Үр тариаг бордох уур амьсгалд илүү ээлтэй арга бий юу? Хариулт нь салхинд хийсч магадгүй

Ургамал нь байгалиасаа "нарны эрчим хүчээр ажилладаг" боловч тэдгээрийг үр тариа болгон ургуулахтай холбоотой нүүрстөрөгчийн ул мөр байдаг. Трактор болон бусад тоног төхөөрөмжийг тэжээхэд ашигладаг түлш нь энэ ул мөрийн нэг хэсэг боловч хамгийн том бүрэлдэхүүн хэсэг юм 36% -ийн дарааллаар синтетик азотын бордоо хийхэд ашигладаг байгалийн хийтэй холбоотой.

Дэлхийн байгалийн хийн зах зээл дэх зөрчилдөөнтэй холбоотой тасалдал болон цаг уурын өөрчлөлтийг яаралтай шийдвэрлэх шаардлагатай байгаа хооронд азотын бордооны чулуужсан түлшнээс хамааралтай байх боломжгүй болж байна. Хамгийн тохиромжтой шийдэл бол орон нутгийн сэргээгдэх эрчим хүчийг ашиглан нүүрстөрөгчийн ул мөр багатай азотын хангамжийг бий болгох арга замыг олох явдал юм. Энэ боломжтой юу? Энэ тохиолдолд хариулт нь шууд утгаараа "салхинд хийсэх" байж болно.

Ногоон ургамал нарнаас ургах энергийг фотосинтезийн процессоор авдаг. Тэд хийнэ; Гэсэн хэдий ч шим тэжээл шаардлагатай байдаг - тэдгээр нь хөрснөөс үндэсээр дамжуулан шингэдэг эрдэс бодисууд. Азот, фосфор, кали нь ургамлын хамгийн чухал хэрэгцээ бөгөөд хөдөө аж ахуй, цэцэрлэгжүүлэлтэд бордоо болгон нийлүүлдэг. Хүн төрөлхтний түүхийн туршид азот нь газар тариалангийн үйлдвэрлэлийн хамгийн хязгаарлагдмал элемент байсан бөгөөд хүн ам нэмэгдэхийн хэрээр гэрийн тэжээвэр амьтдын ялгадас, шувууны гуано зэрэг боломжтой азотын эх үүсвэрүүд шаардлагатай бүх зүйлийг хангаж чадахгүй байв. Агаар мандалд азотын хий 78% агуулагддаг тул ургамлыг хангалттай азотоор хангах сорилт нь зарим талаараа инээдтэй юм; Гэсэн хэдий ч энэ нь нэлээд идэвхгүй бөгөөд ихэнх амьд биетүүдэд боломжгүй юм. 100 гаруй жилийн өмнө бордооны байдал өөрчлөгдсөн. Германы эрдэмтэн Фриц Хабер агаар дахь устөрөгч болон азотын зарим хэсгийг ашиглаж, ургамалд байдаг аммиак болгон хувиргах катализатор, даралтын системийг зохион бүтээжээ. Карл Бош хэмээх өөр нэг инженер 1914 он гэхэд өдөрт 20 тонн ашиглах боломжтой азот үйлдвэрлэх боломжтой болохын тулд энэ процессыг сайжруулж, өргөжүүлжээ.

Энэхүү "Haber-Bosch" процессыг байгалийн хийн эх үүсвэрээс эсвэл нүүрс хийжүүлэх замаар тус бүр нь жилд 1 сая тонн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг томоохон байгууламжуудад оновчтой гүйцэтгэдэг. Байгалийн хий нь нэг нүүрстөрөгч, дөрвөн устөрөгчийн атомаас бүрддэг боловч аммиак (гурван устөрөгчийн атомтай нэг N атом) үүсгэхийн тулд агаар дахь азоттой урвалд ороход зөвхөн устөрөгч л шаардлагатай байдаг. Энэ тохиолдолд нүүрстөрөгч нь "чулуужсан" эх үүсвэрээс гаралтай тул "хүлэмжийн хийн ялгаруулалтыг" бүрдүүлдэг. Электролиз гэж нэрлэгддэг устөрөгчийг бий болгох өөр арга байдаг. Шаардлагатай бүх зүйл бол ус (хоёр устөрөгчийн атом, нэг хүчилтөрөгчийн атом) болон цахилгаан юм. Энэ процесс нь устөрөгчийг салгаж, хоргүй хүчилтөрөгчийг ялгаруулдаг. Энэ хувилбарт нүүрстөрөгчийн ялгарал байхгүй. Төрийн болон хувийн хэвшлийн судлаачид аммиак үйлдвэрлэх жижиг хэмжээний Хабер-Бош процессыг туршиж байна. Салхи эсвэл нарны эрчим хүчийг ашиглахад гол анхаарлаа хандуулсан. Энэ үзэл баримтлал нэлээдгүй хугацаанд ажиллаж байна. Жишээлбэл, 2009 онд Миннесотагийн Их Сургуулийн Баруун Төвийн Судалгаа, Хүрээлэнгийн Төвд 3.75 сая долларын өртөгтэй туршилтын үйлдвэр нь орон нутгийн салхин цахилгаан станцын цахилгааныг ашиглан жилд 25 тонн усгүй аммиак үйлдвэрлэж байжээ. Энэ талаар Миннесота дахь тус байгууламжийн Сэргээгдэх эрчим хүчний захирал Майк Ризтэй хийсэн ярилцлагадаа Corn+Soybean Digest хөдөө аж ахуйн худалдааны сэтгүүлд нийтэлсэн байна. Өгүүллийн гарчиг нь зөв байсан: “Нигэн агаараас бордоо хийх үү? Салхины эрчим хүчийг сэргээгдэх аммиак болгохын тулд ашиглах нь үнийг тогтворжуулж, салхины эрчим хүчний зах зээлийг бий болгоно."

Тэгвэл 13 жилийн дараа юу болж байна вэ? Аливаа шинэ химийн процессын нэгэн адил үүнийг оновчтой болгоход цаг хугацаа шаардагддаг. Орчин үеийн бордоо үйлдвэрлэхэд ашигладаг шиг сайн тогтсон, үйлдвэрлэлийн хэмжээний процесстой өрсөлдөхөд хэцүү болгодог хэмнэлттэй эдийн засаг байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ технологийн хувилбарууд арилжааны боломжид ойртож магадгүй юм. А "Техно-эдийн засгийн шинжилгээ” 2020 онд хэвлэгдсэн Техасын Техникийн судлаачид “бүх цахилгаан” аммиакийг ердийн түүхий эдийн аммиакаас хоёр дахин бага үнээр үйлдвэрлэх боломжтой гэж дүгнэжээ. Энэ нь 2022 оны ургалтын улиралд бордооны үнэ огцом өсөхөөс өмнө байсан (харна уу Орчин үеийн фермер: “Тариаланчид бордооны үнийн өсөлтийг дагаж тэмцэж байна).

Энэ нийтлэлд өгсөн ярилцлагадаа Миннесотагийн Их Сургуулийн ажилтан Майк Риз энэ шийдэлд эрч хүч нэмэгдэж байна гэж хэлсэн. Байгалийн хийн өртөг нэмэгдэж, сэргээгдэх цахилгааны зардал буурч, уур амьсгалын өөрчлөлтийг сааруулах амлалтууд тэргүүн эгнээнд тавигдаж байна; Одоо энэ төрлийн "ногоон аммиак"-ыг сонирхож байна. Томоохон, уламжлалт бордоо үйлдвэрлэгч хэд хэдэн компаниуд энэ чиглэлд хэрхэн шилжих талаар судалж байна гэж Риз хэлэв. Энэхүү технологийн талаарх Рийсийн тайлбарыг тус төвийн вэбсайтад нийтэлсэн байна: "Тогтвортой эрчим хүч, хөдөө аж ахуйг тэжээх нь: Салхийг саванд хийх.” UMN-ийн судлаачид мөн холбоотой нийтлэл нийтлэв эдийн засгийн шинжилгээ.

Логик хувилбар бол 30-200 тонн/жилийн хүчин чадалтай дунд оврын үйлдвэрүүдийг хөгжүүлж, салхи, нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх боломж ихтэй газар тариалангийн бүс нутагт байрлуулах явдал юм. Ингэснээр бордооны тээвэрлэлтийн хэмжээ бага байх бөгөөд зах зээл дэлхийн үнийн хэлбэлзлээс тусгаарлагдана. Мэдээжийн хэрэг, их хэмжээний хөрөнгийн хөрөнгө оруулалт шаардлагатай байсан ч үүнийг уур амьсгалын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй татаас эсвэл нүүрстөрөгчийн зээлээр хэсэгчлэн шийдвэрлэх боломжтой. Энэхүү өөрчлөлт нь нарны болон салхины эрчим хүчний салбарт эерэг нөлөө үзүүлнэ, учир нь энэ нь сүлжээний эрэлтэд нийцэхгүй байж болзошгүй үйлдвэрлэлийн оргил үед ашиглах хэрэгцээг хангах болно. Аммиак нь устөрөгчийг дараа нь гаргах зорилгоор хадгалах илүү найдвартай хэрэгсэл болох бие даасан сонирхлын шугам байдаг олон төрлийн програмууд.

Энэ түүх хангалттай эерэг биш байсан юм шиг бордооны үйлдвэрлэлийг цаашид "нүүрстөрөгчгүйжүүлэх" арга бий. АНУ-ын газар тариалангийн олон бүс нутагт тархсан биоэтанолын үйлдвэрүүд байдаг. Тэд эрдэнэ шишийн цардуул гэх мэт тэжээлийн нөөцөөс нүүрс усыг исгэхдээ CO2 ялгаруулдаг боловч энэ нь сүүлийн үеийн үр тарианы фотосинтезээс үүдэлтэй "нүүрстөрөгчийн саармаг" юм. Гэсэн хэдий ч энэ их хэмжээний хийн нөөцийг авч, аммиактай урвалд оруулснаар азотын бордооны илүү хялбар хадгалагдаж, түрхдэг мочевин гаргаж авах боломжтой бөгөөд үүнийг UAN эсвэл удаан ялгардаг үрэл зэрэг бусад нийтлэг найрлагад хувиргах боломжтой. . Аммиак ба этилийн спиртийн үйлдвэрлэлийн хооронд ийм холбоосыг бий болгох нь бүтээгдэхүүн тус бүртэй холбоотой нүүрстөрөгчийн ул мөрийг бууруулахаас гадна бизнесийн болон ложистикийн давуу талтай байх болно.

Эцэст нь хэлэхэд, хөдөө аж ахуйд зориулсан аммиакийн үйлдвэрлэлийг цахилгаанжуулах нь ""-ийн төсөөлж буй шийдлийн маш сайн жишээ юм.экомодернистууд"Технологи бол байгаль орчны сорилтыг шийдвэрлэх арга зам гэж маргаж буй хүмүүс. Энэ тохиолдолд манай фермийн эдийн засгийг дэлхийн тогтворгүй байдлаас хамгаалах хэрэгцээ шаардлагад нийцэж байна.