✖


Jump to content

Метаноловая экономика

Экономика метанола — это предполагаемая экономика будущего , в которой метанол и диметиловый эфир заменят ископаемое топливо в качестве средства хранения энергии , топлива для наземного транспорта и сырья для синтетических углеводородов и продуктов их переработки. Он предлагает альтернативу предлагаемой водородной экономике или экономике этанола , хотя эти концепции не являются исключительными. Метанол может быть произведен из различных источников, включая ископаемое топливо ( природный газ , уголь , сланец , битуминозные пески и т. д.), а также сельскохозяйственную продукцию и бытовые отходы , древесину и разнообразную биомассу . Его также можно производить путем химической переработки углекислого газа .

Нобелевской премии Лауреат Джордж А. Ола выступал за метанольную экономику. [1] [2] [3] [4]

Контейнер IBC с возобновляемым метанолом на 1000 л (энергетическое содержание такое же, как у 160 газовых баллонов по 50 л, наполненных водородом под давлением 200 бар) [5] [6] [7]

Использование

[ редактировать ]
Паром с метаноловым двигателем (Stena Germanica Kiel)
Гоночный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания на метаноле
Спортивный автомобиль с реформированным метанольным топливным элементом ( Натали )
Легковой автомобиль с топливным элементом из реформированного метанола (Necar 5)

Топливо

[ редактировать ]
Основная статья: Метаноловое топливо

Метанол является топливом для тепловых двигателей и топливных элементов. Благодаря своему высокому октановому числу его можно использовать непосредственно в качестве топлива в автомобилях с гибким топливом (включая гибридные и подключаемые гибридные автомобили), использующих существующие двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Метанол также можно сжигать в некоторых других типах двигателей или для получения тепла при использовании других жидких видов топлива. Топливные элементы могут использовать метанол либо непосредственно в топливных элементах с прямым метанолом (DMFC), либо косвенно (после преобразования в водород путем риформинга) в топливном элементе из риформированного метанола (RMFC).

Сырье

[ редактировать ]

Метанол сегодня уже используется в больших масштабах для производства различных химикатов и продуктов. По состоянию на 2015 год мировая потребность в метаноле как химическом сырье достигла около 42 миллионов метрических тонн в год. [8] Благодаря процессу превращения метанола в бензин (MTG) его можно преобразовать в бензин. Используя процесс превращения метанола в олефин (МТО), метанол также можно преобразовать в этилен и пропилен , два химических вещества, производимые в крупнейших объемах нефтехимической промышленности . [9] Это важные строительные блоки для производства основных полимеров (ПЭНП, ПЭВП, ПП) и, как и другие химические промежуточные продукты, в настоящее время производятся в основном из нефтяного сырья. Таким образом, их производство из метанола может снизить нашу зависимость от нефти. Это также позволит продолжать производство этих химикатов, когда запасы ископаемого топлива истощатся.

Производство

[ редактировать ]

Сегодня большая часть метанола производится из метана посредством синтез-газа . Тринидад и Тобаго является крупнейшим в мире производителем метанола, экспортируя его в основном в США . [10] Сырьем для производства метанола служит природный газ.

Обычный путь получения метанола из метана проходит через производство синтез-газа путем парового риформинга в сочетании (или без него) с частичным окислением. Также были исследованы альтернативные способы преобразования метана в метанол. К ним относятся:

  • Окисление метана гомогенными катализаторами в сернокислых средах
  • Бромирование метана с последующим гидролизом полученного бромметана
  • Прямое частичное окисление метана кислородом, включая улавливание частично окисленного продукта и последующую экстракцию на цеолите, обмененном медью и железом (например, альфа-кислород ).
  • Микробная конверсия метана
  • Фотохимическая конверсия метана

Все эти синтетические пути выделяют парниковый газ углекислый газ CO 2 . Чтобы смягчить это, метанол можно производить способами, минимизирующими выбросы CO 2 . Одним из решений является его производство из синтез-газа, полученного путем газификации биомассы. Для этой цели можно использовать любую биомассу, включая древесину , древесные отходы, траву, сельскохозяйственные культуры и их побочные продукты, отходы животноводства, водные растения и бытовые отходы. [11] Нет необходимости использовать продовольственные культуры, как в случае с этанолом из кукурузы, сахарного тростника и пшеницы.

Биомасса → Сингаз (CO, CO 2 , H 2 ) → CH 3 OH

Метанол можно синтезировать из углерода и водорода из любого источника, включая ископаемое топливо и биомассу . CO 2 , выбрасываемый электростанциями и другими отраслями промышленности, работающими на ископаемом топливе, и, в конечном итоге, даже CO 2, содержащийся в воздухе, может быть источником углерода. [12] Его также можно производить путем химической переработки диоксида углерода , что компания Carbon Recycling International продемонстрировала на своем первом заводе коммерческого масштаба. [13] Первоначально основным источником будут богатые CO 2 дымовые газы электростанций, работающих на ископаемом топливе, или выхлопы цементных и других заводов. Однако в более долгосрочной перспективе, учитывая сокращение ресурсов ископаемого топлива и влияние их использования на атмосферу Земли , даже низкая концентрация атмосферного CO 2 может улавливаться и перерабатываться с помощью метанола, дополняя тем самым собственный фотосинтетический цикл природы. новые эффективные поглотители для улавливания атмосферного CO 2 Разрабатываются , имитирующие способность растений. Таким образом, химическая переработка CO 2 в новое топливо и материалы может стать возможной, что сделает их возобновляемыми в масштабах человечества.

Метанол также можно получить из CO 2 каталитическим гидрированием CO 2 с помощью H 2 , при этом водород получают электролизом воды . Этот процесс используется компанией Carbon Recycling International в Исландии . Метанол также можно производить путем CO 2 электрохимического восстановления , если имеется электроэнергия. Энергия, необходимая для этих реакций, чтобы быть углеродно-нейтральной, будет поступать из возобновляемых источников энергии, таких как ветер, гидроэлектроэнергия и солнечная энергия, а также ядерная энергия. По сути, все они позволяют хранить свободную энергию в легко транспортируемом метаноле, который производится непосредственно из водорода и углекислого газа, а не пытаются хранить энергию в свободном водороде.

CO 2 + 3H 2 → CH 3 OH + H 2 O

или с электрической энергией

СО 2 +5Н 2 О + 6 е −1 → СН 3 ОН + 6 НО −1
6 ТО −1 → 3H 2 O + 3/2 O 2 + 6 е −1
Общий:
CO 2 +2H 2 O + электрическая энергия → CH 3 OH + 3/2 O 2

Необходимый CO 2 будет улавливаться на электростанциях, сжигающих ископаемое топливо, и других промышленных дымовых газах, включая цементные заводы. С уменьшением ресурсов ископаемого топлива и, следовательно, выбросов CO2 , содержание CO2 в воздухе также может быть использовано. Учитывая низкую концентрацию CO 2 усовершенствованные и экономически выгодные технологии поглощения CO 2 в воздухе (0,04%) , необходимо будет разработать . По этой причине извлечение CO 2 из воды может быть более осуществимым из-за его более высоких концентраций в растворенной форме. [14] Это позволило бы осуществлять химическую переработку CO 2 , имитируя тем самым природный фотосинтез.

В крупномасштабных возобновляемых источниках метанол в основном производится из ферментированной биомассы, а также твердых бытовых отходов (биометанол) и возобновляемой электроэнергии (электронный метанол). [15] Затраты на производство возобновляемого метанола в настоящее время составляют от 300 до 1000 долларов США/тонну для биометанола, от 800 до 1600 долларов США/тонну для электронного метанола диоксида углерода из возобновляемых источников и от 1100 до 2400 долларов США/тонну для электронного метанола углерода. диоксид прямого захвата воздуха . [11]

Эффективность производства и использования электронного метанола

[ редактировать ]

Метанол, который производится из CO 2 и воды с использованием электричества, называется электронным метанолом. Обычно водород получают электролизом воды, которую затем преобразуют с помощью CO 2 в метанол. В настоящее время эффективность производства водорода методом водного электролиза электроэнергии составляет от 75 до 85%. [11] с потенциалом до 93% до 2030 г. [16] Эффективность синтеза метанола из водорода и углекислого газа в настоящее время составляет от 79 до 80%. [11] Таким образом, эффективность производства метанола из электроэнергии и углекислого газа составляет от 59 до 78%. Если CO 2 не доступен напрямую, а получается путем прямого улавливания воздуха , тогда эффективность производства метанола с использованием электричества составляет 50-60%. [11] [17] При использовании метанола в метанольном топливном элементе электрический КПД топливного элемента составляет от 35 до 50% (статус 2021 года). Таким образом, общий электрический КПД производства электронного метанола с использованием электричества, включая последующее преобразование энергии электронного метанола в электричество, составляет примерно от 21 до 34% для электронного метанола из непосредственно доступного CO 2 и примерно от 18 до 30% для электронного -Метанол, полученный из CO 2 , полученного методом прямого улавливания воздуха .

Если отходящее тепло используется для высокотемпературного электролиза или если используется отходящее тепло электролиза, синтеза метанола и/или топливного элемента, тогда общий КПД может быть значительно увеличен за пределы электрического КПД. [18] [19] Например, общая эффективность 86% может быть достигнута при использовании отходящего тепла (например, для централизованного теплоснабжения ), которое получается при производстве электронного метанола электролизом или последующим синтезом метанола. [19] Если использовать отходящее тепло топливного элемента, можно достичь эффективности топливного элемента от 85 до 90%. [20] [21] Отходящее тепло можно, например, использовать для отопления автомобиля или дома. Также с помощью холодильной машины возможно получение холода за счет использования отходящего тепла. При широком использовании отходящего тепла можно достичь общей эффективности производства электронного метанола от 70 до 80%, включая последующее использование электронного метанола в топливных элементах.

КПД электрической системы, включая все потери периферийных устройств (например, катодного компрессора, охлаждения батареи), составляет примерно от 40 до 50% для метанольного топливного элемента типа RMFC и от 40 до 55% для водородного топливного элемента типа LT-PEMFC . [22] [23] [24] [25]

Арайя и др. сравнили водородный путь с метанольным (для метанола непосредственно доступного CO 2 ). [22] Здесь электрический КПД от подачи электроэнергии до доставки электроэнергии топливным элементом определялся с помощью следующих промежуточных этапов: управление питанием, кондиционирование, передача, производство водорода путем электролиза, синтез метанола, соответственно. сжатие водорода, транспортировка топлива, топливный элемент. Для метанольного пути эффективность составила от 23 до 38%, а для водородного пути - от 24 до 41%. При водородном пути большая часть энергии теряется на сжатие и транспорт водорода, тогда как при метанольном пути необходима энергия для синтеза метанола.

Хелмерс и др. сравнили от скважины до колеса эффективность транспортных средств (WTW). КПД WTW был определен как от 10 до 20 % для транспортных средств, работающих на ископаемом бензине и с двигателем внутреннего сгорания, от 15 до 29 % для полностью электрических гибридных автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, работающих на ископаемом бензине, как от 13 до 25 % для автомобилей, работающих на ископаемом дизельном топливе. транспортные средства с двигателем внутреннего сгорания — от 12 до 21 % для автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, работающими на КПГ , от 20 до 29 % для автомобилей на топливных элементах (например, на ископаемом водороде или метаноле) и от 59 до 80 % для электромобилей с аккумуляторной батареей . [26]

В немецком исследовании «Agora Energiewende» были изучены различные технологии привода с использованием возобновляемой электроэнергии для производства топлива, а эффективность WTW составила 13% для транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания (работающих на синтетическом топливе, таком как OME ), 26% для транспортных средств на топливных элементах (работающих на топливных элементах). водорода) и 69% для аккумуляторных электромобилей. [27]

Если используется возобновляемый водород, эффективность «от скважины к колесу» для автомобиля на водородных топливных элементах составляет примерно от 14 до 30%.

Если возобновляемый электронный метанол производится из непосредственно доступного CO 2 , эффективность от скважины к колесу составляет примерно от 11 до 21% для транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, который работает на этом электронном метаноле, и примерно от 18 до 29% для автомобиль на топливных элементах, который работает на этом электронном метаноле. Если возобновляемый электронный метанол производится из CO 2 методом прямого улавливания воздуха, эффективность от скважины к колесу составляет примерно от 9 до 19% для транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, который работает на этом электронном метаноле, и примерно от 15 до 26%. для автомобиля на топливных элементах, который работает на этом электронном метаноле (статус 2021 г.).

Сравнение затрат Экономия на метаноле и водородная экономика

[ редактировать ]

Расходы на топливо:

Метанол дешевле водорода. Для больших объемов (резервуар) цена ископаемого метанола составляет от 0,3 до 0,5 долларов США/л. [28] Один литр метанола имеет такую ​​же энергетическую ценность, как и 0,13 кг водорода. [5] [6] Цена за 0,13 кг ископаемого водорода в настоящее время составляет от 1,2 до 1,3 долларов США за большие объемы (около 9,5 долларов США/кг на водородных заправочных станциях). [29] Для объемов среднего масштаба (доставка в контейнере IBC с метанолом на 1000 л) цена на ископаемый метанол обычно составляет от 0,5 до 0,7 долларов США/л, на биометанол от 0,7 до 2,0 долларов США/л и на электронный метанол. [30] от CO 2 примерно от 0,8 до 2,0 долл./л плюс залог за контейнер IBC. Для среднего количества водорода (связка газовых баллонов) цена за 0,13 кг ископаемого водорода обычно составляет от 5 до 12 долларов США плюс арендная плата за баллоны. Значительно более высокая цена на водород по сравнению с метанолом вызвана, среди прочего, сложной логистикой и хранением водорода. Принимая во внимание, что биометанол и возобновляемый электронный метанол доступны у дистрибьюторов, [31] [32] Зеленый водород, как правило, пока недоступен у дистрибьюторов. Ожидается, что в будущем цены на возобновляемый водород, а также на возобновляемый метанол снизятся. [11]

Инфраструктура:

В будущем ожидается, что среди легковых автомобилей большой процент транспортных средств будет полностью электрическим. Ожидается, что для грузовых автомобилей и грузовых автомобилей процент транспортных средств с полностью электрическими батареями будет значительно ниже, чем для легковых автомобилей. Ожидается, что остальные автомобили будут работать на топливе. В то время как метаноловая инфраструктура для 10 000 заправочных станций будет стоить примерно от 0,5 до 2,0 миллиардов долларов США, стоимость водородной инфраструктуры для 10 000 заправочных станций составит от 16 до 1400 миллиардов долларов США, при этом сильно зависит от пропускной способности водородной заправочной станции. [22] [33]

Преобразование энергии:

В то время как для транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания, работающих на метаноле, не существует существенных дополнительных затрат по сравнению с транспортными средствами, работающими на бензине, дополнительные затраты для легкового автомобиля с метаноловым топливным элементом составят от -600 до 2400 долларов США по сравнению с легковым автомобилем, работающим на водородном топливе. ячейка (в первую очередь дополнительные затраты на риформер, баланс компонентов установки и, возможно, дымовую трубу минус затраты на резервуар для водорода) [34] и водородные приборы высокого давления).

Преимущества

[ редактировать ]

В процессе фотосинтеза зеленые растения используют энергию солнечного света для расщепления воды на свободный кислород (который выделяется) и свободный водород. Вместо того, чтобы пытаться сохранить водород, растения немедленно улавливают углекислый газ из воздуха, чтобы позволить водороду восстановить его до пригодных для хранения видов топлива, таких как углеводороды (растительные масла и терпены ) и полиспирты ( глицерин , сахара и крахмалы ). В метанольной экономике любой процесс, который аналогичным образом производит свободный водород, предполагает немедленно использовать его «в неволе» для восстановления углекислого газа в метанол, который, как и растительные продукты фотосинтеза, имеет большие преимущества при хранении и транспортировке по сравнению с самим свободным водородом.

Метанол при нормальных условиях представляет собой жидкость, что позволяет легко хранить, транспортировать и распределять его, как бензин и дизельное топливо . Его также можно легко превратить путем дегидратации в диметиловый эфир , заменитель дизельного топлива с цетановым числом 55.

Метанол растворим в воде: случайный выброс метанола в окружающую среду нанесет гораздо меньший ущерб, чем сопоставимый разлив бензина или сырой нефти . В отличие от этих видов топлива, метанол биоразлагаем и полностью растворим в воде, и его можно быстро разбавить до концентрации, достаточно низкой для того, чтобы микроорганизмы могли начать биоразложение . Этот эффект уже используется на водоочистных станциях, где метанол уже используется для денитрификации и в качестве питательного вещества для бактерий. [35] Случайные выбросы, вызывающие загрязнение подземных вод , еще тщательно не изучены, хотя считается, что они могут происходить относительно быстро.

Сравнение с водородом

[ редактировать ]

Преимущества метаноловой экономики по сравнению с водородной экономикой:

  • Эффективное хранение энергии по объему по сравнению со сжатым водородом . [36] Если принять во внимание сосуд, удерживающий водород под давлением, также можно реализовать преимущество в хранении энергии по весу. Объемная энергетическая плотность метанола значительно выше, чем у жидкого водорода, отчасти из-за низкой плотности жидкого водорода, равной 71 грамм/литр. Следовательно, на самом деле в литре метанола (99 граммов/литр) водорода больше, чем в литре жидкого водорода, и метанол не нуждается в криогенном контейнере, поддерживаемом при температуре -253°C.
  • Инфраструктура жидкого водорода будет непомерно дорогой. [37] [38] [39] Метанол может использовать существующую бензиновую инфраструктуру лишь с ограниченными модификациями.
  • Можно смешивать с бензином (например, М85 , смесь, содержащая 85% метанола и 15% бензина).
  • Удобный. Водород летуч, и для его локализации используются системы высокого давления или криогенные системы.
  • Меньше потерь: утечка водорода происходит легче, чем метанола. Тепло будет испарять жидкий водород, что приведет к ожидаемым потерям до 0,3% в день в резервуарах для хранения. (см . Таблицу резервуаров для хранения Ferox. Жидкий кислород ).

Сравнение с этанолом

[ редактировать ]
  • Может быть изготовлен из любого органического материала с использованием проверенной технологии с использованием синтез-газа. Нет необходимости использовать продовольственные культуры и конкурировать с производством продуктов питания. Количество метанола, которое можно получить из биомассы, намного больше, чем этанола.
  • Может конкурировать и дополнять этанол на диверсифицированном энергетическом рынке. Метанол, полученный из ископаемого топлива, имеет более низкую цену, чем этанол.
  • Можно смешивать с бензином, например, с этанолом. В 2007 году Китай смешал более 1 миллиарда галлонов США (3 800 000 м3). 3 ) метанола в топливо и к середине 2008 года введет стандарт на метаноловое топливо. [40] M85 , смесь 85% метанола и 15% бензина, можно использовать так же, как E85, который сегодня продается на некоторых заправочных станциях.
Метанол из супермаркета в качестве жидкости для розжига гриля (Испания, 99 % метанола, синего цвета)

Недостатки

[ редактировать ]
  • Высокие энергетические затраты в настоящее время связаны с производством и транспортировкой водорода за пределы предприятия.
  • В настоящее время энергия, вырабатываемая из природного газа , по-прежнему зависит от ископаемого топлива (хотя можно использовать любой горючий углеводород).
  • Производство биомассы очень трудоемко.
  • Энергетическая плотность (по весу или объему) вдвое меньше, чем у бензина и на 24% меньше, чем у этанола. [41]
  • Умение обращаться
    • Если не используются ингибиторы, метанол вызывает коррозию некоторых распространенных металлов, включая алюминий , цинк и марганец . Детали топливной системы двигателя изготовлены из алюминия. Как и в случае с этанолом, необходимо использовать совместимый материал для топливных баков, прокладок и воздухозаборника двигателя.
    • Как и в случае с аналогичным коррозионным и гидрофильным этанолом , существующие трубопроводы , предназначенные для нефтепродуктов, не могут перекачивать метанол. Таким образом, метанол требует более высоких затрат на транспортировку в грузовиках и поездах до тех пор, пока не будет построена новая трубопроводная инфраструктура или пока существующие трубопроводы не будут модернизированы для транспортировки метанола.
    • Метанол, как и спирт, увеличивает проницаемость некоторых пластмасс для паров топлива (например, полиэтилена высокой плотности). [42] Это свойство метанола может привести к увеличению выбросов летучих органических соединений (ЛОС) из топлива, что способствует увеличению тропосферного озона и, возможно, воздействию на человека.
  • Низкая испаряемость в холодную погоду: двигатели, работающие на чистом метаноле, трудно запустить, и они работают неэффективно, пока не прогреются. Именно поэтому в ДВС обычно используется смесь, содержащая 85% метанола и 15% бензина, под названием М85. Бензин позволяет двигателю запуститься даже при более низких температурах.
  • За исключением воздействия в малых дозах, метанол токсичен. [а] Метанол смертелен при приеме внутрь в больших количествах (от 30 до 100 мл). [ нужна ссылка ] Но то же самое относится и к большинству моторных топлив, включая бензин (от 120 до 300 мл) и дизельное топливо. Бензин также содержит небольшие количества многих канцерогенных соединений (например, бензола). Метанол не является канцерогеном и не содержит канцерогенов. Однако метанол может метаболизироваться в организме до формальдегида, который является одновременно токсичным и канцерогенным. [45] Метанол в небольших количествах встречается в организме человека и в съедобных фруктах.
  • Метанол является жидкостью: это создает больший риск возгорания по сравнению с водородом на открытых пространствах, поскольку утечки метанола не рассеиваются. Метанол горит незаметно, в отличие от бензина. Однако по сравнению с бензином метанол гораздо безопаснее. Его труднее воспламенить, и при горении выделяется меньше тепла. Пожары метанола можно потушить простой водой, тогда как бензин плавает на воде и продолжает гореть. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, переход с бензина на метанол снизит количество пожаров, связанных с топливом, на 90%. [46]

Статус и производство возобновляемого метанола

[ редактировать ]

Европа

[ редактировать ]
  • В Исландии компания Carbon Recycling International управляет заводом по производству электронного метанола из CO 2 на геотермальной установке мощностью более 4000 т/год. Завод был назван в честь Джорджа Олаха. [11] [47]
  • BioMCN из Нидерландов имеет производственную мощность более 60 000 т/год по производству возобновляемого метанола (биометанол и электронный метанол). [11] [48]
  • BASF производит метанол из возобновляемых ресурсов под названием «метанол EU-REDcert», используя биомассу из отходов. [11] [49]
  • в Германии в Нидераусеме была запущена демонстрационная установка производительностью одна тонна в день В мае 2019 года в рамках проекта MefCO 2 . [50] Метанол использовался для денитрификации на очистных сооружениях. [51]
  • В Германии существует проект Carbon2Chem компании Thyssenkrupp по производству метанола из металлургических газов. [52] [53]
  • В рамках консорциума Power to Mэтанол Antwerp BV, в состав которого входят ENGIE , Fluxys , Indaver, INOVYN, Oiltanking , PMV и порт Антверпена, будет построен завод по производству возобновляемого метанола мощностью 8000 т/год. [54] CO 2 для производства электронного метанола должен быть отделен от выбросов системой улавливания и утилизации углерода (CCU).
  • Компания Wacker Chemie AG из Германии планирует в рамках представленного проекта финансирования (RHYME) построить завод по производству зеленого водорода и возобновляемого метанола (по состоянию на апрель 2021 г.). Для синтеза метанола зеленого водорода CO 2 должен происходить из производственных процессов химического предприятия и, возможно, из других промышленных процессов (например, CO 2 на цементных заводах). Будет производиться 15 000 т/год возобновляемого метанола, который будет использоваться для внутренних производственных процессов компании (например, синтез силиконов), а также для продажи в качестве топлива. [55]
  • На площадке Эрншельдсвик в Швеции консорциум Liquid Wind вместе с Worley планируют построить завод производительностью 50 000 тонн возобновляемого электронного метанола в год (по состоянию на май 2021 года). CO 2 должен производиться на заводе по производству биомассы. До 2050 года Liquid Wind хочет построить 500 подобных электростанций. Членами консорциума являются Alfa Laval , Haldor Topsoe , Carbon Clean и Siemens Energy . [56]
  • Total Energies (крупнейший производитель метанола в Европе с производственной мощностью 700 000 т/год) запускает проект e-CO2Met по производству возобновляемого метанола в Лойне, Германия (по состоянию на июнь 2021 г.). При этом следует использовать высокотемпературный электролизер мощностью 1 МВт. CO 2 для производства метанола должен происходить из производственных процессов нефтеперерабатывающего завода. [57]

Северная Америка

[ редактировать ]

Южная Америка

[ редактировать ]
  • Консорциум Porsche , Siemens Energy , Enel , AME и ENAP планирует построить производственные мощности по производству возобновляемого метанола с использованием энергии ветра и CO2 из воздуха (по состоянию на июль 2021 года). [60] При содействии ExxonMobil метанол будет переработан в дальнейшее синтетическое топливо. К 2024 году консорциум хочет произвести 55 миллионов литров электронного топлива, а к 2026 году — около 550 миллионов литров электронного топлива.

Китай

[ редактировать ]
  • В рамках «Демонстрационного проекта по производству жидкого солнечного топлива» в 2020 году было продемонстрировано крупномасштабное производство возобновляемого метанола с использованием солнечной энергии с помощью электролизера мощностью 10 МВт. [61]
  • В Китае более 20 000 такси эксплуатируются на метаноле (по состоянию на 2020 г.) [62]
  • должна быть введена в эксплуатацию крупнейшая в мире установка по производству метанола из CO 2 мощностью 110 000 т/год «Шуньлиский завод по переработке CO 2 В конце 2021 года в провинции Хэнань при содействии Carbon Recycling International в метанол» . [63]
  • Несколько крупных китайских автопроизводителей, таких как FAW Group, Shanghai Huapu ( Shanghai Maple ), Geely Group, Chang'an и SAIC, готовятся к массовому производству автомобилей, работающих на метаноле, а также парков такси и автобусов. [64]
  • В провинции Шаньси существует более 1000 АЗС, продающих М15, и еще 40 заправочных станций М85-М100. [64] До 2025 года правительство Шаньси хочет переоборудовать более 2000 заправочных станций на метаноловое топливо, а также 200 000 автомобилей для работы на метаноле. [64]

См. также

[ редактировать ]

Литература

[ редактировать ]
  • Ф. Асингер : Метанол, химическое и энергетическое сырье . Академия Верлаг, Берлин, 1987 г., ISBN   3-05500341-1 , ISBN   978-3-05500341-7 .
  • Мартин Бертау, Хериберт Офферманнс , Людольф Пласс, Фридрих Шмидт, Ханс-Юрген Вернике: Метанол: основное химическое и энергетическое сырье будущего: видение Асингера сегодня , 750 страниц, Verlag Springer; 2014, ISBN   978-3642397080
  • † Джордж А. Ола , Ален Гепперт, Г. К. Сурья Пракаш , За пределами нефти и газа: экономика метанола – третье, обновленное и расширенное издание , Wiley-VCH, 2018 г., ISBN   978-3-527-33803-0 .

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Метанол является токсином, связанным с развитием и неврологией, хотя типичные уровни воздействия на организм, связанные с питанием и профессиональной деятельностью, вряд ли будут иметь серьезные последствия для здоровья. В 2003 году комиссия Национальной токсикологической программы пришла к выводу, что при концентрации в крови ниже прибл. 10   мг/л вызывает минимальные опасения по поводу неблагоприятных последствий для здоровья. [43] Также доступны обзоры другой литературы. [44]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Ола, Джордж А. (2005). «Помимо нефти и газа: экономика метанола». Angewandte Chemie, международное издание . 44 (18): 2636–2639. дои : 10.1002/anie.200462121 . ПМИД   15800867 . S2CID   43785447 .
  2. ^ Ола, Джордж А. (2003). «Метаноловая экономика» . Новости химии и техники . 81 (38): 5. doi : 10.1021/cen-v081n038.p005 . S2CID   98997784 .
  3. ^ Ола, Джордж А.; Гепперт, Ален; Пракаш, ГК Сурья (2009). «Химическая переработка углекислого газа в метанол и диметиловый эфир: от парниковых газов к возобновляемым, экологически нейтральным углеродным топливам и синтетическим углеводородам». Журнал органической химии . 74 (2): 487–498. CiteSeerX   10.1.1.629.6092 . дои : 10.1021/jo801260f . ПМИД   19063591 . S2CID   25108611 .
  4. ^ Ола, Джордж А.; Гепперт, Ален; Пракаш, Г.К. Сурья (2006). За пределами нефти и газа: экономика метанола . Вайли-ВЧ. ISBN  978-3-527-31275-7 .
  5. ^ Jump up to: а б Макаллистер, Сара; Чен, Цзых-Юань; Фернандес-Пелло, А. Карлос (2011). «Приложение 1» . Основы процессов горения . Серия «Машиностроение». Спрингер. дои : 10.1007/978-1-4419-7943-8 . ISBN  978-1-4419-7943-8 . S2CID   92600221 .
  6. ^ Jump up to: а б «Топливо – высшая и низшая теплотворная способность» . Инженерный набор инструментов . 2003 . Проверено 3 августа 2021 г.
  7. ^ «Водород нулевого качества (N4.5)» (PDF) . БОК . нд . Проверено 4 августа 2021 г.
  8. ^ «Метаноловая промышленность» . Институт метанола . нд . Проверено 22 апреля 2023 г.
  9. ^ Intratech Solutions (31 мая 2012 г.). «Экономика технологий: Производство пропилена из метанола» . СлайдПоделиться . Проверено 22 апреля 2023 г.
  10. ^ Уильямс, Кертис (4 сентября 2014 г.). «Райдер Скотт: Запасы газа Тринидада и Тобаго сократились в 2013 году» . Нефтегазовый журнал . Проверено 22 апреля 2023 г.
  11. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Перспективы инноваций: возобновляемый метанол (PDF) . ИРЕНА. Январь 2021 г. ISBN  978-92-9260-320-5 . Проверено 19 мая 2021 г.
  12. ^ Котандараман, Джотисвари; Гепперт, Ален; Чаун, Миклош; Ола, Джордж А.; Пракаш, ГК Сурья (2016). «Превращение CO 2 из воздуха в метанол с использованием полиамина и гомогенного рутениевого катализатора». Журнал Американского химического общества . 138 (3): 778–781. дои : 10.1021/jacs.5b12354 . ПМИД   26713663 . S2CID   28874309 .
  13. ^ «Завод по производству возобновляемого метанола Джорджа Ола: первое производство топлива из CO2 в промышленном масштабе» . Международная организация по переработке углерода . нд . Проверено 22 апреля 2023 г.
  14. ^ Уиллмотт, Дон (16 декабря 2014 г.). «Топливо из морской воды? В чем подвох?» . Смитсоновский журнал . Проверено 21 ноября 2017 г.
  15. ^ Хобсон, Чарли (январь 2019 г.). Маркес, Карлос (ред.). «Отчет о возобновляемом метаноле» (PDF) . Институт метанола . Проверено 5 августа 2021 г.
  16. ^ «Метаанализ: роль возобновляемых газов в энергетическом переходе» (PDF) . Агентство по возобновляемым источникам энергии (на немецком языке). Март 2018 года . Проверено 4 августа 2021 г.
  17. ^ Бос, MJ; Керстен, SRA; Брильман, DWF (2020). «Из энергии ветра в метанол: производство метанола из возобновляемых источников с использованием электричества, электролиза воды и CO 2 улавливания из воздуха» . Прикладная энергетика . 264 114672. Бибкод : 2020ApEn..26414672B . doi : 10.1016/j.apenergy.2020.114672 . S2CID   213666356 .
  18. ^ «Высокоэффективное производство водорода с использованием твердооксидного электролиза в сочетании с возобновляемыми источниками тепла и энергии» . КОРДИС . Европейская комиссия. 18 декабря 2019 года . Проверено 4 августа 2021 г.
  19. ^ Jump up to: а б Клаузен, Лассе Р.; Хоубак, Нильс; Эльмегаард, Брайан (2010). «Техноэкономический анализ завода по производству метанола на основе газификации биомассы и электролиза воды» (PDF) . Энергия . 35 (5): 2338–2347. Бибкод : 2010Ene....35.2338C . дои : 10.1016/j.energy.2010.02.034 . S2CID   98164905 .
  20. ^ Ромеро-Паскуаль, Э.; Солер, Дж. (2014). «Моделирование микрокомбинированной системы теплоэнергетических топливных элементов на основе HTPEM с метанолом». Международный журнал водородной энергетики . 39 (8): 4053–4059. Бибкод : 2014IJHE...39.4053R . doi : 10.1016/j.ijhydene.2013.07.015 . S2CID   98649275 .
  21. ^ Арсалис, Александрос; Нильсен, Мэдс П.; Кер, Сорен К. (2011). «Моделирование и непроектные характеристики бытовой микро-ТЭЦ (комбинированной выработки тепла и электроэнергии) на базе жилой системы микро-ТЭЦ (комбинированное производство тепла и электроэнергии) мощностью 1 кВт e HT-PEMFC (высокотемпературный топливный элемент с протонообменной мембраной) для датских частных домохозяйств». Энергия . 36 (2): 993–1002. Бибкод : 2011Ene....36..993A . дои : 10.1016/j.energy.2010.12.009 . S2CID   108716471 .
  22. ^ Jump up to: а б с Арайя, Сэмюэл Саймон; Лизо, Винченцо; Цуй, Сяоти; Ли, На; Чжу, Чимин; Сахлин, Саймон Леннарт; Йенсен, Сорен Хойгаард; Нильсен, Мадс Пах; Дорогой, Сорен Кнудсен (2020). «Обзор экономики метанола: путь топливных элементов» . Энергия . 13 (3) 596: 596. дои : 10.3390/en13030596 . S2CID   213636473 .
  23. ^ Грейвс, Лаура (7 октября 2020 г.). «Метаноловые топливные элементы проникают в телекоммуникационный сектор» . TowerXchange . Архивировано из оригинала 24 ноября 2020 года.
  24. ^ «Ballard представляет батарею топливных элементов высокой плотности для движения транспортных средств; 4,3 кВт/л; Audi Partner» . Конгресс зеленых автомобилей . 15 сентября 2020 г. Проверено 4 августа 2021 г.
  25. ^ «Стационарная система топливных элементов большой мощности» . Затыкать . 7 декабря 2022 г. Проверено 22 апреля 2023 г.
  26. ^ Хелмерс, Экард; Маркс, Патрик (2012). «Электрические автомобили: технические характеристики и воздействие на окружающую среду» . Науки об окружающей среде Европы . 24 14. дои : 10.1186/2190-4715-24-14 . S2CID   373863 .
  27. ^ «Будущая стоимость синтетического топлива на основе электроэнергии » (PDF) . Агора Веркерсвенде (на немецком языке). 2018 . Проверено 5 августа 2021 г.
  28. ^ «Прейскурант метанола на метанол» (PDF) . Метанекс . 31 марта 2023 г. Проверено 22 апреля 2023 г.
  29. ^ «Заполнение H2: мобильность водорода начинается сейчас» . H2.LIVE . H2Мобильность. нд . Проверено 5 августа 2021 г.
  30. ^ «Переработка CO2 для производства метанола» . Международная организация по переработке углерода . нд . Проверено 5 августа 2021 г.
  31. ^ «Метанол чистый 1000л (IBC)» . Гатс . нд . Проверено 5 августа 2021 г.
  32. ^ «Надежные химикаты для использования в технической промышленности» . ВиВоХем . нд . Проверено 5 августа 2021 г.
  33. ^ «Метанол: возобновляемое топливо-носитель водорода» (PDF) . Институт метанола . Август 2019 года . Проверено 5 августа 2021 г.
  34. ^ Джеймс, Брайан Д.; Хаучинс, Кэссиди; Уя-Куадио, Дженни М.; ДеСантис, Дэниел А. (сентябрь 2016 г.). Итоговый отчет: Анализ затрат на систему хранения водорода (Отчет). Стратегический анализ. дои : 10.2172/1343975 . ОСТИ   1343975 . S2CID   99212156 .
  35. ^ Малькольм Пирни (январь 1999 г.). «Оценка судьбы и транспорта метанола в окружающей среде» (PDF) . Институт метанола . Проверено 22 апреля 2023 г.
  36. ^ «Немногие виды транспортного топлива превосходят по плотности энергии бензин и дизельное топливо» . Сегодня в Энергетике . Управление энергетической информации США. 14 февраля 2013 года . Проверено 22 апреля 2023 г.
  37. ^ Зубрин, Роберт (2007). Энергетическая победа: победа в войне с террором путем освобождения от нефти . Книги Прометея. ISBN  978-1-59102-591-7 . S2CID   158606509 . С. 117–118 : Однако ситуация намного хуже, потому что, прежде чем водород можно будет куда-либо транспортировать, его необходимо либо сжать, либо сжижать. Чтобы превратить его в жидкость, его необходимо охладить до температуры -253 ° C (20 градусов выше абсолютного нуля). При таких температурах фундаментальные законы термодинамики делают холодильники крайне неэффективными. В результате около 40 процентов энергии водорода приходится тратить на его сжижение. Это снижает фактическую чистую энергетическую ценность нашего топливного продукта до 792 ккал. Кроме того, поскольку это криогенная жидкость, можно ожидать, что будет потеряно еще больше энергии, поскольку водород выкипает, поскольку он нагревается за счет утечки тепла из внешней среды во время транспортировки и хранения.
  38. ^ Ромм, Джозеф Дж. (2005). Ажиотаж вокруг водорода: факты и вымыслы в гонке за спасение климата . Остров Пресс. ISBN  1-55963-704-8 . п. 95 : Стоимость криогенного хранения, включая стоимость резервуара для хранения, стоимость оборудования для сжижения водорода и стоимость электроэнергии для работы оборудования, остается высокой.
  39. ^ Ловаас, Дерон (2009). «Баланс энергетической безопасности и окружающей среды». В Люфте, Гал; Корин, Энн (ред.). Вызовы энергетической безопасности в XXI веке: Справочник (PDF) . Praeger Security International. стр. 318–334. ISBN  978-0-275-99998-8 . Проверено 23 апреля 2023 г. п. 329: Дилемма инфраструктуры кажется непреодолимой. Бортовое хранение водорода в газообразной или жидкой форме делает транспортные средства невероятно дорогими, а крупномасштабный переход на водород влечет за собой дополнение или замену существующей инфраструктуры доставки жидкого топлива. Это, мягко говоря, сложное предложение.
  40. ^ Кемсли, Джиллиан (3 декабря 2007 г.). «Приманка метанола» . Новости химии и техники . Проверено 23 апреля 2023 г.
  41. ^ Хуа, Дженни (2005). «Энергетическая плотность метанола (древесного спирта)» . Справочник по физике . Гленн Элерт . Проверено 25 января 2022 г.
  42. ^ Вайзель, CP; Лоурик, Нью-Джерси; Хубер, А.Х.; Кресенти, GH (1993). Воздействие бензина и метанола от автомобилей в жилых домах и пристроенных гаражах (отчет). Институт наук об окружающей среде и гигиене труда. OCLC   4436985490 . ОСТИ   5882923 .
  43. ^ Монография NTP-CERHR о потенциальном влиянии метанола на репродуктивную функцию человека и развитие (PDF) (отчет). Национальная программа токсикологии. Сентябрь 2003 г. PMID   15995730 . Проверено 23 апреля 2023 г.
  44. ^ Центр оценки рисков для репродукции человека (2004 г.). «Отчет группы экспертов NTP-CERHR о токсичности метанола для репродуктивной системы и развития». Репродуктивная токсикология . 18 (3): 303–390. Бибкод : 2004RepTx..18..303. . дои : 10.1016/j.reprotox.2003.10.013 . ПМИД   15082073 . S2CID   10583815 .
  45. ^ «Обзор отравления метанолом» . Антизол . Сиротская медицина. nd Архивировано из оригинала 4 февраля 2004 года.
  46. ^ «Метаноловое топливо и пожарная безопасность» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . Август 1994 г. EPA 400-F-92-010. Архивировано из оригинала (PDF) 19 августа 2000 года.
  47. ^ «Этапы производства возобновляемого метанола» . Международная организация по переработке углерода . нд . Проверено 8 августа 2021 г.
  48. ^ «Скорейшее обеспечение более чистого будущего» . ОКИ Глобал . нд . Проверено 8 августа 2021 г.
  49. ^ «РЕДсерт-ЕС Метанол» . БАСФ . нд . Проверено 8 августа 2021 г.
  50. ^ « Нидерауссем становится местом важного технологического прогресса » (пресс-релиз). Кёльн, Германия: RWE. 28 мая 2019 года . Проверено 8 августа 2021 г.
  51. ^ «Связанный проект: MefCO2» . Международная организация по переработке углерода . 13 июня 2019 года . Проверено 8 августа 2021 г.
  52. ^ «Карбон2Хим» . ФОНА . нд . Проверено 8 августа 2021 г.
  53. ^ «Проект Carbon2Chem®» . ТиссенКрупп . нд . Проверено 8 августа 2021 г.
  54. ^ «Наша концепция» . Энергия для метанола Антверпен . нд . Проверено 8 августа 2021 г.
  55. ^ «Проект по производству экологически чистого водорода и возобновляемого метанола достиг следующей стадии отбора для финансирования ЕС» (пресс-релиз). Мюнхен, Германия / Бургхаузен, Германия: Wacker. 31 марта 2021 г. Проверено 8 августа 2021 г.
  56. ^ «Электронное топливо» . Жидкий ветер . нд . Проверено 23 апреля 2023 г.
  57. ^ «TotalEnergies, Sunfire и Fraunhofer дают добро на производство зеленого метанола в Лойне» . Конгресс зеленых автомобилей . 17 июня 2021 г. Проверено 8 августа 2021 г.
  58. ^ «Утилизация углерода» . Энеркем . нд . Проверено 8 августа 2021 г.
  59. ^ «Celanese расширит мощности и будет использовать переработанный CO2 для производства метанола на объекте в Клир-Лейк, штат Техас» (пресс-релиз). Даллас, Техас: Целанезе. 24 марта 2021 г. Проверено 8 августа 2021 г.
  60. ^ «Porsche и Siemens Energy вместе с партнерами продвигают разработку экологически нейтрального электронного топлива» (пресс-релиз). Порше. 12 февраля 2020 г. Проверено 8 августа 2021 г.
  61. ^ Ли, Юань (4 ноября 2020 г.). « «Жидкое солнце» проливает свет на новый путь зеленой энергии» . Китайская академия наук . Проверено 23 апреля 2023 г.
  62. ^ Долан, Грегори (январь 2020 г.). «Метанол: развивающиеся глобальные энергетические рынки» (PDF) . Институт метанола . Проверено 23 апреля 2023 г.
  63. ^ «Завод по переработке CO 2 в метанол в Шуньли: производство в промышленных масштабах в Китае» . Международная организация по переработке углерода . нд . Проверено 8 августа 2021 г.
  64. ^ Jump up to: а б с «Факты о метаноле: Китай: лидер в транспортировке метанола» (PDF) . Институт метанола . Апрель 2020 года . Проверено 8 августа 2021 г.
[ редактировать ]
На Wikimedia Commons есть средства массовой информации, связанные с экономикой метанола .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Methanol_economy&oldid=1237883515"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f990dfaba970d61d65a0117cbbb04b9b__1722459060
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f9/9b/f990dfaba970d61d65a0117cbbb04b9b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Methanol economy - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)