Metanolová ekonomika je hypotetická energetická ekonomika budoucnosti, ve které budou fosilní paliva nahrazena metanolem . Tato ekonomika je alternativou k existujícím modelům vodíku a etanolu ( Biopaliva ). V roce 2005 publikoval nositel Nobelovy ceny George Andrew Olah knihu Oil and Gas: The Methanol Economy" , ve které pojednával o šancích a možnostech ekonomiky metanolu . V knize uvádí argumenty proti vodíkovému modelu a nastiňuje možnosti syntetizující methanol z oxidu uhličitého (CO 2 ) nebo metanu .
Metanol (metylalkohol, dřevný líh, karbinol, methylhydrát, methylhydroxid) - CH 3 OH, nejjednodušší jednosytný alkohol , bezbarvá toxická kapalina.
Se vzduchem vytváří výbušné směsi ( bod vzplanutí 11 °C). Metanol je neurovaskulární jed, který může být v lidském těle zadržen po dlouhou dobu.
Do 60. let 20. století se methanol syntetizoval pouze na zinko-chromovém katalyzátoru při teplotě 300–400 °C a tlaku 25–40 MPa (= 250–400 barů = 254,9–407,9 kgf/cm²). Následně syntéza metanolu na katalyzátorech obsahujících měď (měď-zinek-hliník-chrom, měď-zinek-hliník, případně jiné) při 200–300 °C a tlaku 4–15 MPa (= 40–150 bar = 40,79–153 kgf / cm²) se rozšířily.
Před průmyslovým rozvojem se katalytický způsob získávání metanolu získával suchou destilací dřeva (odtud jeho název „dřevěný líh“). V současnosti je tato metoda druhořadá.
Jsou také známá schémata pro využití odpadu z rafinace ropy, koksovatelného uhlí pro tento účel.
Dnes se metanol syntetizuje především ze zemního plynu . V ideálním případě by tento proces mohl využívat oxid uhličitý z atmosféry a obnovitelnou energii . Výroba metanolu tak bude součástí neutrálního cyklu, ve kterém bude možné pomocí vhodných nosičů absorbovat oxid uhličitý z atmosféry, ze kterého pak lze tento plyn získat v koncentrované formě. Hydroxid draselný a uhličitan vápenatý jsou navrženy jako možné, ale ne ideální látky (kvůli nákladné extrakci oxidu uhličitého z nich). K tomu by se zřejmě měly vyvinout vylepšené materiály (ethanolaminy). Vzhledem k nízké koncentraci oxidu uhličitého v atmosféře je tato metoda dnes nejdražší.
Alternativně lze použít výfukové plyny z tepelných elektráren (15% koncentrace CO 2 ). Tuto metodu lze použít, pokud se v tepelných elektrárnách používají fosilní paliva .
Průmyslové pěstování a biotechnologická konverze mořského fytoplanktonu je považována za jednu z nejslibnějších oblastí v oblasti výroby biopaliv. [jeden]
Na počátku 80. let řada evropských zemí společně vypracovala projekt zaměřený na vytvoření průmyslových systémů využívajících pobřežní pouštní oblasti. Realizaci tohoto projektu zabránil celosvětový pokles cen ropy .
Primární produkce biomasy se provádí pěstováním fytoplanktonu v umělých nádržích vytvořených na pobřeží.
Sekundárními procesy jsou metanová fermentace biomasy a následná hydroxylace metanu na metanol.
Hlavní důvody pro použití mikroskopických řas jsou následující:
Z hlediska získávání energie má tento biosystém oproti jiným způsobům přeměny sluneční energie značné ekonomické výhody .
Metanol lze použít jak v klasických spalovacích motorech, tak ve speciálních palivových článcích k výrobě elektřiny. Tímto způsobem lze zajistit hladký přechod k ekologickému využívání energie.
Navrhuje se používat methanol jako (i) vhodný zásobník energie, (ii) snadno přepravitelné a použitelné palivo, včetně aplikací palivových článků, a (iii) jako náhradu za syntetické uhlovodíky a jejich produkty, včetně polymerů a jednoduchých proteinů ( Lze použít jako krmivo pro zvířata a/nebo osoby). Zdrojem oxidu uhličitého bude nakonec vzduch, který patří všem, zatímco potřebná energie bude pocházet z alternativních zdrojů, včetně jaderné energie.
George A. Olah
Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy , S. 170
Při použití metanolu jako paliva je třeba poznamenat, že objemová a hmotnostní spotřeba energie (výhřevnost) metanolu je o 40-50 % nižší než u benzínu, avšak tepelný výkon směsí lihu se vzduchem a benzínu a paliva během jejich spalování v motoru se mírně liší z toho důvodu, že vysoká hodnota výparného tepla metanolu zlepšuje plnění válců motoru a snižuje jeho tepelnou hustotu, což vede ke zvýšení úplnosti spalování směsi alkohol-vzduch. V důsledku toho se zvýšení výkonu motoru zvýší o 10-15%. Metanol má vyšší oktanové číslo a kompresní poměr v motoru než benzín. [2]
Výhody methanolu oproti vodíku:
Výhody oproti etanolu