Vi khuẩn trong quân đội
Những nỗ lực đầu tiên nhằm thay thế nhiên liệu JP-10 năng lượng cao, đặc biệt được sử dụng trong các máy bay Tomahawk của Mỹ, đã được thực hiện cách đây 5 năm tại Viện Công nghệ Georgia và Viện Năng lượng Sinh học Liên hợp. Trên thực tế, đó là công trình sau đại học của Stephen Sarria dưới sự giám sát của Phó Giáo sư Pamela Peralta-Yahya. JP-10 thu hút sự chú ý của các nhà khoa học do giá thành cao: hiện nay nó là loại nhiên liệu cấp cao nhất với mức giá 27 USD cho 3,75 lít. Giá này được chứng minh bởi mật độ năng lượng cao của nhiên liệu, như các nhà hóa học nói, "hydrocacbon có hệ tuần hoàn căng thẳng". Nhiên liệu thuộc lớp ưu tú HEDF (Nhiên liệu mật độ năng lượng cao) hoặc nhiên liệu có năng lượng riêng cao, hiện chỉ được cung cấp cho người tiêu dùng quân sự với chi phí thấp. Việc đốt cháy JP-10 trong động cơ cho phép thu được năng lượng nhiều hơn 20-30% so với việc sử dụng xăng 98 thông thường. Bỏ chi tiết hóa học sang một bên, một trong những "con chip" của nhiên liệu như vậy là các phân tử pinene, hóa ra là do các loài cây lá kim tạo ra. Hơn nữa, pinen vẫn có mùi giống như lá thông - nếu không có nó, một cây thông Noel thật sẽ biến thành một cây giả khéo léo.
Để thỏa mãn quân đội Mỹ với cây tùng nhân tạo như một thành phần của tên lửa JP-10, tất cả các khu rừng ở Bắc Mỹ sẽ là không đủ. Riêng Tomahawk được nạp khoảng 460 kg nhiên liệu. Do đó, các nhà phát triển đã quyết định sử dụng các dịch vụ của vi khuẩn. Để làm được điều này, một gen chịu trách nhiệm tổng hợp pinene từ glucose thông thường đã được đưa vào vi sinh vật (Escherichia coli cổ điển) coli. Tất cả những gì còn lại là thu thập "cây trồng" dưới dạng các sản phẩm chuyển hóa của vi khuẩn (năng suất khoảng 36 mg / l), xử lý xúc tác và lấp đầy các bể Tomahawk. Pamela Peralta-Yahya đã tóm tắt kết quả của nghiên cứu:
"Chúng tôi đã tạo ra một tiền thân bền vững cho nhiên liệu mật độ năng lượng cao trông giống như những gì hiện đang được sản xuất từ dầu mỏ và có thể được sử dụng trong các động cơ phản lực hiện có."
Tuy nhiên, công nghệ này vẫn chưa được triển khai thực tế, phần lớn là do năng suất thấp của vi khuẩn biến đổi.
Vấn đề về tính khả dụng của JP-10 không chỉ quan trọng trong các vấn đề quân sự. Nếu có thể có được một chất tương tự rẻ tiền của một loại nhiên liệu năng lượng cao như vậy, thì nó cũng có thể được đổ vào các thùng chứa của tàu vận tải dân dụng. Và điều này sẽ làm giảm nghiêm trọng khối lượng nhiên liệu vận chuyển trên máy bay hoặc phạm vi chuyến bay với tất cả các khoản tiền thưởng kinh tế tiếp theo. Trung bình, siêu nhiên liệu quân sự hiệu quả hơn 11% so với loại dầu hỏa hàng không tốt nhất được sử dụng trong giao thông dân dụng. Lầu Năm Góc cũng không ghét việc thay thế JP-8 bằng một loại máy bay tương tự tổng hợp và rẻ tiền của JP-10, chẳng hạn như B-52 chiến lược. Người Mỹ đã cố gắng tạo ra các thành phần nhiên liệu sửa đổi. Tập đoàn Syntroleum cách đây 15 năm đã tạo ra hỗn hợp nhiên liệu JP-8 và nhiên liệu FT, được tổng hợp từ than đá, loại nhiên liệu này thậm chí còn được thử nghiệm trên máy bay ném bom B-52. Một thời gian sau, điều này cũng được thử nghiệm trên F18A Super Hornet. Điều này xảy ra trong thời kỳ giá tài nguyên dầu cao và việc sản xuất nhiên liệu lỏng từ than đã được chứng minh bằng cách nào đó. Theo thời gian, dầu đá phiến xuất hiện ở Hoa Kỳ, giá thành của "vàng đen" giảm mạnh, và các thí nghiệm với các thành phần nhiên liệu đã dừng lại một thời gian. Tất cả điều này một lần nữa chứng minh rằng không có vấn đề môi trường nào là nguyên nhân của "cuộc cách mạng tổng hợp" sắp tới trong lĩnh vực hàng không và tên lửa của quân đội Mỹ - mọi thứ đều được giải thích bởi một nền kinh tế tầm thường.
Tomahawks yêu cầu nhiên liệu sinh học
Hiện có khoảng 4 nghìn tên lửa chiến thuật Tomahawk ở Hoa Kỳ. Đây là một con số đủ lớn để bắt đầu phát triển một chất tương tự tổng hợp của JP-10. Hơn nữa, Viện Vật lý Hóa học Đại Liên (Trung Quốc) năm ngoái đã thu được kết quả về siêu nhiên liệu nhân tạo từ sinh khối lignocellulosic. Đây không phải là nguyên liệu thô hiếm nhất cho nhiên liệu sinh học - cồn sinh học đã được sản xuất từ nó từ lâu trên thế giới. Người Trung Quốc đã phát triển một quy trình dựa trên việc sử dụng rượu furfuryl, để có thể thu được các chất tương tự JP-10 khá rẻ. Theo số liệu, hiện nay một tấn nhiên liệu như vậy có giá khoảng 7 nghìn đô la, và theo công nghệ của Trung Quốc, giá phải giảm xuống còn 5, 6 nghìn. máy bay quân sự và tên lửa chiến thuật của Trung Quốc sẽ trở thành một trong những đối tượng tiêu thụ sinh học -JP-10.
Các nhà nghiên cứu Cameron Moore và Andrew Sutton tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, Hoa Kỳ vào tháng 4 năm nay đã được cấp bằng sáng chế cho một phương pháp sản xuất nhiên liệu sinh học hơi khác. Kể từ năm 2017, đối tác của dự án là Gevo, với hy vọng sẽ bổ sung sự phát triển cho lĩnh vực dân dụng. Như bạn đã biết, ngô có truyền thống là cây trồng hàng đầu ở Hoa Kỳ. Hơn 20 triệu ha đất được gieo trồng loại cây này hàng năm. Ngô đối với người Mỹ không chỉ là thực phẩm đóng hộp trong siêu thị và thức ăn gia súc, mà còn là cồn sinh học, được dùng để pha loãng tới 50% xăng tại các trạm xăng. Moore và Sutton, làm việc cho Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, đã tạo ra một chu trình sản xuất JP-10 từ chất thải ngô. Hơn nữa, đầu tiên, cồn sinh học được lấy từ ngô, và chỉ sau đó siêu nhiên liệu được tổng hợp từ cám còn lại với năng suất thành phẩm lên đến 65%. Điều này làm giảm đáng kể chi phí của nhiên liệu sinh học mới và cũng không có chất phản ứng và chất thải độc hại cao.
Theo ước tính ban đầu, tổng chi phí nhiên liệu ngô cho Tomahawks sẽ giảm 50%, điều này có thể thực sự cách mạng hóa ngành công nghiệp nhiên liệu. Có những tính toán khác lạc quan hơn: một gallon JP-10 sinh học sẽ có giá khoảng 11 đô la thay vì 27 đô la như ngày nay. dầu hỏa năng lượng. Điều này sẽ rất hữu ích trong một thế giới hậu đại dịch, khi mọi người sẽ ngại di chuyển đường dài: giá vé thấp có thể hữu ích trong trường hợp này. Có thông tin về việc sử dụng thử nghiệm các thành phần nhiên liệu dựa trên JP-10 mới trên các đường bay từ Hoa Kỳ đến Úc. Việc mở rộng diện tích trồng ngô ở Hoa Kỳ cũng sẽ là một trong những yếu tố kích thích sự phát triển của nền kinh tế. Người Mỹ hy vọng với việc đưa chu trình hóa học Sutton-Moore vào sản xuất hàng loạt, rất nhiều việc làm mới trong nông nghiệp sẽ xuất hiện. Tính đến việc sử dụng chất thải sản xuất cồn sinh học làm nguyên liệu, đội ngũ nhân viên của các công ty sản xuất loại nhiên liệu này cũng sẽ mở rộng. Xung quanh đều có những điểm cộng. Tất nhiên, điều quan trọng nhất ở Los Alamos được coi là sự giảm bớt sự phụ thuộc của nhà nước vào nguồn cung cấp các sản phẩm dầu mỏ từ bên ngoài. Và tất nhiên, toàn bộ câu chuyện công nghệ hóa học này rất được các nhà hoạt động của Tổ chức Hòa bình xanh yêu thích, mặc dù họ vẫn chưa thừa nhận.
Trong số những mặt tích cực rõ ràng của sự xuất hiện của công nghệ JP-10 sinh học mới, có nhiều nhược điểm. Thứ nhất, việc giảm chi phí tự nhiên cho việc sử dụng tên lửa chiến thuật của Lầu Năm Góc sẽ trở thành một nguyên nhân khác gây ra sự xâm lược của Mỹ. Thứ hai, ngay khi các nhà kinh doanh cảm thấy rằng chu kỳ Sutton-Moore thực sự mang lại lợi nhuận kinh tế, một phần lớn diện tích nông nghiệp sẽ được trồng ngô. Loại cây công nghiệp này có thể lấn át một phần phần còn lại: lúa mì, đậu nành, … Với nhu cầu không đổi, hạn chế về nguồn cung sẽ làm tăng giá thành sản phẩm và giảm khả năng cung cấp cho người dân. Nhân tiện, điều này đã được quan sát thấy ở một số quốc gia tích cực sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như dầu biosolar và cồn sinh học. Và cuối cùng, thứ ba, để tăng năng suất ngô, rõ ràng là sẽ không đủ nếu chỉ mở rộng diện tích và hạt giống biến đổi gen từ "Monsanta" nổi tiếng. Sẽ đến lúc cần phải can thiệp vào phân bón hóa học, và tới đây “Khoảng xanh” khét tiếng sẽ có rất nhiều câu hỏi.
