Опыт же показал, что, если даже в двигатель добавляют незначительное количество воды, это приводит к резкому ухудшению его характеристик и долговечности. Кроме того, нитроглицерин – достаточно капризная, небезопасная в обращении жидкость. Не случайно небезызвестный Альфред Нобель потратил немало времени и сил прежде, чем смог получить динамит – довольно безопасную в обращении взрывчатку. В общем, Нобелевскую премию за использование нитроглицериновых смесей в качестве горючего не удалось пока получить никому. И те же химики третьего рейха предпочли пойти другим путем – стали получать синтетический бензин, например, из угля.
Был у них в запасе и еще один способ. Нефть, оказывается, можно добывать прямо из… воздуха!
Надо сказать, что история этого рецепта тоже достаточно давняя. Еще в 1908 году русский химик Е. И. Орлов обратил внимание на возможность синтеза нефтяных углеводородов из оксида углерода и водорода. Эта смесь называется еще водяным газом (или синтез-газом) и в достаточных количествах содержится в атмосфере.
Спустя несколько лет после Первой мировой войны этот способ был опробован на практике. Кайзеровская Германия оказалась отрезанной от природных источников нефти, и вот немецкие ученые К. Фишер и А. Тропш в 1922 году отработали технологию получения синтетических жидких углеводородов на практике.
Правда, водяной газ они решили поначалу получать не из воздуха, так как это оказалось технически слишком сложно, а из бурого угля. Синтез углеводородов осуществлялся при контакте этого газа с железоцинковыми катализаторами при высокой температуре. В 1936 году были введены в действие первые промышленные установки.
Всего было запущено 14 установок общей производительностью около миллиона тонн топлива в год. Они успешно проработали до конца Второй мировой войны.
Когда же послевоенная Германия получила доступ к дешевой природной нефти, постепенно все европейские и азиатские установки по производству синтетического топлива были остановлены или переведены на выпуск другой продукции. Зато в ЮАР, которая подверглась нефтяному эмбарго со стороны мирового сообщества и где к тому же добыча угля обходится чрезвычайно дешево, в середине 1980-х годов производилось около 4 миллионов тонн жидких углеводородов ежегодно.
И лишь в наши дни идея получения топлива из воздуха, а точнее, из содержащегося в нем диоксида углерода, похоже, приобретает особую остроту. Огромное количество сжигаемого на планете топлива грозит образованием так называемого «парникового эффекта». Из-за повышенного содержания углекислого газа в атмосфере часть солнечных лучей, которой полагалось бы отразиться от поверхности планеты и уйти назад в космическое пространство, теперь задерживается. А это, как полагают некоторые эксперты, в конце концов способно привести к всеобщему потеплению климата на Земле.
На первый взгляд, ничего страшного. Ну станет теплее на градус-другой. Что плохого? Но такое потепление, как показывают расчеты, может привести к тому, что значительная часть нынешней суши окажется затопленной. Вот ученые и предлагают способ, как зло обратить в благо. Прежде всего из атмосферного воздуха нужно выделить излишний диоксид углерода.
Уже сегодняшняя технология предлагает для этого несколько способов. Составляющие воздуха можно разделять при помощи пористых мембран, вымораживать или соединять в определенных условиях с газообразным аммиаком. Аммиак, реагируя с диоксидом углерода, образует карбонат аммония. Этот белый кристаллический порошок легко отделяется от газообразных компонентов чисто механическим путем – в аппаратах типа циклонов или центробежных сепараторов. Воздух, уже не содержащий углекислого газа, возвращается в атмосферу. Вслед за этим и карбонат аммония легко разлагается при нагревании на диоксид углерода и аммиак. Аммиак снова идет в дело, используется для улавливания новых порций углекислого газа.
Полученный диоксид углерода разлагают на оксид углерода (угарный газ) и кислород. Эта реакция требует больших затрат энергии. Поэтому, по всей вероятности, ее будет выгодно производить лишь при наличии дешевых энергетических источников. Такими источниками могут стать атомные реакторы или термоядерные установки. Здесь при температуре около 5000°С в присутствии катализаторов и будет получен оксид углерода. Освободившийся кислород опять-таки будет отправлен в атмосферу, а оксид углерода будет соединен с водородом. Полученные углеводороды в дальнейшем могут быть использованы в химическом производстве примерно так же, как сегодня используются производные нефти.
В оклахомской компании «Синтролиум», основанной в 1978 году братьями Марком и Кеннетом Эйдже, работают пока всего 16 человек. Однако контактов с компанией настоятельно ищут такие гиганты нефтяной империи, как «Шелл», «Эксон» и «Тексика». С последним, кстати, «Синтролиум» как раз и заключил соглашение о совместном производстве продукта под названием синкрот по цене 15 долларов за баррель.
Конечно, дороговато, однако уже сейчас ясно, что дальнейшим усовершенствованием технологии цену можно существенно снизить, и тогда синкрот станет дешевле натуральной нефти. А это весьма интересно, поскольку под новым названием скрывается синтетическая нефть, производимая из природного газа. А запасы его в пересчете на этот самый синкрот оцениваются как минимум вдвое больше, чем ископаемой нефти.
Американские инженеры взяли за основу ту же технологию, истоки которой восходят к началу нашего века.
Компания «Синтролиум» усовершенствовала этот процесс. Теперь для получения угарного газа вместо кислорода используется атмосферный воздух, что и привело к значительному удешевлению продукта. На опытной установке, работающей с 1990 года, производительность составляет 2 барреля в день. Но разработана и продается технология производства 2000 баррелей в день и заканчивается подготовка документации на строительство установки производительностью 5000 баррелей в день.
Компания убеждена, что будущее принадлежит таким сравнительно небольшим, компактным установкам, которые можно устанавливать в непосредственной близости от потребителя и получать горючее почти что из воздуха.
Большим преимуществом синкрота является то обстоятельство, что он не содержит серы и ароматических соединений, от которых приходится с великими трудами избавляться при работе с природной нефтью.
Кроме того, как показали последние исследования, природного газа на Земле в сущности гораздо больше, чем дают стандартные оценки. Они ведь не учитывают запасов так называемого твердого газа. А многие геологи всерьез полагают, что дно Мирового океана подстилают гидраты углеводородных газов – соединения, в которых молекулы метана заполняют пустоты в решетке кристаллического льда. Толщина залежей достигает полукилометра, что, согласитесь, весьма немало, учитывая площадь Мирового океана.
