Wytwarzanie odnawialnego metanolu w ramach nowego procesu
Metanol (właściwie alkohol metylowy) jest jednym z najpopularniejszych przemysłowych związków chemicznych, używanym do niezliczonych zastosowań produkcyjnych. Jest również paliwem bezemisyjnym stosowanym jako dodatek do konwencjonalnych paliw kopalnych lub w zamian za takie paliwa. Tymczasem do produkcji metanolu wykorzystuje się surowce kopalne i oparte na nich źródła energii, stąd też uznaje się ją za istotnie zwiększającą emisje gazów cieplarnianych. Ograniczanie takich emisji jest jednym z ambitnych celów regulacji unijnych, które nakładają na przemysł obowiązek przechodzenia na produkcję opartą na surowcach odnawialnych. Zespół finansowanego ze środków UE projektu Circlenergy opracował proces produkcji metanolu z odnawialnych źródeł energii i z użyciem odnawialnych materiałów. Projekt Circlenergy jest realizowany z funduszy Fazy 2 instrumentu dla MŚP i jest kontynuacją wcześniejszego finansowanego przez UE projektu o takiej samej nazwie. W ramach bieżącej edycji projektu rozwinięto proces opracowany przez poprzedni zespół, zwiększając jego skalę i poprawiając elastyczność z myślą o komercjalizacji.
Wychwyt CO2 i wodoru
Opracowany w projekcie Circlenergy zastrzeżony proces nosi nazwę Emissions-to-Liquids. „W procesie tym wykorzystujemy CO2 jako surowiec, który wychwytujemy ze źródeł spalania, oraz wodór, który powstaje w procesie rozszczepiania wody pod wpływem przepływającego prądu elektrycznego”, wyjaśnia Ómar Sigurbjörnsson, dyrektor ds. sprzedaży i marketingu w firmie Carbon Recycling International. „Następnie gazy te łączy się, kompresuje i poddaje reakcji z udziałem katalizatora w wysokiej temperaturze i przy odpowiednim ciśnieniu, tak by otrzymać płynną mieszaninę metanolu i wody. W kolejnym kroku ekstrahuje się wodę w procesie destylacji przy udziale ciepła, uzyskując produkt końcowy, jakim jest czysty metanol”. Wodę można ponownie wykorzystać do innych celów. Wyprodukowany w ten sposób metanol (zwany e-metanolem) nie różni się ani pod względem chemicznym, ani pod względem zastosowań od zwykłego metanolu. Co jednak istotne, to wykorzystanie odpadowego CO2, który w przeciwnym razie dostałby się do atmosfery.
Wykorzystanie zielonej elektryczności
Do wyprodukowania tony metanolu zużywa się 10–11 MWh prądu elektrycznego, a zapotrzebowanie na prąd jest zaspokajane z różnych źródeł odnawialnych, w tym energii słonecznej i wiatrowej. Takie źródła są pod względem cieplnym bardziej wydajne niż węgiel, a do tego ich zastosowanie pozwala na jeszcze większe ograniczenie śladu węglowego e-metanolu. Z początkiem projektu w 2019 roku proces był na siódmym poziomie gotowości technologicznej (TRL 7), co oznacza zademonstrowanie prototypu systemu w środowisku operacyjnym. W trakcie trwania projektu badacze dopracowali swoją technologię, tak by spełniała wymogi TRL 8, a więc by system był kompletny i zatwierdzony. Zespół jest gotowy, by przejść do etapu końcowego. W swoich planach ma obecnie zbudowanie w Norwegii pełnowymiarowej elektrowni, a prace konstrukcyjne mają rozpocząć się w 2022 roku. Zakład ten będzie największą na świecie elektrownią zasilaną paliwem syntetycznym, wykorzystującą energię ze źródeł odnawialnych i emisje odpadowego dwutlenku węgla. „Elektrownia będzie wychwytywała około 150 000 ton CO2 rocznie”, mówi Sigurbjörnsson i dodaje: „To tak jakbyśmy usunęli z dróg 56 000 samochodów z napędem na bazie paliw kopalnych”. Zakład będzie ponadto produkował 100 000 ton e-metanolu rocznie i generował własny wodór przy użyciu elektryczności pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Zespół planuje również otwarcie dwóch dodatkowych zakładów w Chinach, mając nadzieję, że do 2024 roku opracowana przez niego technologia będzie wykorzystywana do produkcji w sumie 500 000 ton metanolu rocznie z poddanego recyklingowi CO2. Metanol pochodzący z tych zakładów będzie produkowany w sposób zrównoważony, a ponadto do jego produkcji posłuży odpadowy CO2, który w przeciwnym razie trafiłby do atmosfery. To rozwiązanie przełoży się na znaczne ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.
Słowa kluczowe
Circlenergy, metanol, paliwo, e-metanol, węgiel, wytwarzanie, odpadowy CO2, materiały odnawialne, Emissions-to-Liquids
