البكتيريا في الجيش
تم تنفيذ المحاولات الأولى لاستبدال وقود JP-10 عالي الطاقة ، والذي يستخدم على وجه الخصوص في شركة Tomahawks الأمريكية ، قبل خمس سنوات في معهد جورجيا للتكنولوجيا ومعهد الطاقة الحيوية المشترك. في الواقع ، كان هذا العمل خريجًا لستيفن ساريا تحت إشراف البروفيسور المشارك باميلا بيرالتا يحيى. لفت انتباه العلماء JP-10 بسبب تكلفته العالية: الآن هو وقود عالي المستوى بسعر 27 دولارًا مقابل 3.75 لترًا. هذا السعر تبرره كثافة الطاقة العالية للوقود بسبب ، كما يقول الكيميائيون ، "الهيدروكربونات ذات الأنظمة الحلقية المتوترة". ينتمي الوقود إلى فئة النخبة HEDF (وقود عالي الكثافة للطاقة) أو وقود ذو طاقة عالية محددة ، والذي يتوفر حاليًا للمستهلكين العسكريين فقط بتكلفة. يسمح احتراق JP-10 في المحركات بالحصول على طاقة أكثر بنسبة 20-30٪ من استخدام البنزين العادي رقم 98. وبغض النظر عن التفاصيل الكيميائية ، فإن إحدى "رقاقات" مثل هذا الوقود هي جزيئات بينين ، والتي ، كما اتضح فيما بعد ، تنتجها الصنوبريات. علاوة على ذلك ، لا تزال رائحة الصنوبر تشبه رائحة إبر الصنوبر - فبدونها ، ستتحول شجرة عيد الميلاد الحقيقية إلى مزيف ماهر.
لإرضاء الجيش الأمريكي باستخدام دبوس اصطناعي كعنصر من مكونات صاروخ JP-10 ، لن تكون جميع غابات أمريكا الشمالية كافية. يتم تحميل توماهوك وحدها بحوالي 460 كيلوجرام من الوقود. لذلك ، قرر المطورون استخدام خدمات البكتيريا. للقيام بذلك ، تم إدخال الجين المسؤول عن تخليق البينين من الجلوكوز العادي في الكائنات الحية الدقيقة (الإشريكية القولونية المعوية الكلاسيكية) القولونية. كل ما تبقى هو جمع "المحصول" على شكل نواتج التمثيل الغذائي البكتيري (العائد حوالي 36 مجم / لتر) ، والمعالجة التحفيزية وملء خزانات توماهوك. ولخصت باميلا بيرالتا يحيى نتائج الدراسة:
"لقد صنعنا مقدمة مستدامة للوقود عالي الكثافة للطاقة والذي يشبه تمامًا ما يتم إنتاجه حاليًا من البترول ويمكن استخدامه في المحركات النفاثة الحالية."
ومع ذلك ، فإن هذه التقنية لم تجد بعد تطبيقًا عمليًا ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى انخفاض إنتاجية البكتيريا المعدلة.
مشكلة توافر JP-10 ذاتها مهمة ليس فقط في الشؤون العسكرية. إذا كان من الممكن الحصول على نظير رخيص لمثل هذا الوقود عالي الطاقة ، فيمكن سكبه في خزانات السفن المدنية. وهذا من شأنه أن يقلل بشكل خطير من حجم الوقود المنقول على متن الطائرة أو نطاق الطيران مع كل المكافآت الاقتصادية المترتبة على ذلك. في المتوسط ، الوقود العسكري الفائق أكثر كفاءة بنسبة 11٪ من أفضل كيروسين الطيران المستخدم في النقل المدني. كما أن البنتاغون لا يعارض استبدال JP-8 بنظير اصطناعي ورخيص من JP-10 ، على سبيل المثال ، الاستراتيجي B-52. لقد حاول الأمريكيون بالفعل إنشاء تركيبات وقود معدلة. صنعت شركة Syntroleum منذ خمسة عشر عامًا مزيجًا من وقود JP-8 ووقود FT ، تم تصنيعهما من الفحم ، والذي تم اختباره حتى على قاذفة B-52. بعد ذلك بقليل ، تم اختبار هذا أيضًا على F18A Super Hornets. كان هذا في عصر ارتفاع أسعار موارد النفط وكان إنتاج الوقود السائل من الفحم مبررًا بطريقة ما. بمرور الوقت ، ظهر النفط الصخري في الولايات المتحدة ، وانخفضت تكلفة "الذهب الأسود" ، وتوقفت التجارب على تركيبات الوقود لبعض الوقت. كل هذا يثبت مرة أخرى أنه لا توجد مشاكل بيئية هي سبب "الثورة الاصطناعية" القادمة في الطيران العسكري الأمريكي وصناعة الصواريخ - كل شيء يفسره اقتصاد عادي.
يتطلب توماهوك الوقود الحيوي
يوجد الآن حوالي 4 آلاف صاروخ توماهوك تكتيكي في الولايات المتحدة.هذا رقم كبير بما يكفي لبدء تطوير نظير اصطناعي لـ JP-10. علاوة على ذلك ، حصل معهد داليان للفيزياء الكيميائية (الصين) العام الماضي على نتائج عن أنواع الوقود الاصطناعي الفائقة من الكتلة الحيوية ليجنو سليلوز. هذا أبعد ما يكون عن أندر المواد الخام للوقود الحيوي - فقد تم إنتاج الإيثانول الحيوي منه لفترة طويلة في العالم. طور الصينيون عملية تعتمد على استخدام كحول فورفوريل ، مما يجعل من الممكن الحصول على نظائر رخيصة إلى حد ما لـ JP-10. وفقًا للبيانات ، يبلغ سعر طن من هذا الوقود الآن حوالي 7 آلاف دولار ، ووفقًا للتقنيات الصينية ، يجب تخفيض السعر إلى 5.000. رسميًا ، يعلن العلماء الاستخدام المدني حصريًا للتطوير ، لكن بالطبع ، ستصبح الطائرات العسكرية والصواريخ التكتيكية من الصين واحدة من مستهلكي bio -JP-10.
قام الباحثان كاميرون مور وأندرو ساتون في مختبر لوس ألاموس الوطني بالولايات المتحدة في أبريل من هذا العام بتسجيل براءة اختراع لطريقة مختلفة قليلاً لإنتاج الوقود الحيوي. منذ عام 2017 ، كان شريك المشروع هو Gevo ، التي تأمل في إضافة التطورات إلى القطاع المدني. كما تعلم ، كانت الذرة تقليديا المحصول الرائد في الولايات المتحدة. تزرع أكثر من 20 مليون هكتار من الأراضي بهذا النبات سنويًا. الذرة للأمريكيين ليست فقط طعامًا معلبًا في السوبر ماركت وعلف للحيوانات ، ولكن أيضًا الإيثانول الحيوي ، والذي يستخدم لتخفيف ما يصل إلى 50٪ من البنزين في محطات الوقود. أنشأ Moore and Sutton ، العاملان في وزارة الطاقة الأمريكية ، دورة إنتاج JP-10 من نفايات الذرة. علاوة على ذلك ، أولاً ، يتم الحصول على الإيثانول الحيوي من الذرة ، وعندها فقط يتم تصنيع الوقود الفائق من النخالة المتبقية بإنتاج نهائي يصل إلى 65٪. هذا يقلل بشكل كبير من تكلفة الوقود الحيوي الجديد ، وأيضًا بدون الكواشف والنفايات شديدة الخطورة.
وفقًا للتقديرات الأولية ، ستنخفض التكلفة الإجمالية لوقود الذرة لـ Tomahawks بنسبة 50 ٪ ، مما قد يحدث ثورة في صناعة الوقود. هناك حسابات أخرى أكثر تفاؤلاً: سيكلف غالون الـ bio-JP-10 حوالي 11 دولارًا أمريكيًا بدلاً من 27 دولارًا حاليًا. تأمل شركات النقل المدنية أنه عندما يعمل الجيش على تطوير تقنيات لإنتاج الوقود الفائق ، سيتم أيضًا ملء شركات إعادة التزود بالوقود في المطارات بمعدلات عالية جديدة كيروسين الطاقة. سيكون هذا مفيدًا جدًا في عالم ما بعد الوباء ، عندما يخاف الناس من السفر لمسافات طويلة: يمكن أن تساعد أسعار التذاكر المنخفضة في هذه الحالة. هناك معلومات حول الاستخدام التجريبي لتركيبات الوقود بناءً على JP-10 الجديد على الطرق الجوية من الولايات المتحدة إلى أستراليا. سيكون توسيع مناطق الذرة في الولايات المتحدة أيضًا أحد المحفزات لتنمية الاقتصاد. يأمل الأمريكيون أنه مع إدخال دورة ساتون مور الكيميائية في الإنتاج الضخم ، ستظهر الكثير من الوظائف الجديدة في الزراعة. مع الأخذ في الاعتبار استخدام نفايات إنتاج الإيثانول الحيوي كمواد خام ، سيتوسع أيضًا موظفو الشركات المنتجة لهذا الوقود. في كل مكان هناك إيجابيات. أهم شيء بالطبع في لوس ألاموس هو تقليص اعتماد الدولة على الإمدادات الخارجية من المنتجات البترولية. وبالطبع ، فإن هذه القصة التكنولوجية الكيميائية برمتها تروق إلى حد كبير من قبل نشطاء غرينبيس ، على الرغم من أنهم لم يعترفوا بها بعد.
من بين الجوانب الإيجابية الواضحة لظهور تقنية bio-JP-10 الجديدة ، هناك العديد من العيوب. أولاً ، سيصبح التخفيض الطبيعي في تكلفة استخدام البنتاغون القتالي للصواريخ التكتيكية حافزًا آخر للعدوان الأمريكي. ثانيًا ، بمجرد أن يشعر رجال الأعمال أن دورة ساتون مور مربحة اقتصاديًا بالفعل ، سيتم زراعة جزء كبير من المنطقة الزراعية بالذرة. يمكن أن يؤدي هذا المحصول الصناعي إلى مزاحمة الباقي جزئيًا: القمح ، وفول الصويا ، وما إلى ذلك. ومع استمرار الطلب ، ستؤدي قيود العرض إلى زيادة تكلفة المنتجات وتقليل توفرها للناس.بالمناسبة ، تم ملاحظة هذا بالفعل في عدد من البلدان التي تستخدم بنشاط مصادر الطاقة المتجددة مثل الزيت الحيوي والإيثانول الحيوي. وأخيرًا ، ثالثًا ، لزيادة محصول الذرة ، من الواضح أنه لن يكفي ببساطة توسيع المساحات والبذور المعدلة وراثيًا من "مونسانتا" الشهيرة. سيحين الوقت للإفراط في استخدام الأسمدة الكيماوية ، وهنا سيكون لدى "جرين سبيس" سيئ السمعة الكثير من الأسئلة.
