În articolul „Europa preacurată în 30 de ani“ menţionam decizia Comisiei Europene de a face din Europa primul continent neutru din punct de vedere al bilanţului emisiilor şi absorbţiei dioxidului de carbon în şi din atmosferă.

Diesel-out ar fi doar o mică picătură. Renunţăm la generarea întregii producţii de energie termică şi electrică pe bază de cărbune, petrol şi gaz natural?

Şi oare cine îndrăzneşte să mai toarne şi gaz – pardon, motorină – peste foc?

Diesel împotriva întregii lumi, Diesel împingând Tesla de pe piedestalul mapamondului electrificat cu energie de la vânt şi soare?

Imposibil de imaginat o asemenea perspectivă, în plină cruciadă mondială împotriva dioxidului de carbon din aer, care, după unii, ar duce la încălzirea rapidă a atmosferei, după alţii nu. Civilizaţia umană, cu tot ce produce ea, este actualmente responsabilă doar pentru 3,225% din cele 0,04% de dioxid de carbon din atmosfera Pământului, adică, explicit, pentru 0,0013%, atmosfera fiind dominată de azot (76,5%) şi oxigen (19,6%). Dar, independent de teoriile legate de aportul dioxidului de carbon la încălzirea planetei, este preferabil să nu perturbăm un echilibru natural cu concentraţii, cel puţin locale, peste metropole şi parcuri industriale. Efectul de seră, provocat de dioxidul de carbon, pe lângă vaporii de apă şi ozon, nu poate fi în nici un caz neglijat!

Comisia Europeană nu se referă, însă, în decizia citată mai sus, la eliminarea emisiei antropogene de dioxid de carbon în atmosferă, ci la păstrarea bilanţului între emisie şi absorbţie. Aşadar, apar două noţiuni salvatoare – pentru industrie, pentru transport şi pentru alimentarea cu energie electrică şi cu căldură a caselor noastre: emisie şi absorbţie! Deci, în primul rând, mai putem emite acest gaz înfierat, care rezultă, în procesele energetice, din arderea unei hidrocarburi, cum ar fi benzină, motorină, alcoolul sau gazul metan, cu oxigen din aer! Însă, în al doilea rând, trebuie să absorbim tot ce am emis!

Să facem fabricile, casele sau motoarele noastre să înghită tot atât dioxid de carbon cât au emis în atmosferă? Perpetuum mobile extins de la energie la chimie?

Instalaţie de absorbţie a dioxidului de carbon din aer sau din gazele ejectate în procese industriale

Acest scenariu nu este deloc absurd!

Recent au fost puse în funcţiune instalaţii industriale pentru captarea relativ simplă şi eficientă a dioxidului de carbon din atmosferă, respectiv din gazele evacuate de centrale termice şi electrice funcţionând pe bază de cărbune sau gaz metan, din fabrici de ciment şi din oţelării. Filtrele alcaline absorb amestecul de gaz care conţine dioxid de carbon în cadrul unui proces bazat pe scăderea presiunii, însoţită de creşterea temperaturii la 80-120°C. După reţinerea unei cantităţi de dioxid de carbon în filtru acesta este răcit, iar gazul colectat este înmagazinat într-un rezervor, după care tot ciclul este reluat. Gazul colectat este dirijat apoi prin conducte spre o staţie de transformare chimică, unde este combinat cu un flux de hidrogen obţinut prin electroliză „curata“, pe bază de energie electrică din parcuri eoliene sau din centrale hidraulice. Din reacţia chimică dintre dioxidul de carbon şi hidrogen rezultă metanol.


Instalaţie pentru producerea metanolului din dioxid de carbon şi hidrogen

În Islanda a fost inaugurată cu puţin timp în urmă o instalaţie pentru producerea metanolului din dioxid de carbon şi hidrogen electrolitic: cu un curent de 600-Megawatt pentru generarea hidrogenului, respectiv cu şase mii de tone de dioxid de carbon evacuat din instalaţii industriale se obţin anual 4000 de tone de metanol. Metoda a fost adoptată rapid de mari companii industriale, rezultatele fiind deja foarte promiţătoare!

Cu un asemenea combustibil absolut sustenabil, Diesel şi-a început reabilitarea în forţă, utilizând mai întâi artileria grea! Adică giganticele motoare de nave maritime!

Wärtsila a dezvoltat recent un nou concept de motor Diesel în patru timpi, cu injecţie directă la înaltă presiune, în timp ce B&W/MAN au construit o gamă de motoare Diesel în doi timpi, tot cu injecţie directă de înaltă presiune. Aceste concepte sunt radical diferite de clasicul Diesel în ceea ce priveşte formarea amestecului de aer/combustibil şi, mai ales, arderea, în special pentru a facilita autoaprinderea, altfel extrem de grea a metanolului (număr cetanic 3) în comparaţie cu motorină sau dimetileterul (număr cetanic 50-60). Pentru a declanşa aprinderea metanolului în noile motoare se foloseşte o injecţie pilot, constând dintr-o foarte mică doză de motorină, înaintea injecţiei principale de metanol. Vapoare echipate cu asemenea motoare au început să fie văzute din ce în ce mai des pe marile lumii.

Nava Lindager cu motor Diesel în doi timpi cu injecţie de metanol, precedată de o mică doză de motorină

Metanolul poate fi stocat la bord în stare lichidă la presiune şi temperatură ambientă, ceea ce constituie un avantaj enorm faţă de autogaz LPG (la 5-10 bari), de gazul metan lichefiat LNG (la minus 160°) sau de hidrogen (la minus 253°C sau la 700bari). Prima navă echipată cu un motor Diesel Wärtsila acţionat cu metanol este Stena Germanica (2015). Alte nave au fost echipate cu asemenea motoare de către B&W/MAN şi Hyundai. Un exemplu demn de menţionat este nava Lindanger, propulsată de un motor în doi timpi Diesel Hyundai-B&W cu injecţie pilot, având o putere de 10.320 de kilowatt.

Pe lângă recuperarea emisiei de dioxid de carbon prin absorbţie şi reacţie cu hidrogen, din care rezultă iarăşi metanol, aceste motoare au avantajul unor emisii de oxizi de azot mult sub limitele legale, pentru a nu mai vorbi şi de emisia de particule, practic inexistentă.

Şi în automobilele noastre? Injecţie pilot, adică încă un rezervor? Nu! Ceva mai simplu nici că se poate: în rezervorul mare al maşinii moderne echipate cu motor Diesel pe care o mai posedaţi turnăm metanol în loc de motorină, iar în cel mai mic puţină motorină în loc de amoniacul numit pompos Adblue.

Chinezii sunt, că în multe alte domenii tehnice în ultimul timp, pionieri şi în această direcţie:

În oraşul Xi´an, care este aproape de trei ori mai mare decât Bucureştiul, aerul la fel de irespirabil a obligat municipalitatea să treacă la o măsură radicală! 10.000 de taxiuri, adică 80% din total, sunt propulsate de motoare cu metanol 100%.

Chiar dacă nu în ciclu Diesel cu injecţie pilot, ci cu aprindere prin scânteie, conceptul are avantaje clare.

Restul de taxiuri sunt electrice. Va miră proporţia, acum, când toate lumea vrea să treacă la automobile electrice? Guvernul chinez a decis retragerea sprijinului financiar la achiziţionarea de automobile electrice până la sfârşitul acestui an, în favoarea automobilelor cu combustibili alternativi, sustenabili, aşa cum este metanolul, care poate fi obţinut şi din biogas sau din resturi de plante, prin distilare. Există mari companii de automobile în lume care au riscat electrificarea masivă, cu ochii pe piaţa chineză, şi care, acum, nu sunt de invidiat.

Taxiuri cu motoare Diesel funcţionând cu metanol 100%, care arde sănătos, cu flacăra albastră. Alături, taximetrişti în ţinută la fel de sănătoasă, care ar trebui introdusă şi la Bucureşti, Cluj, Braşov şi Constanţa – aviz primarilor

Iar metanolul pur, cu greutăţile menţionate la autoaprindere, care determină folosirea injecţiei pilot a unui combustibil adiţional, nu este încă ultimul cuvânt – din metanol se poate face mai mult!

Cuvântul magic, mega-elucubrat, este, în termeni chimiosilabisiţi, poli-oxi-metilen-dimetil-eter, pe scurt OME. Care poate fi OME 3, 4 sau 5, în funcţie de lungimea catenei moleculare, cu mai puţine sau mai multe mărgeluţe de oxigen. Un asemenea OME se poate înfrunta direct cu atributele unei motorine normale: practic, acelaşi număr cetanic, bun la autoaprindere, aproape aceeaşi vâscozitate, bună la ungerea elementelor mobile din pompa de injecţie, o densitate ceva mai mare, bună pentru stocarea unei cantităţi suficiente în rezervor, la presiune şi temperatura atmosferică. Sigură proprietate mai slabă decât a motorinei este energia conţinută într-un litru din respectivul combustibil. Ceea ce, însă, nu trebuie să ne impacienteze, fiind datorat chimiei, OME având destul oxigen în moleculă, care îl diminuează pe cel cerut din aer. Aşadar, la o cantitate de aer comparabilă în cilindri va trebui injectat, conform bilanţului chimic, mai mult OME decât motorină. Raza de acţiune, folosind acelaşi rezervor, devine astfel mai redusă. Dar până la urmă, preţul contează. OME costa, în actuala fază de cercetare şi instalaţii pilot, aproximativ 60 de cenţi pe litru, adică dublu decât motorină. Ceea ce poate deveni relativ la o producţie industrială de masă. Importantă este însă scăderea absolut spectaculoasă a noxelor clasice pentru Diesel, oxizii de azot şi particulele. Într-adevăr, un combustibil de mare viitor!

OME poate fi produs prin reacţia metanolului cu formaldehida care provine tot din metanol, dar şi prin reacţia directă a metanolului cu dioxidul de carbon captat şi cu hidogenul generat.  

Vise frumoase prin văzduhul tulbure şi irespirabil prin care ne luptăm pentru un loc de înaintat sau de stat în confuzia generală de pe străzile româneşti?

Nu e aşa! Bucureştiul, Constanţa, Clujul, Brasovul îşi pot produce singuri asemenea combustibili sustenabili şi nepoluanţi.

Despre metodele concrete, în articolul viitor.