Первые птенцы Газовой паузы уже стали реальностью, в виде СПГ-танкеров и тепловозов на СПГ, но сам газ плохая замена жидким углеводородам, впервую очередь из-за того, что он не жидкий. Что же может, хоть в какой-то мере заменить такой неудобный своей газообразностью метан? Лауреат нобелевской премии Джордж Олах считает, что его можно заменить метанолом. И на основе метанола создать так называемую метаноловую энергетику.
Нужно сразу пояснить, что сам метанол это просто удобная форма хранения энергии.
Но чтобы в полной мере это удобство проявилось, потребуется перерабатывать метан в метанол.
Такие технологии уже существуют.
На промыслах остро стоит задача утилизации попутного газа. Существующие в настоящее время способы переработки метана слишком сложны. Для сжижения метана требуется очень дорогая и капризная аппаратура и специальные машины. По трубам его отправлять не выгодно, слишком мало. Перерабатывать в энергию невыгодно в виду отсутствия потребителей. Превратить метан в бензин по пути Фишера-Тропша – слишком сложно, требует высоких давлений и культуры производства.Исходя из вышеперечисленных факторов, напрашивается самое оптимальное решение – строить метанол установки (производство метанола из газа) на месторождении.
Уже созданы такие установки:
Олах показывает, что метанол, он же метиловый спирт, потребует очень незначительных модификаций как для существующих двигателей, так и для заправочной инфраструктуры. Во-вторых, в его производстве может быть использован даже углекислый газ.
При применении метанола в качестве топлива следует отметить, что объемная и массовая энергоемкость (теплота сгорания) метанола на 40-50 % меньше, чем бензина, однако при этом теплопроизводительность спиртовоздушных и бензиновых топливовоздушных смесей при их сгорании в двигателе различается незначительно по той причине, что высокое значение теплоты испарения метанола способствует улучшению наполнения цилиндров двигателя и снижению его теплонапряженности, что приводит к повышению полноты сгорания спиртовоздушной смеси. В результате этого рост мощности двигателя повышается на 10-15 %. Двигатели гоночных автомобилей работающих на метаноле с более высоким октановым числом чем бензин имеют степень сжатия, превышающую 15:1, в то время как в обычном карбюраторном ДВС степень сжатия для неэтилированного бензина как правило не превышает 10.1:1.
Уже сегодня вы могли бы установить раздаточный насос дозирования метанола на каждой автозаправочной станции. Вы можете с легкостью его распределять без какой-либо новой инфраструктуры. Для водорода никакой инфраструктуры нет. Создание водородной инфраструктуры является чрезвычайно дорогостоящим и проблематичным. Водород является очень летучим газом, и не существует способа его хранения или обработки в каких-либо значительных объемах без создания высокого давления.
Преимущества метанола известны давно — однако новые подвижки в синтезе метанола и устройстве топливных элементов делает этот вид топлива еще привлекательнее.Одним из подходов является производство метанола путем преобразования все еще существующих больших запасов природного газа, но совершенно другими, новыми способами.
В настоящий момент 90% мирового производства метанола (CH3OH) использует в качестве сырья метан (CH4), основной компонент природного газа. Технология современного производства метанола включает в себя две стадии: превращение метана в синтетический газ — смесь прежде всего окиси углерода и водорода — с последующей перегонкой его в метанол. Хотя эффективность этого процесса со временем возросла, избавление от промежуточного производства синтетического газа сэкономило бы огромные средства: этот процесс составляет до 70% стоимости производства метанола.
Сегодня ученные разработали методы, полностью исключающие использование синтез-газа.
Недавно открытые низкотемпературные катализаторы приносят лучшие результаты. Олах со своим коллегой Сурьей Пракашем, разработали альтернативную технологию по преобразованию метана в метанол. В ней используются галогены, такие как бром. В присутствии особых катализаторов и при температуре менее 250 градусов метан вступает в реакцию с бромом, образуя бромистый метил (CH3Br) и бромистый водород (HBr). Затем бромистый метил вступает в реакцию с водой и образует метиловый спирт. Бром из бромистого водорода поддается восстановлению посредством реакции с воздухом и повторному использованию.
Пробный экзмепляр Necar5 компании DaimlerChrysler успешно работал на метаноле.
Теоретические преимущества Преимущества метанола перед водородной:- -более энергоёмкий энергоноситель чем водород (в сравнении по объёму и весу), особенно если принимать во внимание, что для хранения водорода необходимы сосуды, выдерживающие высокое давление.
- -инфраструктура для водорода может оказаться весьма дорогой, в то время как для метанола достаточно имеющейся бензиновой инфраструктуры.
- -метанол можно смешивать с бензином
- -использовать метанол удобнее водорода (которому необходимы специальные сосуды)
- -метанол можно использовать в химической индустрии как базовый материал
- -производство само по себе не является экологически абсолютно чистым
- на данный момент производство синтез-газа зависит от ископаемых энергоносителей (несмотря на то, что в теории возможно использование любых источников энергии)
- -энергетическая плотность (по объёму или весу) в половину меньше бензиновой
- метанол травит алюминий. Проблемным является использование алюминиевых карбюраторов и инжекторных систем подачи топлива в ДВС.
- гидрофильность. Метанол втягивает воду, что служит засорением систем подачи топлива в виде желе-образных, ядовитых отложений.
- -метанол, как и спирт, повышает пропускную способность пластмассовых испарений для некоторых пластмасс(например плотного полиэтилена). Эта особенность метанола повышает риск увеличения эмиссии летучих органических веществ, что может привести к повышению концентрации озона и возможно усилению солнечной радиации.
- -уменьшенная летучесть при холодной погоде: Моторы, работающие на метаноле, могут иметь проблемы с запуском и отличаются повышенным расходом топлива до достижения рабочей температуры.
- -метанол очень ядовит! Намного более, чем бензин. Принятие внутрь организма уже малой дозы (10мл) приводит к летальному исходу.
- -метанол — легковоспламеняющаяся жидкость. В отличие от водорода и других газов метанол не улетучивается, если система хранения даёт течь
- -метанол может сравнительно быстро попасть в источники питьевой воды и отравить её.
- Сам метанол не хорошая замена для дизельных топлив. Метанол может, однако, быть преобразован обезвоживанием в эфир этана, который является хорошим дизельным топливом.
В сочетании с топливными элементами нового типа метанол тем более лучше в качестве автомобильного горючего. Топливные элементы, преобразующие химическую энергию непосредственно в электричество, более эффективны, чем двигатели, сжигающие горючее.
Поскольку метанол поступает в топливный элемент напрямую,каталитический риформинг (разложение метанола) не нужен; хранить метанол гораздо проще, чем водород, поскольку нет необходимости поддерживать высокое давление, так как метанол при атмосферном давлении является жидкостью. Энергетическая ёмкость (количество энергии в данном объеме) у метанола выше, чем в таком же объеме сильно сжатого водорода. Например, современные баллоны высокого давления, позволяющие хранить водород при 800 атм., содержат 5-7 весовых % водорода по отношению к общей массе баллона. При подсчете такого "водородного" эквивалента для метанола получается 13%. Такая энергоёмкость является максимальной из всех известных систем хранения топлива для топливных элементов.
Пока что метаноловые топливные элементы слишком дороги для использования в пассажирских автомобилях. Если найдут способ их недорогого прозводства, это будет большой шаг вперед, ведь их теоретический КПД - 97%.
P.S. К сожалению книга Джоржа Олаха:" Метанол и энергетика будущего." переведена на русский язык, но не выложена в открытом доступе, потому приходится оперировать только отрывочными сведениями из интернета. Но становится понятным, что метанол не панацея от энергетического дефицита, а возможно, просто лучший выбор носителя энергии из еще более худших!
Конечно метанол не идёт из скважин, но в любом случае он не бензин/солярка )
Комментарии
У бензина не было таких проблем!
Может время этой идеи еще не пришло.
Но мировой производство метанола растет и растет.
НУ так и водорода нет перечисленных вами части вопросов, как-то коррозия и взрывоопасность, утечки наличиствует у любых газов.
Мыслится, что это из области развода, как и с сланцевыми. Новый вид ради нового производства.
Водородная коррозия – вид коррозионного разрушения, который наблюдается, в основном, в технологических средах, содержащих водород, при воздействии повышенных температур и давлений. Очень часто водородная коррозия наблюдается при гидрировании нефти и угля, синтезе метанола и аммиака и т.п.
При воздействии водорода металл может подвергаться двум видам разрушения: водородная коррозия и водородная хрупкость. Зачастую эти два вида протекают одновременно.
Водородная коррозия происходит вследствии химического взаимодействия водорода среды и карбидной составляющей стали. При повышенных температурах и давлениях водород, попадая на поверхность стального изделия, диссоциирует. Образовавшиеся атомы H2 очень подвижны, их диаметр составляет 0,1 нм. Атомы водорода диффундируют вглубь металла, растворяясь в нем. Некоторая часть вступает в реакцию с углеродом:
C + 4H = CH4
При остывании металла, водород переходит в газообразное состояние, создавая достаточно высокое внутреннее давление. Это охрупчивает металл. На поверхности появляются трещины, вздутия. Прочность стали сильно уменьшается.
Обычно водородная коррозия появляется из-за нескольких причин:
- повышение внутреннего давления при образовании в порах CH4 и в результате – растрескивание по границам зерен;
- обезуглероживание стали, которое происходит из-за восстановления водородом цементита (Fe3C входит в состав сталей):
Fe3C + 2H2 = 3Fe + CH4;
- водород проникает вглубь стали, образуя хрупкий твердый раствор водорода в Fe.
У водородной коррозии есть, так называемый, инкубационный период, при котором какие-либо внешние признаки разрушения отсутствуют. В среднем этот период может составлять около 1000 часов (зависит от условий).
Расчеты по термодинамике показывают, что при повышенном давлении и температуре около 350 – 600 °С цементит почти полностью разрушается.
Реакция, при которой образуется СН4 (метан) может протекать в сторону уменьшения объема, т.е. она обратимая. При повышении температуры равновесие реакции сдвигается вправо. Поэтому на нефтехимических производствах температуру поддерживают до 200 °С, при давлении около 50 МПа.
Вы полностью понимаете, на что сослались, представляете процесс разрушения и состав тех металлов, которые одобрены к работе с водородной средой? Отдаёте отчёт, что помимо водорода там должен быть ещё один инициатор коррозии.
Та же, потеряная пиндосами в Тихом океане атомная бомба, только сейчас, по заявлениям японцев, начинает фонить.)))
Тогда уже состав не металлов, а сплавов, ибо металлы состоят только из атомов одного типа. И да, для водородной коррозии нужен только водород.
Вы совершенно точно уточнили КЭП- сплавы.
Вот жеж хулиган какой, сам, всё сам и не надо, к примеру, углерода и его окисей... Этак мы к гидрированию металлов, тот же гидрид магния, придём, как к альтернативе хранения под давлением или криогенного.
Да яд он!
И что?
Если в нем не купаться, и не пить то не отравишся.
Яд он в том смысле, что ублюдки-алкаши его жрут и травятся. Но, если пить ацетон, то результат будет даже хуже.
Я думаю так - кого сильно колбасит по теме "метанол-яд", это алкоголики-нищеброды, которые пьют всякую дрянь и поэтому озабочены. Того, кто не пьет, или пьет дорогой алкоголь, с правильной этикеткой, проблема перепутать метанол и этанол не волнует совершенно.
Не ври, LD50 для ацетона и метанола отличаются на порядок.
Ацетон, кстати вполне производися и перерабатываются у нас в организме - одно из кетоновых тел. При определенной ситуации, например при продолжительном голодании, у человека изо рта пахнет ацетоном.
Другое дело что в отличие от метанола ацетон обычно встечается в качестве готового растворителя, так что в нем могут быть различные денатурирующие добавки.
Залей метанол с водой в бачок омывайки, поезди и узнаешь, как ты ошибаешься. Только будет поздно локти кусать.
А если неисправность в двигателе? Ты хочешь, чтобы тебе в пробке камаз под нос несгоревшим метанолом из выхлопной трубы дохнул?
Ты с будуна?
Чего грубишь?
Или это фирменный стиль твоего общения?
В США уже был эксперимент по авто на метаноле, ни оно животное, и тем более человек, не пострадал!
где тебе грубили то, неженка?
Ты че в чужой базар вписываешся?
И вообще, ты с какого района?
Чета я раньше тебя не видел.
Я тебе не грубил. А вот твой первый вопрос явно хамский.
По поводу абсолютной безопасности за всё время использования топлива M-85 и M-100 в США - ты просто балаболишь. У тебя нет никаких фактических сведений на эту тему.
Статистики конечно нет, сколько померло, скольво не померло, так что можешь считать, что я балаболю.
И что? Пробовали - отличная омывайка получается, особенно для мороза. Из неприятностей - только нездоровый интерес со стороны ГИББонов - учуяв запах спирта возбуждаются в предвкушении что это от бухого водителя запах. А там обломс - водитель трезв.
Может постоянно пользоваться не слишком полезно, но для мороза - идеальный вариант.
У нас официально запрещена из-за толп алкашей регулярно ей травившейся. Но не официально продается. А северных странах ЕС, где нет привычки хлебать что попало только на основании того что пахнет спиртом - продается легально.
Так раньше омывайка на метаноле была, а во многих странах и сейчас используется
Парами надышаться до клинических проявлений - это часы и дикая концентрация паров. В машине с омывайкой нереально
Хммм.... Бред сивой кобылы...
Вот что продается в странах ЕС по стандартам ЕС
http://www.autokaubad24.ee/et/tooted/klaasipesuvedelikud/klaasipesuvedelik-nordic-metanol
Жидкость для омывателя стекол на МЕТАНОЛЕ! И чего-то автодорог, усеянных трупами от отравления метанолом, я не наблюдаю. Как же так?!
ошибаешься
Ну,а если автоавария с утечкой метанола?
Ну тадыть усе плохо.
Если разорвало бак, то водитель будет мертв уже от удара, я думаю, а не потому, что надышался.
Водитель и пассажиры могут просто потерять сознание и продолжать дышать метанолом.Тут уж их ничто не спасет.
Могут.
Но тогда у пассажировбудет выбор: или диллижанс с лошадью или автомобиль на метаноле.
Правда лошадь понести может.
Выбор будет такой:общественный электротранспорт,газ,этанол,электрокар совместного пользования.
Не исключено и это.
А еще, однозначно, велосипеды.
Не надейтесь. Личный транспорт.
Велосипед - тоже личный транспорт!
Ну пусть папуасы ездят. У нтих еще такси есть - велорикша. Откуда такая тяга к примитивизму? )
Просто вы оптимист, а я осторожный пессимист.
Если вы окажетесь правы, то я только порадуюсь за всех нас.
Общественный транспорт не справится с потребностями следующего уклада, только личный. Как нибудь напишу об этом статью.
Только не забудьте ,что потребности ограничены возможностями.
Сначала переход на генерацию электроэнергии и системы хранения нового поколения. Затем должны придти системы на свободной энергии.
В Сибири может быть.А вот амеры и европейсы уже строят планы отказа от личного автотранспорта.И даже приступили к научным изысканиям.
Не путайте выгоду отдельных групп, дорвавшихся до управления, и цивилизационный выбор. Во первых они профукали смену уклада, и кризис начался в 70х прошлого века. Во вторых, группы, которые продвигают идеи отказа от ЛТ, имеют с этого выгоду и заинтересованность.
Жоповозка - это цивилизационный выбор? Спасибо,повеселили.
Да, так же как космос, воздушный транспорт и тд.
.
На обложке книги написано:"Метанол и энергетика будущего.Когда закончатся нефть и газ".Т.е.предполагается получать метанол из угля?С отрицательным ЕРОИ.
По ссылкам он говорит, что газа пока хватит, а потом метанол будут получать из СО2 и Н2. и энергии атомных станций.
Газа хватит,но не только лишь всем.
Если уж газ некуда девать,то самый лучший вариант:сжигание на парогазовых ТЭЦ и полученное электричество на электрокары.
Инфа нтересная.. Но мне, почему-то, кажется, что не взлетит.. Проблем много: экология, смазки, технологии массового (-дешёвого) производства только в проекте и т.д. Вывод такой: бум сидеть на бензине/солярке, пока.. (?) ззы Ничего не приходит в голову из вариантов "нового энергетического уклада", кроме УТЯС.. зззы Далее следует тупой коммент от Alexword-а (-холуя будущего "апокалепсиса"), жирненьким:
Вам не приходит, а умные головы давно все придумали: это приргаз. Можно следующие 200 лет спокойно думать, что бы еще замутить. Может быть, Ваша голова не для этого? Шапку куда надеваете?
Голова мне нужна, что бы её чесать - вши замучали! А Вы что подумали? ;)
Кому молчим? Сказать нечего? Бывает, блохастый..
Думать начнут на 198 году. И то сначала - а где бы ещё взять, потом - а как бы ещё сэкономить, чтобы на дольше хватило. И уже совсе потом - а что у нас ещё кастрюльку греет ?
Вам, в отличие от предыдущих бесмысленных ораторов с удовольствием отвечу, чисто поспорить (а зачем мы еще здесь?).
ИМХО, не будет 198 лет. Газовый уклад, как и все остальные, включая ядерный, загнутся значительно раньше. Молю Бога, чтоб не стать свидетелем, т.е. в ближайшие годы. Попробую объяснить: каждый новый энергетический уклад (а как следствие и новая цивилизация) для своего рождения требует взрывного роста инвестиций в науку и, самое главное и определяющее - роста интереса, моды, если хотите, на науку. От тысячных долей процента в древнем мире (пожалуй, преувеличил - не?) до единиц процентов ВВП для атомного уклада. Следующий шаг - десятки процентов. И не только процентов, но и в абсолютных показателеях - не создаст термояд котеджный поселок с 1000 жителей, даже если они от щедрот своих пожертвуют на это дело 30% своих доходов. А едоков уже сейчас слишком много, они массой задавят интеллектуалов требованием "жрать хочу". И ведь им не откажешь, кто-то должен создавать большой ВВП.
Наша цивилизация обречена.
//Наша цивилизация обречена.// Занавес, аплодисменты! Ваша может и обречена, а нашей хотелось бы еще "по-мучиться".. :) Глубокие рассуждения - "чисто поспорить"!.. ТоварисЧ мгновенно пронзил земные толщи всевидящим нейтронным оком и легко определил: сколько там осталось разнообразных углеводоров с EROI >1 (при все-возможных будущих технологиях), тут же лекго оценил запасы/отвалы урана/тория.. для всевозможных типов реакторов, посчитал гидроэнергетический потенциал на всех мировых реках, с ювелирной точностью спрогнозировал мощности будущих солнечных батарей во все мировых пустынях и т.д. и т.п? Мощь интелекта потрясает! Гигант мысли, однако..
О, и Вы оказываетесь достойны ответа, точнее благодарности. Гигантом мысли меня не так уж часто называют. А не могли бы Вы меня еще и званием Отца Русской Демократии наградить?
Страницы