Metanol jest jednym z najważniejszych "podstawowych" związków chemicznych - prekursorem wielu chemikaliów, tworzyw sztucznych i materiałów mających szerokie zastosowanie. Obecnie jest również kluczowym paliwem i składnikiem dodatków do paliw, a w przyszłości ma stać się kluczowym paliwem żeglugowym. Biorąc pod uwagę, że większość produkcji metanolu opiera się na paliwach kopalnych, dekarbonizacja produkcji metanolu jest kluczową dźwignią na drodze do dekarbonizacji przemysłu chemicznego i transportowego. Niniejszy artykuł dotyczy dekarbonizacji produkcji metanolu, analizując kluczowe szlaki produkcyjne i potencjalne rozwiązania w zakresie dekarbonizacji.
Jak produkowany jest metanol?
Metanol jest kluczowym produktem w przemyśle chemicznym, wykorzystywanym w setkach produktów codziennego użytku, jako surowiec do produkcji innych chemikaliów i jako paliwo. Można go wytwarzać na kilka sposobów, od reformingu parowego metanu, reakcji wodoru i CO2 po gazyfikację biomasy. Przyjrzyjmy się każdemu z nich:
- Reforming parowy metanu: jest to obecnie najpopularniejsza metoda produkcji metanolu. Metan, zwykle pozyskiwany z gazu ziemnego, reaguje z parą wodną pod ciśnieniem i wytwarza wodór (H2) i dwutlenek węgla (CO2). Jeśli podczas tego procesu gaz ziemny zostanie zastąpiony biometanem, zasobem odnawialnym, wpływ tej produkcji na środowisko może zostać znacznie poprawiony. Oprócz przejścia na biometan, można zastosować technologie wychwytywania, wykorzystania i składowania dwutlenku węgla (CCUS) w celu dalszego zmniejszenia emisji dwutlenku węgla. Jest to bio-metanol.
- Reakcja wodoru i dwutlenku węgla: jest to nowa alternatywa dla produkcji metanolu, w której substancja chemiczna jest syntetyzowana z wodoru i dwutlenku węgla. W tym procesie wodór jest związkiem, który ulega modyfikacji. Wykorzystując energię odnawialną, można wytwarzać "zielony" wodór za pomocą elektrolizy. Inną opcją jest wytwarzanie "niebieskiego" wodoru z gazu ziemnego za pomocą technologii wychwytywania dwutlenku węgla, w której wykorzystywany CO2 może być wychwytywany lub poddawany recyklingowi jako biogenny CO. Nazywa się to e-metanolem.
- Zgazowanie biomasy: w tym procesie biomasa, taka jak stałe odpady komunalne lub inne surowce biomasy, może być zgazowywana w celu produkcji metanolu. Wykorzystuje on węgiel zawarty w odpadach organicznych do przekształcania ich w cenne substancje chemiczne. proces ten polega na podgrzewaniu biomasy w wysokich temperaturach Za pomocą tlenu lub pary wodnej w celu wytworzenia gazu, który jest następnie przekształcany w metanol. Takie podejście dywersyfikuje źródła surowców i promuje zasady gospodarki o obiegu zamkniętym. to jest bio-metanol.
Gdzie wykorzystywany jest metanol?
Metanol stanowi podstawę przemysłu chemicznego, energetycznego i morskiego. Jego rola rozciąga się od surowca chemicznego po paliwo żeglugowe.
- Surowiec chemiczny: metanol można przekształcić w różne produkty. Około 25% metanolu jest wykorzystywane do produkcji formaldehydu, który jest niezbędny do tworzenia żywic, nawozów, papieru i sklejki. Kolejne 25% jest przekształcane w olefiny, kluczowe materiały dla niezliczonych produktów, takich jak tworzywa sztuczne, detergenty, kleje, guma i opakowania do żywności. Poza tym, inne zastosowania metanolu to kwas octowy (8%), chlorometany (2%), metyloaminy (2%) i MMA (2%).
- Paliwa i dodatki do paliw: Metanol ma kluczowe znaczenie w przemyśle paliwowym i biopaliwowym, przy czym 11% trafia do eteru metylo-tert-butylowego (MTBE) jako dodatek do paliw, a 14% wzbogaca benzynę poprzez mieszanie i spalanie. Dodatkowo, w produkcji biodiesla i eteru dimetylowego (DME), każdy z nich stanowi około 3%. W szczególności w sektorze morskim produkt ten staje się coraz ważniejszy, ponieważ może być stosowany jako paliwo żeglugowe. Aby dowiedzieć się więcej o naszej ofercie dla przemysłu morskiego, kliknij tutaj.
Rozwiązania służące dekarbonizacji
W celu dekarbonizacji lub "defossilizacji" produkcji metanolu istnieje kilka możliwych rozwiązań, które dotyczą różnych zakresów emisji.
- Przejście na odnawialny gaz ziemny (RNG) lub bio-metanolu (zakres 1 i 3): Rozwiązanie to nie tylko rozwiązuje problem bezpośrednich emisji z procesów produkcyjnych (zakres 1), ale także ogranicza emisje pośrednie w łańcuchu dostaw (zakres 3). Dla firm w UE, w szczególności tych podlegających unijnemu systemowi handlu uprawnieniami do emisji (EU ETS), przejście na biometan może również zmniejszyć zapotrzebowanie na uprawnienia UE (EUA), co w dłuższej perspektywie przyniesie więcej korzyści.
- Przejście na odnawialną energię elektryczną (zakres 2): Aby ograniczyć emisje z zakresu 2, branża zmierza w kierunku rozwiązań opartych na odnawialnej energii elektrycznej. Mechanizmy takie jak bezpośrednie zamówienia gwarancji pochodzenia lub długoterminowe umowy VPPA zmniejszają intensywność emisji dwutlenku węgla podczas produkcji metanolu. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o rozwiązaniach w zakresie odnawialnej energii elektrycznej, kliknij tutaj.
- Biogenny CO2 (Zakres 3): Biogeniczny CO2 to dwutlenek węgla, który jest już obecny w naturalnym obiegu węgla, ponieważ CO2 został wychwycony w surowcach biologicznych w procesie fotosyntezy i ostatecznie uwolniony z powrotem do atmosfery w wyniku naturalnej degradacji. Biogeniczny CO2 może być wychwytywany bezpośrednio z atmosfery (bezpośrednie wychwytywanie z powietrza - DAC) lub w zakładach uszlachetniania biometanu, gdzie biogeniczny CO2 jest ekstrahowany z biogazu i może być wychwytywany i skraplany do dalszych zastosowań. Wychwytywanie biogenicznego CO2 i wykorzystywanie go do produkcji odnawialnych paliw pochodzenia niebiologicznego (RFNBO), takich jak e-metanol, zwiększa obieg zamknięty i prowadzi do neutralnych emisji po spaleniu RFNBO. Ogólnie rzecz biorąc, Komisja Europejska przewiduje jasne terminy wykorzystania kopalnego CO2 do produkcji RFNBO, a po 2042 r. tylko biogenny CO2 będzie akceptowany jako wkład.
- Efektywność energetyczna (zakres 1): Promowanie efektywności energetycznej jest kluczową strategią dekarbonizacji produkcji metanolu. Można to osiągnąć poprzez optymalizację procesu, odzyskiwanie ciepła odpadowego i stosowanie zaawansowanych katalizatorów. Białe certyfikaty, znane również jako certyfikaty oszczędności energii (ESC) lub kredyty efektywności energetycznej (EEC), poświadczają, że osiągnięto pewną redukcję zużycia energii. Są one zbywalne i łączą się z obowiązkiem osiągnięcia określonego celu w zakresie oszczędności energii, zachęcając firmy do przekraczania swoich celów w zakresie oszczędności energii. Odkryj nasze rozwiązania w zakresie efektywności energetycznej tutaj.
- Dla firm europejskich, Zgodność z EU ETS: Za pośrednictwem Vertis Environmental Finance pomagamy firmom w zakupie uprawnień EUA i spełnieniu wymogów EU i UK ETS. Więcej informacji tutaj.
Wnioski
Obecny proces produkcji metanolu jest zdominowany przez gaz ziemny i węgiel, ale zmiana w kierunku odnawialnego gazu ziemnego, wychwytywania i składowania dwutlenku węgla oraz odnawialnej energii elektrycznej nabiera tempa. Te zrównoważone opcje pokazują zaangażowanie i chęć branży do ewolucji w kierunku bardziej zrównoważonej przyszłości. Wraz z rozpoczęciem zielonej transformacji, kluczowe znaczenie ma współpraca zainteresowanych stron i przesuwanie granic w celu zapewnienia zrównoważonej i rentownej przyszłości produkcji metanolu.
Jak STRIVE by STX może pomóc?
STRIVE by STX współpracuje obecnie z pionierskimi producentami bio- i zielonego metanolu, pomagając im zidentyfikować potencjalne rozwiązania w zakresie wykorzystania bardziej ekologicznych surowców chemicznych (np. bio-metanu) i energii odnawialnej.
Niech STRIVE by STX będzie również Twoim partnerem w defosylizacji Twoich operacji. Aby dowiedzieć się więcej, kliknij tutaj.
