ASTM International heeft onlangs ASTM D7566 bijlage A5 herzien - de standaardspecificatie voor luchtvaartturbinebrandstof die gesynthetiseerde koolwaterstoffen bevat - om ethanol toe te voegen als een goedgekeurde grondstof voor de productie van alcohol-naar-jet synthetische paraffinische kerosine (ATJ-SPK). De herziening van ASTM D7566 bijlage A5 maakt de weg vrij voor een grotere acceptatie van duurzame vliegtuigbrandstoffen, omdat ethanolgrondstoffen uit zoveel verschillende goedkope bronnen kunnen worden gemaakt. Achter deze belangrijke vooruitgang staat de Pacific Northwest National Laboratory-technologie van het Department of Energy - acht jaar in de maak - en zijn industriële partner, LanzaTech.

Gebruikmakend van haar expertise in chemie en katalyse, PNNL ontwikkelde een uniek thermokatalytisch proces om ethanol om te zetten in ATJ-SPK. De eerste stap van het proces is om de ethanol om te zetten in ethyleen ("dehydratatie"). Tijdens de tweede stap ("oligomerisatie"), ethyleenmoleculen worden chemisch gecombineerd om de reeks koolwaterstofmoleculen te bouwen die nodig zijn voor vliegtuigbrandstof. Deze koolwaterstoffen worden vervolgens gehydrogeneerd, gevolgd door fractionering om alcohol-naar-straal synthetische paraffinische kerosine met de gewenste eigenschappen te produceren. Het proces kan ethanol uit elke bron gebruiken, inclusief ethanol geproduceerd via het eigen gas-naar-ethanolproces van LanzaTech.

PNNL werkte samen met LanzaTech om de katalysator op te schalen, en LanzaTech hebben het hele proces opgeschaald om er 4 te produceren, 000 gallons van ethanol afgeleide ATJ-SPK. LanzaTech verzamelde de gegevens van uitgebreide analyses en tests van het ATJ-SPK-product in een onderzoeksrapport voor beoordeling door de Federal Aviation Administration en OEM's van vliegtuigen en motoren. De beoordeling bevestigde dat de ATJ-SPK voldoet aan alle geschikte eigenschappen vereist door ASTM D4054, de standaardpraktijk voor kwalificatie en goedkeuring van nieuwe brandstoffen en brandstofadditieven voor luchtvaartturbines. Naar aanleiding van deze recensie, er is een stemming ingediend bij het ASTM-lidmaatschap om de toevoeging van ethanol als grondstof in ASTM D7566 bijlage A5 goed te keuren, die op 1 april van dit jaar is verstreken. Er werd ook een tweede stem uitgebracht, verhoging van de mengverhouding van ATJ-SPK tot 50 procent van 30 procent. Als resultaat, duurzame vliegtuigbrandstof geproduceerd uit ethanol met behulp van een alcohol-to-jet-proces kan door commerciële luchtvaartmaatschappijen worden gebruikt in maximaal 50 procent mengsels met conventionele vliegtuigbrandstof.

"Commerciële luchtvaartmaatschappijen verbruiken veel brandstof, en het is een belangrijke bijdrage aan hun kosten. Duurzame vliegtuigbrandstof biedt luchtvaartmaatschappijen een andere optie, die voordelen heeft voor het milieu en een afdekking biedt tegen schommelingen in de olieprijs, " zei Corinne Drennan, sectorleider voor bio-energietechnologieën bij PNNL. "ASTM-kwalificatie van ATJ-SPK bij een mengverhouding van 50 procent is een belangrijke stap voorwaarts. In theorie is de helft van de brandstof die commerciële luchtvaartmaatschappijen aandrijft, zou van ethanol afgeleide brandstof kunnen komen. We kijken ernaar uit om de technologie verder te ontwikkelen om de productiekosten te verlagen en de koolstofintensiteit van duurzame vliegtuigbrandstoffen uit ethanol verder te verbeteren."

"ASTM-kwalificatie van van ethanol afgeleide vliegtuigbrandstof betekent dat waar er duurzame ethanol is, we het potentieel hebben om koolstofarme vliegtuigbrandstof te produceren", aldus Jennifer Holmgren, algemeen directeur van LanzaTech. "De schaal van de productie is waar het om gaat, en de opname van ethanol in ASTM D7566 Bijlage A5 is, daarom, enorm belangrijk omdat het betekent dat we wereldwijd toegang hebben tot grote hoeveelheden duurzame ethanolgrondstoffen om de doelstellingen voor decarbonisatie van de luchtvaartsector te ondersteunen."

ASTM International ontwikkelt normen over de hele wereld voor een verscheidenheid aan industrieën, inclusief luchtvaart. De normen worden door bedrijven en overheden gebruikt om een ​​hoge mate van prestaties te garanderen.

Dit werk werd ondersteund door het Department of Energy's Bioenergy Technologies Office.