"백 투 더 퓨처"에서 Doc은 DeLoreantime 기계에 전원을 공급하기 위해 Mr. Fusion에게 바나나 껍질과 맥주를 던졌습니다. 우리는 가정용 저온 핵융합 시스템이나 타임머신의 시점에 있지는 않지만 맥주에서 그리 멀지 않은 연료로 바나나 껍질과 같은 쓰레기에 자동차에 전력을 공급할 수 있는 것과 멀지 않습니다. .
쓰레기로 차량에 동력을 공급하는 것은 Mr. Fusion만큼 터무니없게 들리지만 이미 소규모로 이루어지고 있습니다. 고체 쓰레기에서 액체 연료를 만드는 데는 가스화라는 과정이 포함됩니다. 화염이 아닌 열이 탄소 기반 고형물을 합성 가스로 변환한 다음 이를 에탄올로 증류할 수 있습니다. 알코올은 이미 많은 주에서 가솔린 공급에 추가되고 이미 도로를 달리는 자동차에 사용됩니다.
합성 가스 또는 합성 가스 간단히 말해서 다양한 공급 원료에서 만들 수 있습니다. 또는 다음을 포함한 소스 자료:
고체 바이오매스로부터 액체 연료를 생성한다는 아이디어는 오랫동안 존재해 왔습니다. 가스화 과정은 1609년 벨기에에서 목재와 석탄을 사용하여 발견되었습니다. Syngas는 "도시 가스"라고도 하며 램프 라이터가 수동으로 켜야 하는 가로등에 사용되었습니다. 제2차 세계 대전의 연료 부족 기간 동안 유럽 차량은 목재 칩으로 만든 합성 가스를 사용하도록 장착되었으며, 아파르트헤이트 시대의 남아프리카 공화국은 세계적인 제재를 받을 때 동일한 기술을 사용했습니다.
다시 말해, 이 물건은 아주 오래전부터 존재해 왔습니다. 다음으로, 현대의 쓰레기 기반 합성 가스가 어떻게 만들어지고 자동차를 개조하지 않고도 사용할 수 있는 에탄올로 변하는지 살펴보겠습니다.
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첫 번째 단계는 이동 스테이션에서 쓰레기 또는 도시 고형 폐기물을 분리하는 것입니다. 유리와 금속은 가스화 과정에서 작동하지 않으므로 어쨌든 재활용해야 합니다. 나무 조각, 잔디, 타이어 및 기저귀와 같은 것들이 작동합니다. Coskata, Inc.의 최고 마케팅 이사인 Wes Bolsen은 "정말 뜨거워져 녹는다면 좋은 물질이 아닙니다. 벽난로의 나무처럼 뜨거워져서 가스로 변하면 좋은 것입니다."라고 말합니다. 탄소 기반 물질은 모두 공급 원료로 사용할 수 있습니다.
쓰레기가 분류되면 가스화를 시작할 수 있습니다. 공급 원료는 분해될 때까지 압력을 가해 가열되지만 연소되지는 않습니다. 내부에 유기물이 있는 뒤뜰의 퇴비통을 상상해 보십시오. 그대로, 그 오래된 상추 잎과 당근 꼭대기는 꽤 뜨거워지고 퇴비를 만들기 위해 분해됩니다. 이제 통에 통풍구가 없어 연소를 일으킬 산소가 없고 더 많은 열과 압력이 가해지는 것을 상상해 보십시오. 동일한 분해 과정이 발생하지만 훨씬 더 강렬합니다. 분해 과정은 오래된 채소의 탄소 결합을 분해하고 천연 가스와 같은 합성 가스로 변합니다.
가스화 과정이 합성 가스를 만든 후 바로 여기에서 멈출 수 있습니다. Honda Civic NGV 또는 토론토 시의 새로운 쓰레기 트럭과 같은 일부 실험용 차량은 압축 천연 가스를 사용합니다. 합성 가스는 아마도 이러한 자동차의 연료로 사용될 수 있습니다. 그러나 이미 합성 가스를 사용할 수 없는 수백만 대의 자동차는 어떻습니까? Coskata는 합성 가스에서 에탄올을 만드는 공정에 몇 단계를 추가하여 자동차에 대한 변경 없이 오늘날 도로를 달리는 거의 모든 차량에 쉽게 도입할 수 있습니다.
Coskata의 공장에서 합성 가스가 생성되면 수성 환경에서 박테리아에 의해 가스에서 액체로 발효됩니다. 이는 실제로 물 탱크에 사는 벌레를 의미합니다. 이 특허받은 박테리아 균주는 합성 가스(CO, CO2 및 H2)를 흡입하고 에탄올(C2)을 제거합니다. 남은 일은 물에서 에탄올을 증류하는 것뿐입니다. 에탄올은 엔진 준비가 되어 있으며 물은 프로세스에서 거의 낭비되지 않고 벌레로 되돌아갑니다.
이제 우리는 쓰레기에서 연료를 만드는 방법을 알았으니 굳이 그것을 사용하는 이유를 알아보겠습니다.
달빛거의 알려지지 않은 사실:에탄올을 만드는 것은 월계수를 만드는 것과 거의 동일합니다. 실제로 Coskata는 완성 연료에 약간의 휘발유를 첨가할 정도로 매우 가깝습니다. 이 과정을 변성이라고 합니다. 그 정도의 휘발유를 추가하지 않으면 갤런당 $27의 주류세가 부과됩니다. 게다가 누구라도 휘발유가 든 에탄올을 마시고 싶을 정도로 절박하다면… 글쎄요. 토할 것입니다.
운전 경력이 3년이든 30년이든 간에, 정중하게 말해서 휘발유 가격은 변동성이 있다는 것을 알고 있습니다. 정치적 불안, 폭풍우, 자연 재해 등 미국으로 유입되는 석유와 휘발유의 흐름을 방해할 수 있는 요인은 무엇이든 상관없으며, 흐름이 중단되면 가격이 더 높아집니다. 최근 몇 년 동안 새로운 국내 연료 공급원을 찾는 것이 우선 순위 목록에서 높아졌습니다.
온실 가스 배출과 지구 기후 변화도 우리의 레이더에 있습니다. 화석 연료는 땅에서 꺼내는 것부터 사용을 위해 처리하는 것, 실제로 자동차에 사용하는 것에 이르기까지 주기의 거의 모든 단계에서 환경의 온실 가스에 기여합니다. 이러한 배출량을 줄이는 것은 환경에 대한 부담을 줄이는 데 큰 도움이 될 것입니다.
에너지부(DOE)는 어떤 공급원료를 사용하든 합성가스는 거의 제로에 가까운 생산 공정을 가능하게 하고 탄소 포집 저장을 위해 구성할 수 있다고 언급합니다. 또한 이산화황, 미립자 및 독성 오염 물질에 대한 가장 엄격한 미국 환경 배출 규정을 준수합니다.
합성 가스를 에탄올로 바꾸면 쓰레기로 자동차에 전력을 공급하는 것이 훨씬 쉬워집니다. 에탄올은 이미 사용 승인을 받았으며 오늘날 많은 주유소에서 10~15%를 찾을 수 있습니다. 플렉스 연료 차량은 탱크에서 훨씬 더 많은 에탄올, 종종 85% 에탄올과 15% 가솔린을 혼합하여 사용할 수 있습니다.
시애틀에서 수거된 쓰레기부터 중서부의 옥수수 폐기물, 남동부의 펄프 및 제지 산업 잔해에 이르기까지 공급원료로 사용할 수 있는 많은 종류의 쓰레기가 있습니다. 옥수수와 같이 사람들이 먹을 수 있는 실제 음식을 사용할 필요가 없습니다. 그렇지 않으면 연석에서 수거되어 매립될 쓰레기를 사용할 수 있습니다. Coskata의 Bolsen은 "당신이 돈을 벌 수 있을 때 땅에 있는 구멍에 쓰레기를 버리는 데 돈을 지불할 방법은 없습니다."라고 말합니다. "현금을 묻어두는 것과 같습니다."
거의 매립지를 도시 쓰레기로 채운 시카고와 같은 도시는 미래에 쓰레기를 처리하기 위해 코스카타와 같은 시스템을 찾고 있습니다. 그래도 캐치가 있어야겠죠? 아마도.
이 새로운 기술이 직면한 몇 가지 과제에 대해 알아보려면 계속 읽으십시오.
칩스 칩스쉽지 않은 경우 가정용 가스화가 가능합니다. 우드 칩을 가스화하기 위해 자신의 호퍼를 함께 용접하고 1988 Isuzu Trooper 뒤에 장착한 Chip Beam에게 물어보세요. 제2차 세계 대전에서 유럽인들이 사용한 것과 유사한 가스화 과정을 사용하여 그는 호퍼에 던진 칩 25파운드(11.3kg)당 20마일(32.2km)을 이동합니다. 그는 Watkins Glen에서 열린 첫 번째 Green Grand Prix에서 이 차를 몰고 "Most Unusual Car" 상을 수상했습니다.
나무 조각과 같은 일부 공급 원료는 매우 균일합니다. 작은 나무 조각 하나하나가 같은 재료이며 기계로 모든 조각을 비슷한 크기로 만들 수 있습니다. 우드칩, 잔디 및 이와 유사한 균일한 공급원료는 가스화 과정을 통해 폐기물을 연료로 전환하는 데 거의 이상적입니다.
그러나 도시의 고형 폐기물은 다른 이야기입니다. 예, 타이어와 기저귀를 공급원료로 사용할 수 있지만 가스화 과정을 시작하기 전에 매우 다른 처리가 필요한 매우 다른 재료입니다. 한 가지는 펄프 공장에서 목재 폐기물을 가져오는 것보다 이송 스테이션에서 사용 가능한 쓰레기를 추출하기 위해 해야 할 분류가 더 많습니다. 더 많은 분류 및 준비 작업은 더 많은 비용을 의미합니다.
가스화 과정에서 필요한 쓰레기 준비의 문제는 이뿐만이 아니다. 도시의 고형 폐기물과 풀이나 옥수수와 같은 일부 바이오매스 공급원료를 포함한 많은 폐기물은 수분 함량이 더 높습니다. 이러한 품목은 가스화를 위해 호퍼에 공급되기 전에 건조되어야 합니다.
공정의 다른 쪽 끝에도 잠재적인 문제가 있습니다. 도시 폐기물의 회분 함량이 더 높을 것입니다. 우드칩은 매우 효율적인 공급원료로, 불과 2% 정도만 재로 남습니다. 나머지 질량은 가스로 변환됩니다(난로에 있는 통나무를 생각하십시오). 타이어 및 기저귀와 같은 도시 고형 폐기물을 합성 가스로 처리하는 모든 공장에는 남은 재를 처리할 수 있는 시설이 있어야 합니다.
그리고 전기에서 수소에 이르는 모든 새로운 연료원과 마찬가지로 널리 채택될 수 있도록 충분한 합성 가스를 생성해야 합니다. 미국 최대의 쓰레기 수거업체인 웨이스트 매니지먼트(Waste Management)는 Coskata와 파트너십에 대해 이야기했지만 쓰레기 동력 자동차의 광범위한 사용은 앞으로 3~5년이 더 걸립니다. 그러나 에탄올을 내뿜는 박테리아가 방해를 받으면 머지 않아 당신의 차가 Doc's DeLorean과 같은 쓰레기 동력 자동차가 될 수 있습니다. 바나나나 미친 전선이 필요하지 않습니다.
쓰레기 동력 자동차, 합성 가스 및 기타 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 참조하십시오.
