Gospodarka metanolowa

Gospodarka wodorowa – z jej wizją silników pochłaniających gaz zastąpionych wodorowymi ogniwami paliwowymi, które wytwarzają wodę zamiast smogu i gazów cieplarnianych – jest dużym błędem, według George Olah , laureat nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 1994 roku.

Olah, której badania nad chemią węglowodorów doprowadziły do ​​powstania wysokooktanowych paliw i łatwiej rozkładających się węglowodorów, jest obecnie dyrektorem Loker Hydrocarbon Research Institute na Uniwersytecie Południowej Kalifornii. Twierdzi, że przechowywanie energii w postaci metanolu, a nie wodoru, może zakończyć naszą zależność od paliw kopalnych i przekształcić dwutlenek węgla z obciążenia związanego z globalnym ociepleniem w niezbędny surowiec dla gospodarki opartej na metanolu. Olah przedstawia swój plan w nowej książce, Poza ropą i gazem: gospodarka metanolem , opublikowany w zeszłym tygodniu przez Wiley-VCH.

Przegląd technologii : Dlaczego metanol?

George Olah : Metanol sam w sobie jest doskonałym paliwem. Można go zmieszać z benzyną – to znacznie lepsze paliwo niż etanol. I opracowaliśmy ogniwo paliwowe na metanol.

Metanol jest bardzo prostą substancją chemiczną, którą można wytwarzać w bardzo wydajny sposób. To tylko jeden atom tlenu wstawiony do metanu, podstawowego składnika gazu ziemnego; ale metanol jest materiałem płynnym, który można łatwo przechowywać, transportować i używać.

DZIECI : Co jest nie tak z wodorowymi ogniwami paliwowymi?

IŚĆ : Już dziś na każdej stacji benzynowej można było postawić pompę dozującą metanol. Możesz go bardzo dobrze wydać bez żadnej [nowej] infrastruktury. W przypadku wodoru nie ma infrastruktury. Stworzenie infrastruktury wodorowej to niezwykle kosztowna i wątpliwa sprawa. Wodór jest bardzo lotnym gazem i nie ma możliwości przechowywania lub manipulowania nim w jakiejkolwiek znaczącej ilości bez przechodzenia pod wysokim ciśnieniem.

DZIECI : Ale metanol jest sposobem przechowywania energii, a nie źródłem energii jak benzyna. Skąd będzie pochodzić energia?

IŚĆ : Piękno polega na tym, że możemy brać każde źródło energii. Niezależnie od tego, czy chodzi o spalanie paliw kopalnych, elektrownie atomowe, wiatr, słońce czy cokolwiek innego. Mówimy, że ma to o wiele większy sens, zamiast próbować przechowywać i transportować energię jako bardzo lotny gazowy wodór, aby przekształcić ją w wygodną ciecz. I jest dodatkowa korzyść: naprawdę łagodzisz dwutlenek węgla w atmosferze.

DZIECI : Jak się robi metanol?

IŚĆ : Jednym z podejść jest produkcja metanolu poprzez przekształcenie wciąż istniejących ogromnych rezerw gazu ziemnego, ale na zupełnie inne, nowe sposoby. Obecnie metanol wytwarzany jest wyłącznie z gazu ziemnego. Gaz ziemny jest niecałkowicie spalany lub przekształcany w gaz syntezowy, który następnie można przerobić na metanol. Teraz opracowaliśmy sposoby na całkowite wyeliminowanie użycia gazu syntezowego.

Drugie podejście obejmuje dwutlenek węgla. Byliśmy współtwórcami bezpośredniego ogniwa paliwowego na metanol. To ogniwo paliwowe wykorzystuje metanol i wytwarza CO2 oraz wodę. Przyszło nam do głowy, że może mógłbyś odwrócić ten proces. I rzeczywiście, możesz wziąć dwutlenek węgla i wodę, a jeśli masz energię elektryczną, możesz ją chemicznie zredukować do metanolu.

Tak więc drugim etapem naszego podejścia do gospodarki metanolem jest regeneracja lub recykling dwutlenku węgla początkowo ze źródeł, w których występuje on w wysokich stężeniach, takich jak gazy spalinowe z elektrowni spalającej gaz ziemny. Ale w końcu, a to nie nastąpi z dnia na dzień, możemy po prostu usunąć dwutlenek węgla z powietrza.

DZIECI : Pomogłoby to rozwiązać problem dwutlenku węgla jako gazu cieplarnianego, prawda?

IŚĆ : Sekwestracja [dwutlenku węgla] jest naszą oficjalną polityką [rządu] i na to wszyscy przysięgają. Mówią, że wbijasz dwutlenek węgla w ziemię i na dno morza i rozwiązujesz problem. [Ale] jak długo tam pozostanie? Dwutlenek węgla jest bardzo lotnym materiałem. W najlepszych warunkach w końcu przesiąknie. Nasze podejście jest zupełnie inne: po prostu mówimy, że jeśli musimy pozbyć się dwutlenku węgla, musimy go wychwytywać – dlaczego nie wykorzystać go jako surowca chemicznego? Innymi słowy, poddaj go recyklingowi.

DZIECI : Ostatnio dużo słyszeliśmy o zastąpieniu benzyny etanolem ze źródeł biologicznych i opracowaniu lepszych akumulatorów do superwydajnych samochodów hybrydowych. Czy mają one miejsce w gospodarce metanolu?

IŚĆ : Myślę, że powinniśmy zbadać wszystkie możliwości. Nie ma srebrnej kuli. Nie ma jednego rozwiązania. Szczerze wierzę jednak, że jeśli spojrzysz na liczby naprawdę bezstronnie, ale beznamiętnie, potrzeby są tak ogromne, że źródła biologiczne same w sobie nie rozwiążą ich. Prezydent wspomniał o wytwarzaniu etanolu z materiałów celulozowych. W zasadzie jest to możliwe, ale to bardzo trudna, nierozwinięta i moim zdaniem nierealistyczna technologia. Baterie, oczywiście, powinniśmy spróbować znaleźć lepsze baterie. Ale realistycznie dzisiaj, ogniwa paliwowe są o wiele wygodniejsze niż jakakolwiek bateria.

DZIECI : Jakie kroki należy podjąć teraz, aby przejść w kierunku gospodarki metanolowej?

IŚĆ : Bardzo wierzę, że rozwój technologiczny jest realizowany przez duże firmy. ExxonMobil z pewnością ma na to środki. Jedyny problem polega na tym, że na razie nie wymyślają żadnego rozsądnego rozwiązania. Zasadniczo nie sądzę, że bardzo lubią [gospodarkę metanolową]. Jeśli siedzisz na dużych dostawach ropy i gazu, na których osiągasz ogromne zyski, lub jeśli jesteś krajem arabskim, który ma wielkie zapasy i wielkie bogactwo, nie powitałbyś jakiegoś szaleńca, który podchodzi i mówi, że ludzkość może mieć ostateczne rozwiązanie, które nie byłoby już zależne od tego, co natura umieściła pod ziemią.

Jeśli ta ekonomia metanolu ma sens, a myślę, że ma, to niekoniecznie musi istnieć już monopol firm naftowych. Równie dobrze, a nawet lepiej, mogłyby to zrobić wielkie firmy chemiczne. Ale jest też potrzeba, aby politycy i opinia publiczna powiedzieli, że chcą szukać rozsądnych rozwiązań.

DZIECI : Jak pilny jest problem?

IŚĆ : Człowiek zaczął używać węgla na masową skalę podczas rewolucji przemysłowej, która miała miejsce 250 lat temu. A my już w bardzo znaczącym stopniu uszczuplamy to, co dała nam natura. Nie twierdzę, że zabraknie nam go z dnia na dzień, ale musimy pomyśleć o tym, jak radzimy sobie z naszymi problemami teraz i jak poradzimy sobie w przyszłości.

Widać, że brakuje gazu ziemnego, a my importujemy skroplony gaz ziemny. Istnieje wiele źródeł gazu ziemnego – Nigeria, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Morze Północne i tak dalej. Zawartość energii pojedynczego tankowca LNG jest równoważna średniej wielkości bombie wodorowej. Źli ludzie próbują teraz wysadzić rafinerie, a duży tankowiec to bardzo zachęcający cel. Kto może zagwarantować, że jakiś szalony terrorysta nie wysadzi tankowca LNG? Myślę, że realistycznym rozwiązaniem jest przekształcenie gazu ziemnego, tak wydajnie, jak to możliwe, w bezpieczny produkt płynny, taki jak metanol.

Wszyscy ludzie wierzą, że to, co robią, ma jakieś znaczenie; ale te [badania nad metanolem] są moim zdaniem najważniejszą rzeczą, jaką kiedykolwiek zrobiłem w mojej karierze i mają poważne konsekwencje dla społeczeństwa.

Zdjęcie strony głównej dzięki uprzejmości University of Southern Califor

ukryć