuen ustiapenarekin batera, neurri berezien sistema bat dator gas erregaiaren fluxu librea blokeatzeko, baina suteak eta leherketak ez dira ohikoak. Hala ere, gas bera, kasu askotan, petrolioa gainazalera bultzatzen duen “ponpa” moduko gisa erabiltzen da, eta bere presioa jaisten denean, petroliolariak “urre beltza” ateratzeko beste metodo batzuk bilatzen eta erabiltzen hasten dira.
Hidrokarburo gasen mundua
1885ean, William Harten lehen gas-zulaketak egin eta lau urtera, beste estatubatuar batek, Robert Bunsenek, gerora "Bunsen erregailua" izenez ezagutuko zen gailu bat asmatu zuen. Asmakizunak gasa eta airea proportzio egoki batean dosifikatzeko eta nahasteko balio du, gero errekuntza segururako erabil daitekeena; erregailu hau da, gaur egun, sukalde eta berogailuetarako oxigeno-tobera modernoen oinarria. Bunsen-en asmakizunak gas naturala erabiltzeko aukera berriak ireki zituen, baina lehen gas-hodiak 1891. urtean eraiki ziren arren, erregai urdinak ez zuen garrantzi komertziala lortu Bigarren Mundu Gerra arte.
Gerra garaian ebaketa eta soldadura metodo nahiko fidagarriak sortu ziren, metalezko gas hodi seguruak eraikitzea ahalbidetu zutenak. Horietatik milaka kilometro gerraostean Ameriketan eraiki ziren, eta Libiatik Italiarako hodia 60ko hamarkadan eraiki zuten. Herbehereetan gas naturalaren gordailu handiak ere aurkitu dira. Bi datu hauek bi herrialde hauetan gas natural konprimitua (CNG) eta petrolio-gas likidotua (GLP) erabiltzeko azpiegitura hobea dela azaltzen dute. Gas naturalak hartzen hasten ari den garrantzi estrategiko izugarria ondoko gertaerak baieztatzen du: Reaganek 80ko hamarkadan "Inperio Gaiztoa" suntsitzea erabaki zuenean, goi-teknologiako ekipamenduen hornikuntzari betoa jarri zion gasbide bat eraikitzeko. SESB Europara. Europako beharrak konpentsatzeko, Ipar Itsasoko Norvegiako sektoretik Europa kontinentalerako gasbidearen eraikuntza azkartzen ari da, eta SESB zintzilik dago. Garai hartan, gas esportazioak diru gogorren iturri nagusia ziren Sobietar Batasunarentzat, eta Reaganen neurrien ondoriozko eskasia larriak laster 90eko hamarkadaren hasierako gertaera historiko ezagunak ekarri zituen.
Gaur egun, Errusia demokratikoa gas naturalaren hornitzaile nagusia da Alemaniaren energia-beharretarako eta arlo honetan mundu mailako eragile nagusia. Gas naturalaren garrantzia 70eko hamarkadako bi petrolio krisien ostean hasi zen hazten, eta gaur egun garrantzi geoestrategikoko baliabide energetiko nagusietako bat da. Gaur egun, gas naturala da berokuntzarako erregai merkeena, industria kimikoan lehengai gisa erabiltzen da, elektrizitatea sortzeko, etxetresna elektrikoetarako, eta bere "lehengusu" propanoa desodorante botiletan ere aurki daiteke desodorante gisa. ozonoa gutxitzen duten fluor konposatuen ordezkoa. Gas naturalaren kontsumoa etengabe hazten ari da, eta gasbideen sarea gero eta luzeagoa da. Erregai hori autoetan erabiltzeko orain arte eraikitako azpiegiturei dagokienez, dena atzean geratu da.
Dagoeneko bigarren Mundu Gerran japoniarrek erregai behar eta urria ekoizteko hartu zituzten erabaki bitxien berri eman dizuegu, eta Alemanian gasolina sintetikoa ekoizteko programa ere aipatu dugu. Hala ere, ezer gutxi dakigu Alemaniako gerra-urteetan benetako autoak zeudela... egurra! Kasu honetan, hau ez da lurrun-makina zahar onera itzultzea, barne-errekuntzako motorrak baizik, jatorriz gasolinaz funtzionatzeko diseinatutakoak. Izan ere, ideia ez da oso konplikatua, baina gas-sorgailu sistema handi, astun eta arriskutsu bat erabiltzea eskatzen du. Ikatza, ikatza edo egurra besterik ez da zentral berezi eta ez oso konplexu batean jartzen. Bere hondoan, oxigenorik ezean erretzen dira, eta tenperatura eta hezetasun handiko baldintzetan karbono monoxidoa, hidrogenoa eta metanoa dituen gas bat askatzen da. Ondoren, hoztu, garbitu eta haizagailu baten bidez elikatzen da motorraren sarrera-kolektoreetara, erregai gisa erabiltzeko. Jakina, makina horien gidariek suhiltzaileen funtzio konplexu eta zailak betetzen zituzten: galdara aldian-aldian kargatu eta garbitu behar zen, eta erretzeko makinak lurrun-makinen antzekoak ziruditen.
Gaur egun, gasaren esplorazioak munduko teknologiarik sofistikatuenetako batzuk behar ditu, eta gas naturala eta petrolioa ateratzea zientzia eta teknologiari aurre egiteko erronka handienetako bat da. Gertaera hori bereziki egia da AEBetan, non gero eta metodo ez-konbentzional gehiago erabiltzen ari diren zelai zahar edo abandonatuetan geratzen den gasa "zurrupatzeko" eta baita "estu" deritzon gasa ateratzeko ere. Zientzialarien arabera, orain bi aldiz zulaketa gehiago beharko da gasa ekoizteko 1985ean teknologia mailan. Metodoen eraginkortasuna asko handitzen da, eta ekipoen pisua %75 murriztu da. Gero eta sofistikatuagoak diren programa informatikoak erabiltzen ari dira grabimetroen, teknologia sismikoen eta laser sateliteen datuak aztertzeko, eta haietatik hiru dimentsioko urtegien mapa informatizatuak sortzen dira. 4D irudiak izenekoak ere sortu dira, eta horri esker, denboran zehar gordailuen formak eta mugimenduak ikus daitezke. Hala ere, punta-puntako instalazioak geratzen dira itsasoko gas naturala ekoizteko —gizakiaren aurrerapenaren zati bat baino ez da arlo honetan— zulaketak egiteko, zulaketa ultra-sakonerako, ozeano hondoko hodietarako eta garbiketa-sistemak likidotutako sistemak. karbono monoxidoa eta harea.
Kalitate handiko gasolina ekoizteko petrolioa fintzea gasak fintzea baino zeregin askoz konplexuagoa da. Bestalde, gasa itsasoz garraiatzea askoz garestiagoa eta konplexuagoa da. GLP-ko ontziak nahiko konplexuak dira diseinuan, baina GNL ontziak sorkuntza harrigarriak dira. Butanoa -2 gradutan likidotzen da, eta propanoa -42 gradutan edo nahiko presio baxuan. Hala ere, -165 gradu behar dira metanoa likidotzeko! Ondorioz, GLP-ontzien eraikuntzak konpresore-estazio sinpleagoak behar ditu gas naturalak baino eta 20-25 bar-eko presio oso altuak ez jasateko diseinatutako tankeak baino. Aitzitik, gas natural likidotutako ontziak etengabeko hozte sistemak eta isolatutako tankeak dituzte; hain zuzen ere, koloso hauek munduko hozkailu kriogenikorik handienak dira. Dena den, gasaren zati batek instalazio horiek «irtetea» lortzen du, baina beste sistema batek berehala harrapatu eta itsasontziko motorraren zilindroetara sartzen du.
Aurreko arrazoiengatik, nahiko ulergarria da jada 1927an teknologiari esker lehen propano-butano tankeak bizirik irautea. Garai hartan jada konpainia erraldoia zen Dutch-English Shell-en lana da. Bere buruzagia Kessler gizon aurreratua eta esperimentatzailea da, orain arte atmosferara isuri edo petrolio findegietan erre den gas-kopuru izugarria nolabait erabiltzearekin amesten zuen aspalditik. Haren ideiaz eta ekimenez, 4700 tonako garraiatzeko ahalmena zuen itsasoko lehen ontzia sortu zen, itxura exotiko eta dimentsio ikusgarriak zituzten hidrokarburo gasak garraiatzeko bizkarreko tankeen gainean.
Hala ere, beste hogeita hamabi urte behar dira lehen Methane Pioneer metano-garraioa eraikitzeko, Constock International Methane Limited gas konpainiaren aginduz eraikia. Shell-ek, dagoeneko GLP ekoizteko eta banatzeko azpiegitura egonkorra duena, enpresa hau erosi zuen, eta oso laster beste bi zisterna erraldoi eraiki ziren - Shell gas natural likidotuaren negozioa garatzen hasi zen. Ingalaterrako Conway uharteko biztanleak, non konpainia metanoa biltegiratzeko instalazioak eraikitzen ari den, beren uhartera benetan gordetzen eta garraiatzen denaz jabetzen direnean, harrituta eta beldurtuta geratzen dira, ontziak bonba erraldoiak besterik ez direla pentsatuz (eta arrazoiz). Orduan segurtasun-arazoa benetan garrantzitsua zen, baina gaur egun metano likidotua garraiatzeko ontziak oso seguruak dira eta seguruenetakoak ez ezik, ingurumena errespetatzen duen itsasontzietako bat ere badira - petrolio-ontziek baino seguruagoak ingurumenarentzat. Ontzien flotaren bezerorik handiena Japonia da, ia ez baitu tokiko energia iturririk, eta irlarako gasbideen eraikuntza oso lan zaila da. Japoniak ere gas-ibilgailuen "parke" handiena du. Gaur egun, gas natural likidotuaren (GNL) hornitzaile nagusiak Estatu Batuak, Oman eta Qatar, Kanada dira.
Azkenaldian, gas naturaletik hidrokarburo likidoak ekoizteko negozioa gero eta ezagunagoa izan da. Batez ere metanotik sintetizatutako gasolio erregai ultra-garbia da, eta industria hau etorkizunean erritmo bizkor batean garatzea espero da. Esaterako, Bushen energia politikak tokiko energia iturriak erabiltzea eskatzen du, eta Alaskak gas naturalaren gordailu handiak ditu. Prozesu hauek petrolioaren prezio nahiko altuek suspertzen dituzte, teknologia garestiak garatzeko aurrebaldintzak sortzen dituztenak - GTL (Gas-to-Liquids) horietako bat besterik ez da.
Funtsean, GTL ez da teknologia berria. 20ko hamarkadan sortu zuten Franz Fischer eta Hans Tropsch kimikari alemaniarrek, aurreko zenbakietan euren programa sintetikoaren barruan aipatuak. Hala ere, ikatzaren hidrogenazio suntsitzailearen aldean, molekula arinak lotura luzeagoetan elkartzeko prozesuak gertatzen dira hemen. Hegoafrikak 50eko hamarkadatik ekoizten du erregai hori industria mailan. Hala ere, haiekiko interesa hazi egin da azken urteotan Estatu Batuetan erregaien isuri kaltegarriak murrizteko aukera berrien bila. BP, ChevronTexaco, Conoco, ExxonMobil, Rentech, Sasol eta Royal Dutch/Shell bezalako petrolio konpainia handiek diru kopuru handiak gastatzen ari dira GTL-rekin lotutako teknologiak garatzeko, eta garapen horien ondorioz, alderdi politiko eta sozialak gero eta gehiago eztabaidatzen ari dira. pizgarrien aurrean. erregai garbien kontsumitzaileen gaineko zergak. Erregai horiei esker, diesel-erregaiaren kontsumitzaile askok ingurumena errespetatzen duten beste batzuekin ordezkatuko dute eta autoen konpainiek kostua murriztuko dute legeak ezarritako emisio kaltegarrien maila berriak betetzeko. Azken proba sakonek erakusten dute GTL erregaiek karbono monoxidoa % 90 murrizten dutela, hidrokarburoak % 63 eta kedarra % 23 murrizten dutela diesel partikula-iragazkirik behar izan gabe. Gainera, erregai honen sufre gutxiko izaerak ibilgailuen isuriak are gehiago murrizten dituzten katalizatzaile gehigarriak erabiltzea ahalbidetzen du.
GTL erregaiaren abantaila garrantzitsu bat da diesel motorretan zuzenean erabil daitekeela unitateetan aldaketarik egin gabe. 30 eta 60 ppm sufre dituzten erregaiekin ere nahastu daitezke. Gas naturala eta petrolio gas likidotuak ez bezala, ez dago lehendik dagoen garraio azpiegitura aldatu beharrik erregai likidoak garraiatzeko. Denis Yakubson Rentech-eko presidentearen arabera, erregai mota hau ezin hobeki osa liteke diesel motorren potentzial ekonomiko ekologikoa, eta gaur egun Shell 22,3 milioi dolarreko lantegi handi bat eraikitzen ari da Qatarren, egunean XNUMX milioi litro erregai sintetiko diseinatu ahal izateko. ... Erregai horien arazorik handiena instalazio berrietan egin behar den inbertsio izugarria eta normalean garestia den produkzio prozesua da.
biogas
Hala ere, metanoaren iturria ez dira soilik lurpeko gordailuak. 1808an Humphry Davy-k hutseko erretorta batean jarritako lastoarekin esperimentatu zuen eta batez ere metanoa, karbono dioxidoa, hidrogenoa eta nitrogenoa zituen biogas bat sortu zuen. Daniel Defoek biogasari buruz ere hitz egiten du “uharte galduari” buruzko eleberrian. Hala ere, ideia honen historia are zaharragoa da - 1776. mendean, Jan Baptita Van Helmontek uste zuen substantzia organikoen deskonposiziotik gas erregaiak lor zitezkeela, eta Alexander Volta kondeak (bateriaren sortzailea) ere antzeko ondorioak atera zituen. 1859an. Lehen biogas planta Bombayn hasi zen martxan eta Edwin Drake-k lehen petrolio zundaketa arrakastatsua egin zuen urte berean ezarri zen. Indiako lantegi batek gorotzak prozesatzen ditu eta faroletarako gasa hornitzen du.
Denbora asko igaroko da biogasa ekoizteko prozesu kimikoak ondo ulertu eta aztertu arte. Hau XX. Mendeko 30. hamarkadan bakarrik egin zen posible eta mikrobiologiaren garapenean izandako jauziaren emaitza da. Bihurtzen da prozesu hau Lurreko bizitza-forma zaharrenetakoa den bakteria anaerobioek eragiten dutela. Ingurune anaerobio batean materia organikoa "ehotzen" dute (deskonposizio aerobikoak oxigeno asko behar du eta beroa sortzen du). Halako prozesuak modu naturalean gertatzen dira paduretan, paduretan, arrozetan, estalitako aintziretan eta abarretan.
Biogasa ekoizteko sistema modernoak gero eta ezagunagoak dira herrialde batzuetan, eta Suedia liderra da bai biogasa ekoizteko, bai bertan ibiltzeko egokitutako ibilgailuetan. Sintesi-unitateek bereziki diseinatutako biosorgailuak erabiltzen dituzte, gailu nahiko merke eta sinpleak, bakterioentzako ingurune egokia sortzen dutenak, zeinak, motaren arabera, 40 eta 60 gradu arteko tenperaturetan "funtzionatzen" duten eraginkorrena. Biogas zentraletako azken produktuek, gasaz gain, amoniakoan, fosforoan eta nekazaritzan lur ongarri gisa erabiltzeko egokiak diren konposatuak ere badituzte.
