Почему американские военные планируют начать производство собственного авиационного топлива

Прежде чем сжечь реактивное топливо, которое питает двигатели самолетов, оно начинает свою жизнь в земле в виде ископаемого топлива. Но американские военные изучают новые способы производства этого топлива синтетическим путем и на месте, где оно должно быть использовано. Они только что объявили о заключении контракта на сумму до 65 миллионов долларов с компанией Air Company, расположенной в Бруклине, которая разработала синтетическое топливо, не берущее исходные материалы из земли.

Объявляя о заключении контракта, Министерство обороны отмечает, что оно заботится как о безопасности, так и об окружающей среде. Для доставки топлива для самолетов, отмечает Министерство обороны, "часто используется комбинация судов, самолетов-заправщиков и автоколонн". И эти транспортные механизмы, добавляет военное ведомство, могут "стать чрезвычайно уязвимыми".

Вот как работает топливо, почему в нем заинтересованы военные и каковы преимущества и недостатки такого подхода.

Эта инициатива Министерства обороны называется Project SynCE, что произносится как "смысл" и неуклюже расшифровывается как Synthetic Fuel for the Contested Environment. Под спорной средой военные подразумевают пространство, подобное полю боя, где может произойти конфликт.

Строительные блоки топлива от Air Company включают водород и углерод, и этот процесс требует энергии. "Мы начинаем с возобновляемого электричества", - говорит Стаффорд Шихан, технический директор и соучредитель Air Company. Эта электроэнергия, добавляет он, используется "для расщепления воды на газообразный водород и газообразный кислород, так что мы получаем экологически чистый водород".

Но топливо требует углерода, поэтому для получения этого элемента компании нужен углекислый газ. "Конкретно для проекта SynCE мы рассматриваем технологии прямого улавливания углекислого газа на месте, в воздухе, или прямого улавливания в океане", - говорит он. Но в целом, - добавляет он, - мы улавливаем двуокись углерода из различных источников". В настоящее время, отмечает он, их источником является CO2, "который является побочным продуктом производства биотоплива".

Итак, ингредиенты рецепта включают углекислый газ плюс водород, полученный из воды. Эти элементы соединяются в проточном реакторе с неподвижным слоем, который представляет собой "кучу трубок с катализаторами" или, еще проще, "трубки с камнями внутри", - говорит Шихан.

Само реактивное топливо в основном состоит из молекул - известных как парафины - углерода и водорода. Например, некоторые из этих парафинов называются нормальными парафинами, которые представляют собой прямую линию углеродов с присоединенными к ним гидрогенами. Также присутствуют углеводороды, называемые ароматическими соединениями.

"Вам необходимо иметь эти ароматические соединения, чтобы сделать реактивное топливо, идентичное ископаемому, - говорит он, - и очень важно, чтобы оно было идентично ископаемому, потому что все двигатели рассчитаны на работу на ископаемом топливе".

Ладно, хватит химии. Дело в том, что это топливо производится синтетическим путем, не из земли, и может стать прямой заменой рафинированному соку динозавров, который обычно используется в самолетах. "С помощью нашего процесса можно сделать реактивное топливо, которое будет гореть чище, а значит, будет меньше контраилов, - говорит он. Однако при сгорании оно все равно будет выделять углерод.

В этом проекте участвуют несколько государственных структур, включая ВВС и Отдел оборонных инноваций, который выступает в качестве своеобразного моста между военным и коммерческим секторами. Где же они начнут готовить это новое топливо? "Мы планируем использовать эту технологию в паре с другими проектами по использованию возобновляемых источников энергии на нескольких совместных базах, включая солнечную, геотермальную и ядерную энергию", - говорит Джек Райан, руководитель проекта в DIU, по электронной почте. "Хотя мы пока не можем сообщить точное местоположение, первоначально этот проект будет базироваться в континентальной части США, а затем, со временем, мы ожидаем, что уменьшение размеров оборудования позволит сделать систему модульной и использовать ее в оперативных условиях."

Наличие возможности производить топливо в оперативных условиях, как описывает Райан, может оказаться полезным в будущем конфликте, поскольку наземные транспортные средства, такие как автоцистерны, могут стать мишенью. Например, 9 апреля 2004 года в Ираке произошло нападение, известное как "засада в Страстную пятницу", в результате которого погибло множество людей; большая американская колонна осуществляла "экстренную доставку авиационного топлива в аэропорт" в Багдаде, Ирак, как отметила газета The Los Angeles Times в пространной статье об этом инциденте в 2007 году.

"Благодаря разработке и внедрению технологии производства топлива на месте, наши объединенные силы станут более устойчивыми и стабильными", - говорит Райан.

Никита Павленко, руководитель программы в некоммерческой организации "Международный совет по чистому транспорту", говорит, что он рад этой новости. "Это также вероятно то, до чего еще довольно далеко", - добавляет он. "Компания Air Company все еще находится на очень, очень начальной стадии коммерциализации".

Эти виды топлива, называемые e-fuels, то есть электротопливо, не поставляются в больших количествах и не являются дешевыми. "Я ожидаю, что экономика и доступность будут большими ограничениями", - говорит он. "Просто исходя из базовой стоимости зеленого водорода

Однако, по словам Павленко, эти виды топлива несут экологические преимущества, хотя важно, чтобы водород, который они используют, был создан экологически чистым способом, например, из возобновляемых источников энергии. При сгорании топлива все равно происходит выброс углерода, но польза от этого есть, потому что топливо было создано путем изъятия углекислого газа из атмосферы или предотвращения его выброса из дымовой трубы. Даже такой сценарий с дымящейся трубой является экологически привлекательным для Павленко, потому что "вы как бы заимствуете этот CO2 из атмосферы - просто задерживаете его выход в атмосферу, а не берете что-то, что находится под землей миллионы лет, и высвобождаете его". (Одна из оговорок - в идеале, внизу не должно быть дымовых труб, выбрасывающих углекислый газ, который можно было бы улавливать в первую очередь).

Со своей стороны, оборонное инновационное подразделение заявляет, что они заинтересованы в различных способах получения углекислого газа, но больше всего им нравится получать его из воздуха или океана. Это потому, что эти два метода "служат двойной цели - извлечению CO2 из воздуха/воды и одновременно являются сырьем для синтетического топливного процесса", - сказал Мэтт Палумбо, руководитель проекта в DIU, по электронной почте. Палумбо также отмечает, что он ожидает, что этот период контракта продлится от двух до пяти лет, и думает, что начинание будет продолжаться и дальше.