Odnawialny metanol z CO2, czy wciąż modny?

W ostatnich latach rośnie zainteresowanie technologiami, które pozwalają nie tylko ograniczyć emisje CO₂, ale także wykorzystać go jako surowiec. Spośród wielu metod zagospodarowania CO₂ można wyróżnić metody jego uwodornienia do paliw i użytecznych produktów chemicznych. W technologiach tych powinno się wykorzystywać zielony wodór (H₂), aby były one przyjazne środowisku. Podstawowymi są reakcje prowadzące do powstania syntetycznego metanu bądź metanolu. Te procesy, zwane procesami Power to X, są już dość dobrze znane i szeroko opisane w literaturze naukowej. Instytut Technologii Paliw i Energii (ITPE) może poszczycić się w tej tematyce zrealizowanymi testami pilotowymi w ramach projektu CO2-SNG. Wyniki tych badań zostały przedstawione w publikacjach naukowych w wysoko cenionym czasopiśmie naukowym Fuel. Czasopisma są opublikowane w trybie tzw. otwartego dostępu (open access).

Pilot plant initial results for the methanation process using CO₂ from amine scrubbing at the Łaziska power plant in Poland

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236119321581

Advancements in CO₂ hydrogenation – Investigating a CNG pilot plant in Poland

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236124027480

Jako najpopularniejsze kierunki konwersji CO₂ możemy wyróżnić:

• metanizację CO₂ (reakcja Sabatiera) – produkcja syntetycznego metanu (gaz ziemny),
• syntezę metanolu (CH₃OH) – metanol jest cennym półproduktem chemicznym, paliwem i nośnikiem wodoru,
• produkcję mrówczanów i kwasu mrówkowego – mogą służyć jako magazyn energii lub substraty w przemyśle chemicznym,
• syntezę olefin (alkenów) i paliw syntetycznych (np. benzyna, olej napędowy, paliwa lotnicze) – w połączeniu z technologiami FT (Fischera-Tropscha) CO₂ może być przekształcany w węglowodory ciekłe, których odpowiednie mieszaniny stanowią odpowiednie paliwa.
• elektrochemiczną konwersję CO₂ – rozwijająca się technologia, która pozwala otrzymywać produkty jak etanol, aldehyd octowy, kwas octowy, a nawet związki o dłuższych łańcuchach węglowych.

Obecnie najbardziej popularne wydają się metody, które pozwalają na produkcję związków o dłuższych łańcuchach węglowych (tzw. C₂₊ oraz C₂₊OH). Głównym zainteresowaniem rafinerii są oczywiście paliwa, a także olefiny (alkeny), z których otrzymuje się wiele cennych surowców, np. tworzyw sztucznych.

Niemniej jednak, jak się okazuje, produkcja odnawialnego metanolu dalej się rozwija, co pokazują najnowsze osiągnięcia przedstawione na stronie branżowej Hydrocarbon Engineering. Opracowane przez Johnson Matthey technologia eMERALD™ oraz technologia przetwarzania biomasy w metanol, umożliwiają produkcję na dużą skalę. Proces eMERALD™ polega na łączeniu wychwyconego CO₂ z zielonym H₂, optymalizując współczynniki konwersji do pracy ciągłej. Technologia przetwarzania biomasy w metanol obejmuje zintegrowane procesy zdolne do przekształcania różnych surowców odpadowych w gaz syntezowy, a następnie w metanol, zapewniając wysoką wydajność.

W Ameryce Południowej HIF Global rozwija największy na świecie zakład produkcji e-metanolu w Paysandú w Urugwaju. Zakład, który będzie wykorzystywał technologię eMERALD™ wraz z H₂ z elektrolizy i wychwyconym CO₂ z produkcji etanolu, ma na celu wyprodukowanie około 700 000 ton e-metanolu, wspierając dekarbonizację w sektorach morskim i motoryzacyjnym.

W Europie, projekt La Robla Nueva Energia w Hiszpanii, również wykorzystujący technologię eMERALD, będzie produkował do 140 000 ton e-metanolu poprzez połączenie CO₂ wychwyconego (z elektrowni na biomasę) z zielonym wodorem. Projekt będzie wspierał cały transport i przemysł, przyczyniając się jednocześnie do realizacji hiszpańskiej strategii „Just Transition Zones”, mającej na celu przekształcenie byłych regionów górniczych w centra zielonej energii.

Tematem napędzającym rozwój i udoskonalanie technologii produkcji metanolu jest tak zwana ścieżka syntezy Methanol to Jet (metanol do paliw lotniczych).

Źródło: https://www.hydrocarbonengineering.com/special-reports/01042025/renewable-methanol-powering-decarbonisation-across-hard-to-abate-sectors/

Autor: Tomasz Spietz

ZTE