PNNL-teknologi baner vejen for ethanol-afledt jetbrændstof

ASTM International reviderede for nylig ASTM D7566 Annex A5 - standardspecifikationen for flyturbinebrændstof indeholdende syntetiserede kulbrinter - for at tilføje ethanol som et godkendt råmateriale til fremstilling af alkohol-til-jet syntetisk paraffinisk petroleum (ATJ-SPK). Revisionen af ​​ASTM D7566 Annex A5 baner vejen for øget anvendelse af bæredygtige flybrændstoffer, fordi ethanolråvarer kan fremstilles fra så mange forskellige billige kilder. Bag dette betydelige fremskridt er Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory-teknologi - otte år under udvikling - og dets industrielle partner, LanzaTech.

Ved at bruge sin ekspertise inden for kemi og katalyse, PNNL udviklede en unik termokatalytisk proces til omdannelse af ethanol til ATJ-SPK. Det første trin i processen er at omdanne ethanolen til ethylen ("dehydrering"). Under det andet trin ("oligomerisering"), ethylenmolekyler kombineres kemisk for at opbygge rækken af ​​kulbrintemolekyler, der er nødvendige til flybrændstof. Disse kulbrinter hydrogeneres derefter, efterfulgt af fraktionering for at fremstille alkohol-til-jet syntetisk paraffinisk petroleum med de ønskede egenskaber. Processen kan bruge ethanol fra enhver kilde, herunder ethanol produceret via LanzaTechs proprietære gas-til-ethanol proces.

PNNL arbejdede sammen med LanzaTech for at opskalere katalysatoren, og LanzaTech opskalerede hele processen til at producere 4, 000 gallons ethanol-afledt ATJ-SPK. LanzaTech kompilerede dataene fra omfattende analyse og test af ATJ-SPK-produktet til en forskningsrapport til gennemgang af Federal Aviation Administration samt fly- og motor-OEM'er. Gennemgangen bekræftede, at ATJ-SPK opfylder alle egnede egenskaber, der kræves af ASTM D4054, standardpraksis for kvalificering og godkendelse af nye flyturbinebrændstoffer og brændstoftilsætningsstoffer. Efter denne anmeldelse, en stemmeseddel blev sendt til ASTM-medlemskabet for at godkende tilsætningen af ​​ethanol som råmateriale i ASTM D7566 bilag A5, som passerede den 1. april i år. En anden afstemning bestod også, at øge blandingsforholdet af ATJ-SPK til 50 procent fra 30 procent. Som resultat, Bæredygtigt flybrændstof fremstillet af ethanol ved hjælp af en alkohol-til-jet-proces kan bruges af kommercielle flyselskaber i op til 50 procent blandinger med konventionelt jetbrændstof.

"Kommercielle flyselskaber bruger meget brændstof, og det er en stor bidragyder til deres omkostninger. Bæredygtigt flybrændstof giver flyselskaberne en anden mulighed, som har fordele for miljøet og tilbyder en sikring mod udsving i oliepriserne, sagde Corinne Drennan, sektorleder for bioenergiteknologier hos PNNL. "ASTM-kvalificering af ATJ-SPK ved et blandingsforhold på 50 procent er et væsentligt skridt fremad. I teorien, halvdelen af ​​det brændstof, der driver kommercielle flyselskaber, kunne komme fra ethanol-afledt brændstof. Vi ser frem til at fremme teknologien for at reducere produktionsomkostningerne og yderligere forbedre kulstofintensiteten af ​​bæredygtigt flybrændstof fra ethanol."

"ASTM-kvalificering af ethanol-afledt jetbrændstof betyder, at hvor der er bæredygtig ethanol, har vi potentialet til at producere low-carbon jetbrændstof," sagde Jennifer Holmgren, administrerende direktør i LanzaTech. "Produktionens omfang er det afgørende, og optagelsen af ​​ethanol i ASTM D7566 bilag A5 er, derfor, enormt betydningsfuldt, da det betyder, at vi kan få adgang til store mængder af bæredygtige ethanolråvarer globalt for at understøtte luftfartssektorens dekarboniseringsmål."

ASTM International udvikler standarder over hele kloden til en række forskellige industrier, herunder luftfart. Dens standarder bruges af virksomheder og regeringer for at sikre en høj grad af ydeevne.

Dette arbejde blev støttet af Department of Energy's Bioenergy Technologies Office.