메탄올 경제

Methanol economy

메탄올 경제는 에너지 저장 수단인 메탄올과 디메틸 에테르로 화석 연료를 대체하고, 지상 수송 연료와 합성 탄화수소와 그 제품들의 원료를 대체하는 미래 경제이다.이것은 제안된 수소 경제 또는 에탄올 경제에 대한 대안을 제시하지만, 이러한 개념은 배타적이지 않습니다.

1990년대 노벨상 수상자 조지 A. Olah는 메탄올 경제를 [1][2][3]주창했다. 2006년에는 그와 두 명의 공동 저자인 G. K. Surya Prakash와 Alain Goeppert는 메탄올 [4]경제를 제안하기 전에 화석 연료와 대체 에너지원의 상태에 대한 요약본을 발표했다.

1000 L의 재생 메탄올이 포함된 IBC 용기(에너지 함량은 200 [5][6][7]bar에서 수소를 채운 50 L 가스 실린더 160조각의 에너지 함량과 동일)

메탄올은 화석 연료(천연가스, 석탄, 오일 셰일, 타르 모래 등)뿐만 아니라 농산물, 도시 폐기물, 목재 및 다양한 바이오매스로부터 생산될 수 있다.그것은 또한 이산화탄소의 화학적 재활용을 통해서도 만들어질 수 있다.

사용하다

메탄올 엔진 탑재 페리(스테나 게르마니카 키엘)
메탄올 연소 엔진이 장착된 경주용 자동차
개량형 메탄올 연료전지 탑재 스포츠카(나탈리)
개조된 메탄올 연료 전지를 장착한 승용차(Necar 5)

연료

주요 기사:메탄올 연료

메탄올은 열 엔진과 연료 전지를 위한 연료이다.옥탄가가 높기 때문에 기존 ICE(내연기관)를 사용하는 플렉스 연료 차량(하이브리드 및 플러그인 하이브리드 차량 포함)에서 연료로 직접 사용할 수 있습니다.메탄올은 또한 다른 종류의 엔진에서 연소되거나 다른 액체 연료가 사용될 때 열을 공급하기 위해 연소될 수 있다.연료전지는 직접 메탄올 연료전지(DMFC)에 직접 메탄올을 사용하거나 개조 메탄올 연료전지(RMFC)에 간접적으로(개질하여 수소로 전환한 후) 메탄올을 사용할 수 있습니다.

공급원료

메탄올은 이미 오늘날 다양한 화학물질과 제품을 생산하기 위해 대규모로 사용되고 있다.화학 [8]원료로서의 전 세계 메탄올 수요는 2015년 기준으로 연간 약 4,200만 톤에 달했다.메탄올-가솔린(MTG) 공정을 통해 휘발유로 변환할 수 있다.메탄올-올레핀(MTO) 공정을 사용하면 메탄올을 에틸렌과 프로필렌으로 전환할 수 있는데, 이 두 가지 화학 물질은 석유화학 산업에서 [9]가장 많이 생산됩니다.이들은 필수 고분자(LDPE, HDPE, PP)를 생산하기 위한 중요한 구성 요소이며, 다른 화학 중간체도 현재 주로 석유 공급 원료로 생산되고 있다.그러므로 메탄올에서 생산되는 그들의 생산은 석유에 대한 우리의 의존도를 낮출 수 있다.그것은 또한 화석 연료의 매장량이 고갈될 때 이러한 화학 물질을 계속 생산하는 것을 가능하게 할 것이다.

생산.

오늘날 대부분의 메탄올은 신가스를 통해 메탄으로부터 생산된다.트리니다드 토바고는 현재 세계 최대 메탄올 수출국으로 주로 미국에 [10]수출되고 있다.메탄올 생산의 원료 역할을 하는 천연 가스는 다른 용도와 동일한 공급원에서 나옵니다.석탄층 메탄, 타이트 샌드 가스, 그리고 결국 바다의 대륙붕 아래에 존재하는 매우 큰 메탄 하이드레이트 자원과 시베리아와 캐나다 툰드라도 필요한 가스를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

메탄에서 메탄올로 가는 전통적인 경로는 부분 산화와 결합된(또는 그렇지 않은) 증기 개질 과정을 거친다.메탄올을 메탄올로 바꾸는 새롭고 효율적인 방법들도 개발되고 있다.여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 황산배지 내 균질촉매에 의한 메탄산화
  • 메탄 브롬화 후 얻은 브롬메탄 가수분해
  • 메탄과 산소의 직접 산화
  • 메탄의 미생물 또는 광화학 변환
  • 부분 산화 생성물의 포획을 통한 부분 메탄 산화 및 이후 구리 및 철 교환 제올라이트 추출(예: 알파-산소)

이 모든 합성 경로는 온실가스의 이산화탄소를2 배출한다.이를 완화하기 위해 메탄올은 CO 배출을2 최소화하는 방법으로 제조할 수 있다.한 가지 해결책은 바이오매스 가스화에 의해 얻어지는 singas에서 그것을 생산하는 것이다.이를 위해 목재, 목재 폐기물, 잔디, 농작물 및 그 부산물, 동물 폐기물, 수생 식물 및 도시 [11]폐기물을 포함한 모든 바이오매스를 사용할 수 있다.옥수수, 사탕수수, 밀의 에탄올과 같이 식용 작물을 사용할 필요가 없다.

바이오매스 → 신가스(CO, CO2, H2) → CHOH3

메탄올은 화석 연료와 바이오매스를 포함한 모든 원천에서 탄소와 수소로 합성될 수 있다.화석2 연료 화력발전소와 다른 산업들에서 배출되는 CO와 궁극적으로는 공기 중에 포함된 CO도2 [12]탄소의 원천이 될 수 있다.또한 탄소 재활용 국제(Carbon Recycling International)이 최초의 상업용 공장을 [13]통해 증명한 이산화탄소의 화학적 재활용을 통해서도 만들 수 있다.초기에 주요 공급원은 화석 연료 발전소의 CO가 풍부한 연도2 가스 또는 시멘트 및 기타 공장의 배기가스이다.그러나 장기적으로 화석연료 자원의 감소와 그 이용의 지구 대기에 미치는 영향을 고려할 때, 낮은 농도의 CO2 자체도 메탄올을 통해 포획 및 재활용할 수 있어 자연 자체의 광합성 사이클을 보완할 수 있다.대기 중2 CO를 포착하기 위한 효율적인 새로운 흡수제가 발전소의 능력을 모방하여 개발되고 있다.따라서 새로운 연료와 물질에 대한 CO의 화학적2 재활용이 가능해져서 인간의 시간 척도에 따라 재생 가능해질 수 있다.

메탄올은 또한 수전해로부터 수소를 얻은 CO와2 H의 촉매2 수소화에 의해 CO로부터2 제조될 수 있다.이것은 아이슬란드의 탄소 재활용 국제 기구에서 사용하는 과정입니다.메탄올은 전력을 사용할 수 있는 경우 CO 전기화학적 감소를 통해2 생산될 수도 있습니다.탄소 중립이 되기 위해 이러한 반응에 필요한 에너지는 원자력뿐만 아니라 풍력, 수력, 태양열과 같은 재생 에너지원에서 나온다.사실상, 그들 모두는 자유 에너지를 자유 수소에 저장하려고 시도하는 대신, 수소와 이산화탄소에서 즉시 만들어지는 쉽게 운반할 수 있는 메탄올에 저장할 수 있게 해준다.

CO2 + 3H2 → CHOH3 + HO2

또는 전기에너지로

CO2 +5HO2 + 6e−1 → CHOH3 + 6HO−1
6−1 HO → 3HO2 + 3/22 O + 6−1 e
합계:
CO2 +2HO2 + 전기에너지 → CHOH3 + 3/2O2

필요한2 CO는 화석 연료 연소 발전소와 시멘트 공장을 포함한 다른 산업용 연도 가스로부터 수집될 것이다.화석 연료 자원이 감소하여 CO 배출량이2 감소함에 따라 공기 중의 CO2 함량도 사용될 수 있다.공기 중 CO 농도가2 낮은 점(0.04%)을 고려할 때 CO 흡수를2 위한 경제성이 높은 기술을 개발해야 한다.이러한 이유로 물에서 CO를2 추출하는 것은 용해된 [14]형태의 CO 농도가 더 높기 때문에 더 실현 가능성이 있다.이것은 이산화탄소의 화학적2 재활용을 가능하게 할 것이고, 따라서 자연의 광합성을 모방할 것이다.

대규모 재생 메탄올은 발효 바이오매스, 도시 고체 폐기물(바이오메탄올), 재생 전기(e-메탄올)[15]에서 주로 생산된다.재생 메탄올의 생산 비용은 현재 바이오 메탄올의 경우 약 300~1000달러/t, 재생 가능 소스의 이산화탄소 e-메탄올의 경우 약 800~1600달러/t, 직접 공기 [16]포획의 이산화탄소 e-메탄올의 경우 약 1100~2400달러/t이다.

e-메탄올의 생산 및 사용 효율성

전기를 사용하여 CO와 물로 생성되는2 메탄올을 e-메탄올이라고 합니다.따라서 일반적으로 수소는 물을 전기 분해하여 생성되며, 물은 CO와 함께2 메탄올로 변환됩니다.현재 물 전기 분해를 통한 수소 생산 효율은 [17]75~85%[16]이며, 2030년까지 잠재력은 최대 93%이다.현재 수소와 이산화탄소의 메탄올 합성효율은 79~80%[16]다.따라서 전기와 이산화탄소로부터 메탄올을 생산하는 효율은 약 59~78%입니다.CO를 직접 사용할 수 없지만 직접 공기 포획을 통해 얻을 수 있는 경우2,[16][18] 전기를 사용하여 메탄올을 생산하는 효율은 50-60%에 달합니다.메탄올을 메탄올 연료 전지에 사용할 경우 연료 전지의 전기 효율은 약 35~50%입니다(상태는 2021년).따라서 e-메탄올의 전기로의 에너지 변환을 포함한 전기 e-메탄올 생산의 전기적 전체 효율은 직접 이용 가능한 CO의2 e-메탄올은 약 21~34%, 직접2 공기 포획으로 얻을 수 있는 CO의 e-메탄올 생산은 약 18~30%에 달한다.

고온 전해에 폐열을 이용하거나 전기분해, 메탄올 합성 및/또는 연료전지의 폐열을 이용하면 전기효율 [19][20]이상으로 전체적인 효율을 크게 높일 수 있다.예를 들어, 전체 효율 86%는 전기 분해를 통해 e-메탄올을 생산하거나 다음과 같은 메탄올 [20]합성을 통해 얻을 수 있는 폐열(예: 지역 난방)을 사용하여 달성할 수 있습니다.연료전지의 폐열을 사용하면 85~90%의 연료전지 효율을 달성할 [21][22]수 있습니다.폐열은 예를 들어 차량이나 가정의 난방에 사용될 수 있습니다.또, 냉동기로 폐열을 이용해 냉기를 발생시킬 수 있다.폐열을 광범위하게 사용하면 연료 전지에 e-메탄올을 사용하는 것을 포함하여 e-메탄올 생산에 전체 효율이 70~80%에 달할 수 있습니다.

주변 장치(예: 음극 압축기, 스택 냉각)의 모든 손실을 포함한 전기 시스템 효율은 RMFC 유형의 메탄올 연료 전지의 경우 약 40 - 50%, LT-PEMFC [23][24][25][26]유형의 수소 연료 전지의 경우 40 - 55%에 달한다.

아라야 등은 수소 경로를 메탄올 경로와 비교했다(직접2 [23]사용 가능한 CO의 메탄올의 경우).여기서 연료전지에 의한 전기공급에서 전기공급까지의 전기효율은 전력관리, 컨디셔닝, 전송, 전기분해에 의한 수소생산, 메탄올 합성반응의 중간단계에 의해 측정되었다.수소 압축, 연료 수송, 연료 전지.메탄올 경로의 경우 효율은 23 - 38%, 수소 경로의 경우 24 - 41%로 조사되었습니다.수소 경로에서는 수소 압축과 수소 수송에 의해 에너지의 많은 부분이 손실되는 반면, 메탄올 합성을 위한 메탄올 경로 에너지는 필요하다.

Helmers 등은 차량의 WTW(Well-to-Wheel) 효율성을 비교했다.내연기관 장착 포실 가솔린 작동 차량은 10~20%, 내연기관 장착 포실 가솔린 작동 차량은 15~29%, 내연기관 장착 포실 디젤 작동 차량은 13~25%, 내연기관 장착 차량은 12~21%로 WTW 효율이 측정되었습니다.연료 전지 차량(예: 포실 수소 또는 메탄올)의 경우 20 - 29%, 배터리 전기 [27]차량의 경우 59 - 80%로 내연기관을 장착한 차량을 운영하고 있습니다.

다른 드라이브 기술"아고라 Energiewende"연료 생산을 위한 재생 전기를 사용하여 독일의 연구에서와 내연 기관 엔진(OME 같은 연료로 작동되)의 차량에 13%연료 전지 차량의 26%(수소로 작동되는)와 배터리 전기 차량의 69%의 WTW 효율성 결심했다 조사되었다.[28]

재생 가능한 수소를 사용할 경우 수소 연료 전지 자동차의 웰투휠 효율은 약 14~30%에 달한다.

재생 가능한 e-메탄올이 직접 사용 가능한2 CO로부터 생산되는 경우 웰투휠 효율은 본 e-메탄올로 운영되는 내연기관 차량의 경우 약 11~21%, 본 e-메탄올로 운영되는 연료전지 차량의 경우 약 18~29%에 달한다.직접2 공기 회수 CO에서 재생 가능한 e-메탄올을 생산하면 웰투휠 효율은 본 e-메탄올로 운영되는 내연기관 차량의 경우 약 9~19%, 본 e-메탄올로 운영되는 연료전지 차량의 경우 약 15~26%에 달한다(현황 2021년).

비용 비교 메탄올 경제성 대수소 경제

연료비:

메탄올은 수소보다 싸다.포실 메탄올의 대량(탱크) 가격은 약 0.3~0.6 USD/[29]L이며, 메탄올 1리터는 0.13kg의 [30][31]수소와 에너지 함량이 같다.0.13kg의 포실 수소의 가격은 현재 대량(수소 주유소의 [32]경우 약 9.5달러/kg)의 경우 약 1.2~1.3달러이다.중간 규모(1000 L 메탄올이 포함된 IBC 용기에 납품됨)의 경우, 포실 메탄올의 경우 0.5~0.7 US/L, 바이오메타놀의 경우 0.7~2.0 US/L, e-메탄올의[33] 경우2 IBC 용기용 CO의 경우 0.8~2.0 US/L+ 침전이다.중간 규모의 수소(가스 실린더 묶음) 가격 0.13kg의 경우, 보통 5~12 USD에 실린더 대여료를 더한 가격이다.메탄올에 비해 수소 가격이 상당히 높은 것은 수소의 복잡한 물류와 저장에 기인한다.바이오메타놀과 재생 가능한 e-메탄올은 [34][35]유통업체에서 구할 수 있는 반면, 녹색 수소는 일반적으로 유통업체에서 아직 구할 수 없다.재생 가능한 메탄올뿐만 아니라 재생 가능한 수소에 대한 가격도 [16]앞으로 하락할 것으로 예상된다.

인프라스트럭처:

미래에는 승용차의 경우 차량의 높은 비율이 전기 배터리 차량일 것으로 예상된다.유틸리티 차량과 트럭의 경우 완전 전기 배터리 차량의 비율은 승용차에 비해 상당히 낮을 것으로 예상된다.나머지 차량들은 연료를 기반으로 할 것으로 예상된다.10,000개 주유소의 메탄올 기반시설은 약 0.5-20억 USD의 비용이 들지만, 10,000개 주유소의 수소 기반시설 비용은 수소 재급유소의 [23][36]수소 처리량에 크게 의존하는 약 16-1400억 USD가 될 것이다.

에너지 변환:

메탄올을 연료로 하는 내연기관 차량의 경우 가솔린 연료 차량에 비해 상당한 추가 비용이 들지 않지만, 메탄올 연료 전지를 장착한 승용차의 추가 비용은 약 -600-2400 USD입니다(주로 개질기의 추가 비용,수소[37] 탱크 및 수소 고압 계기에 대한 비용 차감(stack-in-components)을 제공합니다.

이점

광합성의 과정에서, 녹색 식물은 햇빛의 에너지를 이용하여 물을 유리산소와 유리수소로 나눈다.수소를 저장하려고 시도하는 대신, 식물은 즉시 공기 중에서 이산화탄소를 포착하여 수소가 저장 가능한 탄화수소(식물 기름과 테르펜)와 폴리알코올(글리세롤, 설탕, 녹말)과 같은 연료로 환원되도록 합니다.메탄올 경제에서, 마찬가지로 자유 수소를 생산하는 모든 과정은 광합성의 식물 제품과 마찬가지로, 자유 수소 자체보다 저장 및 운송에 큰 이점을 가진 메탄올에 이산화탄소를 줄이기 위해 즉시 그것을 사용할 것을 제안한다.

메탄올은 가솔린이나 디젤 연료처럼 쉽게 저장, 운반, 분사할 수 있는 정상적인 조건의 액체입니다.또한 탈수를 통해 쉽게 디메틸 에테르로 변환될 수 있으며, 디메틸 에테르는 세탄 번호 55의 디젤 연료 대체 물질입니다.

메탄올은 수용성이다.환경에 메탄올이 잘못 방출되면 동등한 가솔린이나 원유 유출보다 훨씬 적은 피해를 입힐 수 있습니다.이러한 연료와 달리 메탄올은 생분해성이며 물에 완전히 용해되며 미생물이 생분해되기 시작할 정도로 낮은 농도로 빠르게 희석됩니다.이 효과는 이미 메탄올이 탈질 및 [38]세균의 영양소로 이미 사용되고 있는 수처리 공장에서 이용되고 있습니다.지하수 오염의 원인이 되는 우발적인 방출은 아직 충분히 연구되지 않았지만, 비교적 빠른 속도로 진행될 것으로 생각된다.

수소와의 비교

수소 경제 대비 메탄올 경제 이점:

  • 압축 [39]수소와 비교하여 부피별 효율적인 에너지 저장.수소압축용기를 이용하면 무게에 의한 에너지 저장의 이점도 얻을 수 있다.메탄올의 부피 에너지 밀도는 액체 수소보다 상당히 높으며, 부분적으로 액체 수소의 밀도가 71그램/리터이기 때문입니다.따라서 실제로 액체 수소 1리터보다 메탄올 1리터(99g/리터)에 더 많은 수소가 있으며, 메탄올은 -253°C의 온도로 유지되는 극저온 용기가 필요하지 않습니다.
  • 액체 수소 기반 시설은 엄청나게 [40][41][42]비쌀 것이다.메탄올은 기존 가솔린 인프라를 제한적으로만 사용할 수 있습니다.
  • 가솔린과 혼합할 수 있습니다(예: M85의 경우 메탄올 85%와 휘발유를 15% 함유한 혼합물).
  • 사용하기 쉽다.수소는 휘발성이며, 수소의 제한은 고압 또는 극저온 시스템을 사용합니다.
  • 손실 감소 : 메탄올보다 수소가 더 쉽게 누출됩니다.열은 액체 수소를 증발시켜 저장 탱크에서 매일 최대 0.3%의 손실을 예상합니다.(표 Ferox 저장 탱크 액체 산소 참조).

에탄올과의 비교

  • 신가스를 통과하는 검증된 기술을 사용하여 어떤 유기물로도 만들 수 있습니다.식량 작물을 사용하고 식량 생산과 경쟁할 필요가 없다.바이오매스에서 발생할 수 있는 메탄올의 양은 에탄올보다 훨씬 많습니다.
  • 다양한 에너지 시장에서 에탄올과 경쟁하고 이를 보완할 수 있습니다.화석 연료에서 얻은 메탄올은 에탄올보다 가격이 저렴하다.
  • 에탄올과 같은 가솔린에 혼합할 수 있습니다.2007년 중국은 10억 미국 갤런(3800,000m3) 이상의 메탄올을 연료에 혼합했으며 2008년 [43]중반까지 메탄올 연료 기준을 도입할 예정이다.85% 메탄올과 15% 휘발유를 혼합한 M85는 오늘날 일부 주유소에서 판매되는 E85와 거의 비슷하게 사용될 수 있습니다.
그릴 라이터 액체로 슈퍼마켓에서 생산된 메탄올(스페인, 99% 메탄올, 컬러블루)

단점들

  • 현재 수소 생성 및 오프사이트 운송과 관련된 높은 에너지 비용.
  • 현재 화석 연료에 의존하고 있는 천연 가스에서 생성되고 있습니다(단, 가연성 탄화수소를 사용할 수 있습니다).
  • 에너지 밀도(중량 또는 부피 기준)는 가솔린의 절반이며 에탄올보다 24[44]% 작습니다.
  • 처리
    • 억제제를 사용하지 않을 경우 메탄올은 알루미늄, 아연 및 망간을 포함한 일부 일반적인 금속을 부식시킵니다.엔진 연료 흡입 시스템의 부품은 알루미늄으로 제조됩니다.에탄올과 마찬가지로 연료 탱크, 개스킷 및 엔진 흡입구에 적합한 재료를 사용해야 합니다.
    • 유사한 부식성 및 친수성 에탄올과 마찬가지로 석유 제품용으로 설계된 기존 파이프라인은 메탄올을 처리할 수 없습니다.따라서 메탄올은 새로운 파이프라인 인프라를 구축하거나 기존 파이프라인을 메탄올 운송용으로 개조할 때까지 트럭과 기차에서 더 높은 에너지 비용으로 운송해야 합니다.
    • 알코올로서 메탄올은 일부 플라스틱이 증기를 연료로 삼는 투과성을 증가시킵니다(예: 고밀도 폴리에틸렌).[45]메탄올의 이러한 특성은 연료에서 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 방출을 증가시킬 가능성이 있으며, 이는 대류권 오존의 증가와 인간 피폭의 증가에 기여할 수 있다.
  • 추운 날씨의 낮은 변동성: 순수 메탄올 연료 엔진은 시동이 걸리기 어려울 수 있으며 예열될 때까지 비효율적으로 작동합니다.이것이 메탄올 85%와 휘발유의 15%를 함유한 혼합물이 ICE에서 일반적으로 사용되는 이유입니다.휘발유는 낮은 온도에서도 엔진을 시동할 수 있게 해줍니다.
  • 낮은 수준의 노출을 제외하고 메탄올은 [46]독성이 있습니다.메탄올은 다량(30~100 mL)[47] 섭취 시 치명적이다.하지만 가솔린(120~300mL)과 디젤 연료를 포함한 대부분의 자동차 연료도 마찬가지입니다.가솔린에는 발암성 물질로 알려진 많은 화합물(예: 벤젠)도 소량 포함되어 있습니다.메탄올은 발암물질도 아니고 발암물질도 포함되어 있지 않다.그러나 메탄올은 체내에서 독성 및 [48]발암성인 포름알데히드로 대사될 수 있다.메탄올은 인체와 식용 과일에서 자연적으로 소량 발생한다.
  • 메탄올은 액체입니다. 메탄올 누출이 소멸되지 않기 때문에 개방된 공간에서 수소에 비해 화재 위험이 높습니다.메탄올은 휘발유와 달리 눈에 띄지 않게 연소한다.하지만 휘발유와 비교하면 메탄올이 훨씬 안전하다.불이 붙기 어렵고 탈 때 열을 덜 방출합니다.메탄올 화재는 일반 물로 진압할 수 있는 반면, 휘발유는 물에 떠서 계속 타게 된다.EPA는 연료를 가솔린에서 메탄올로 바꾸면 연료 관련 화재 발생률을 [49]90%까지 줄일 수 있을 것으로 추정했다.

재생 메탄올의 현황 및 생산 현황

유럽

  • 아이슬란드에서는 Carbon Recycling International이 4000t/a 이상의 메탄올 제조 능력을 가진 지열 플랜트에서 CO의2 e-메탄올을 생산하기 위한 공장을 운영하고 있습니다.그 식물의 이름은 조지 [16][50]올라의 이름을 따서 지어졌다.
  • 네덜란드의 BioMCN은 재생 메탄올(바이오메타놀 및 e-메탄올)[16][51] 생산을 위한 60,000t/a 이상의 생산 능력을 가지고 있다.
  • BASF는 재생 가능한 자원 EU-REDcert 메탄올을 이용하는 폐기물 기반 바이오매스란 이름의 메탄올을 생산한다.[16][52]
  • 5월 2019년에서 데모 공장 독일에서 Niederaußem에 1톤의 매일의 생산 능력을 사업 MefCO2의 일환으로 시작되었다.[53]그 메탄올 탈질소 반응 은에 대한 폐수 처리 시설에 사용되었다.[54]
  • 독일에는 프로젝트 Carbon2Chem Thyssenkrupp의 제련소 가스에서 메탄올을 생산하는 것이다.[55][56]
  • 컨소시엄은 힘의 메탄올 앤트워프 BV까지 그 범위 내에서 ENGIE, Fluxys, Indaver, INOVYN, Oiltanking, PMV과 포트의 8000t/a 재생 가능한 분량의 메탄올 생산을 위한 공장을 짓어야 한다.[57]그 이산화 탄소가 e-methanol의 생산을 위하여 이산화 탄소 포집·Utilisation(CCU)에 의해 방출로부터 분리되어야 한다.
  • 독일의 Waker Chemie AG는 녹색 수소와 재생 가능한 메탄올 생산 공장을 건설하기 위해 제출된 자금 지원 프로젝트(RHYME)의 일환으로 2021년 4월 현재 계획을 세우고 있다.녹색 수소의 메탄올 합성을 위해 CO는2 화학 현장의 생산 공정 및 아마도 다른 산업 공정(예: 시멘트2 공장의 CO)에서 생성되어야 한다.15,000 t/a의 재생 메탄올은 회사 내부 생산 프로세스(예: 실리콘 합성) 및 [58]연료로서의 판매를 위해 사용되어야 한다.
  • 스웨덴의 외른스쾰즈비크 현장에서 컨소시엄인 액체 바람은 월리와 함께 재생 가능한 e-메탄올을 위한 50,000 t/a의 생산 용량을 가진 발전소를 계획한다(2021년 5월 기준).CO는2 바이오매스 플랜트에서 생성되어야 한다.2050년까지 리퀴드 윈드사는 500개의 비슷한 공장을 짓고 싶어한다.컨소시엄의 멤버는 알파 라발, 할도르 탑소, 카본 클린, 지멘스 [59]에너지입니다.
  • Total Energies(생산 능력 700,000 t/a의 유럽 최대 메탄올 생산업체)는 독일 Leuna에서 재생 가능한 메탄올 생산을 위한 프로젝트 e-CO2Met을 시작합니다(2021년 6월 기준).이를 위해 1MW의 고온 전해제를 사용해야 한다.메탄올 생산을 위한 CO는2 추첨기의 [60]생산 공정에서 생성되어야 한다.

북미

  • 캐나다의 Enerkem은 100,000 t/[16]a 용량의 재생 메탄올을 생산한다.메탄올은 도시 고체 [61]폐기물에서 생산됩니다.
  • Celanese는 2021년 5월 텍사스주 Clear Lake 현장에서 CO로부터2 메탄올을 생산한다는 계획을 발표했다.따라서 연간 180,000톤의 CO가2 [62]사용되어야 한다.

남미

  • 포르쉐, 지멘스 에너지, 에넬, AME und ENAP 컨소시엄은 풍력2 및 공기 중 CO로 재생 가능한 메탄올을 제조하기 위한 생산 시설을 건설할 계획이다(2021년 [63]7월 현재).엑손모빌의 도움을 받아 메탄올을 추가 합성 연료로 변환해야 한다.2024년까지 컨소시엄은 5500만 리터의 eFuel을 생산하고 2026년까지 약 5억 5천만 리터의 eFuel을 생산하고자 한다.

중국

  • 2020년의 「액체 태양 연료 생산 실증 프로젝트」에서는, 10 MW의 전해제를 사용한 태양광 발전의 재생 메탄올의 대규모 생산이 [64]실증되었다.
  • 중국에서 메탄올을 사용한 택시가 20,000대 이상(2020년 [65]기준) 운행되고 있습니다.
  • 2021년 말 허난성에서는 110,000 t/a 용량의 세계 최대 규모의2 CO 메탄올 생산 공장이 탄소 재활용 [66]국제 협력 하에 "순리 CO-To-메탄올2 공장"에 시운전된다.
  • FAW 그룹, 상하이 화푸 그룹, 지리 그룹, 장안, 상하이 메이플, SAIC와 같은 몇몇 주요 중국 자동차 회사들은 메탄올을 사용할 수 있는 차량과 택시와 버스를 [67]대량 생산할 준비를 하고 있다.
  • 산시성에는 M15 주유소 및 M85-M100 주유소 [67]40개를 판매하는 주유소가 1000개 이상 있습니다.산시성 정부는 2025년까지 2000개 이상의 주유소를 메탄올 연료로 전환하고 20만 [67]대의 차량을 메탄올 연료로 운행하기를 원합니다.

「 」를 참조해 주세요.

문학.

  • F. 애신저:메탄올, 케미, 에너지에로슈토프.1987년 베를린, 아카데미-벨라그 ISBN3-05500341-1, ISBN978-3-05500341-7.
  • 마르틴 베르타우, 헤리베르트 오페르만네스, 루돌프 플라스, 프리드리히 슈미트, 한스 위르겐 베르니케:메탄올: 미래의 기본 화학 및 에너지 공급 원료: Asinger's Vision Today, 750 Seiten, Verlag Springer, 2014, ISBN 978-3642397080
  • ②조지 A. 올라, 알랭 괴퍼트, G.K. Surya Prakash, Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy – Third, Updateed and Extreved Edition, Wiley-VCH, 2018, ISBN 978-3-527-33803-0.

레퍼런스

  1. ^ George A. Olah (2005). "Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy". Angewandte Chemie International Edition. 44 (18): 2636–2639. doi:10.1002/anie.200462121. PMID 15800867.
  2. ^ George A. Olah (2003). "The Methanol Economy". Chemical & Engineering News. 81 (38): 5. doi:10.1021/cen-v081n038.p005.
  3. ^ George A. Olah; G. K. Surya Prakash; Alain Goeppert (2009). "Chemical Recycling of Carbon Dioxide to Methanol and Dimethyl Ether: From Greenhouse Gas to Renewable, Environmentally Carbon Neutral Fuels and Synthetic Hydrocarbons". Journal of Organic Chemistry. 74 (2): 487–498. CiteSeerX 10.1.1.629.6092. doi:10.1021/jo801260f. PMID 19063591.
  4. ^ 석유와 가스를 넘어서: 메탄올 경제, 조지 A. 올라, 알랭 괴퍼트, G.K.Surya Prakash, Wiley-VCH, 2006, 2009년 제2판, 2018년 제3판
  5. ^ McAllister, Sara; Chen, Jyh-Yuan; Fernandez-Pello, A. Carlos (2011). Fundamentals of Combustion Processes (PDF). Mechanical Engineering Series. New York, NY: Springer New York. doi:10.1007/978-1-4419-7943-8. ISBN 978-1-4419-7942-1.
  6. ^ "Fuels – Higher and Lower Calorific Values". Engineering Toolbox. Retrieved 2021-08-03.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  7. ^ "Hydrogen zero grade (N4.5)" (PDF). BOConline. Retrieved 4 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  8. ^ "The Methanol Industry – METHANOL INSTITUTE". methanol.org.
  9. ^ Intratec Solutions (31 May 2012). "Technology Economics: Propylene from Methanol". slideshare.net.
  10. ^ "Ryder Scott: Trinidad and Tobago's gas reserves fell in 2013". www.ogj.com.
  11. ^ "Renewable Methanol" (PDF). Retrieved 19 May 2021.
  12. ^ Kothandaraman, Jotheeswari; Goeppert, Alain; Czaun, Miklos; Olah, George A.; Prakash, G. K. Surya (2016-01-27). "Conversion of CO2 from Air into Methanol Using a Polyamine and a Homogeneous Ruthenium Catalyst". Journal of the American Chemical Society. 138 (3): 778–781. doi:10.1021/jacs.5b12354. ISSN 0002-7863. PMID 26713663.
  13. ^ "First Commercial Plant". Carbon Recycling International. Archived from the original on 3 July 2013. Retrieved 11 July 2012.
  14. ^ Willmott, Don. "Fuel from Seawater? What's the Catch?". Smithsonian. Retrieved 2017-11-21.
  15. ^ "Renewable Methanol Report" (PDF). Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  16. ^ a b c d e f g h i "Innovation Outlook Renewable Methanol" (PDF). IRENA. Retrieved 4 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  17. ^ "The role of renewable gases for energy transition (German)" (PDF). Retrieved 4 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  18. ^ Bos, M.J.; Kersten, S.R.A.; Brilman, D.W.F. (2020-04-15). "Wind power to methanol: Renewable methanol production using electricity, electrolysis of water and CO2 air capture". Applied Energy. 264: 114672. doi:10.1016/j.apenergy.2020.114672. ISSN 0306-2619. S2CID 213666356.
  19. ^ "Highly efficient hydrogen production using solid oxide electrolysis integrated with renewable heat and power". European Commission. Retrieved 4 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  20. ^ a b Lasse R. Clausen, Niels Houbak, Brian Elmegaard (2010). "Technoeconomic analysis of a methanol plant based on gasification of biomass and electrolysis of water". Energy. 35 (5): 2338–2347. doi:10.1016/j.energy.2010.02.034. ISSN 0360-5442. S2CID 98164905.{{cite journal}}: CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)
  21. ^ Romero-Pascual, E.; Soler, J. (2014-03-06). "Modelling of an HTPEM-based micro-combined heat and power fuel cell system with methanol". International Journal of Hydrogen Energy. 39 (8): 4053–4059. doi:10.1016/j.ijhydene.2013.07.015. ISSN 0360-3199.
  22. ^ Arsalis, Alexandros; Nielsen, Mads P.; Kær, Søren K. (2011-02-01). "Modeling and off-design performance of a 1 kWe HT-PEMFC (high temperature-proton exchange membrane fuel cell)-based residential micro-CHP (combined-heat-and-power) system for Danish single-family households". Energy. 36 (2): 993–1002. doi:10.1016/j.energy.2010.12.009. ISSN 0360-5442.
  23. ^ a b c Simon Araya, Samuel; Liso, Vincenzo; Cui, Xiaoti; Li, Na; Zhu, Jimin; Sahlin, Simon Lennart; Jensen, Søren Højgaard; Nielsen, Mads Pagh; Kær, Søren Knudsen (2020). "A Review of The Methanol Economy: The Fuel Cell Route". Energies. 13 (3): 596. doi:10.3390/en13030596.
  24. ^ "TowerXchange – telecom tower industry Methanol fuel cells making inroads into the telecoms sector – TowerXchange – telecom tower industry". Towerxchange. Retrieved 2021-08-04.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  25. ^ "Ballard launches high-power density fuel cell stack for vehicle propulsion; 4.3 kW/L; Audi partner". Green Car Congress. Retrieved 2021-08-04.
  26. ^ "Zero-emission Power for large-scale applications" (PDF). Plug Power. Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  27. ^ Helmers, Eckard; Marx, Patrick (2012-04-26). "Electric cars: technical characteristics and environmental impacts". Environmental Sciences Europe. 24 (1): 14. doi:10.1186/2190-4715-24-14. ISSN 2190-4715.
  28. ^ "Die zukünftigen Kosten strombasierter synthetischer Brennstoffe" (PDF). Agora Energiewende. Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  29. ^ "Methanex Monthly Average Regional Posted Contract Price History" (PDF). Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  30. ^ McAllister, Sara; Chen, Jyh-Yuan; Fernandez-Pello, A. Carlos (2011). "Fundamentals of Combustion Processes" (PDF). Mechanical Engineering Series. doi:10.1007/978-1-4419-7943-8. ISBN 978-1-4419-7942-1. ISSN 0941-5122.
  31. ^ "Fuels – Higher and Lower Calorific Values". Engineering Toolbox. Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  32. ^ "Filling up with H2". H2 Live. Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  33. ^ "Recycling CO2 to Produce Methanol Driving Change". Carbon Recycling International. Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  34. ^ "Biomethanol 1000L (IBC)". Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  35. ^ "Reliable chemicals for use in the technical industry". Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  36. ^ Dolan, Gregory. "Methanol: Renewable Hydrogen Carrier Fuel" (PDF). Methanol Institute. Retrieved 5 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  37. ^ James, Brian David; Houchins, Cassidy; Huya-Kouadio, Jennie Moton; DeSantis, Daniel A. (2016-09-30). "Final Report: Hydrogen Storage System Cost Analysis". doi:10.2172/1343975. OSTI 1343975. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  38. ^ http://www.methanol.org/pdf/evaluation.pdf, Metanol Institute, 1999년 Metanol Institute를 위해 Malcolm Pirnie, Inc.가 작성한 환경에서의 메탄올의 운명과 수송의 평가
  39. ^ "Few transportation fuels surpass the energy densities of gasoline and diesel – Today in Energy – U.S. Energy Information Administration (EIA)". www.eia.gov.
  40. ^ Zubrin, Robert (2007). Energy Victory. Amherst, New York: Prometheus Books. pp. 117–118. ISBN 978-1-59102-591-7. The situation is much worse than this, however, because before the hydrogen can be transported anywhere, it needs to be either compressed or liquefied. To liquefy it, it must be refrigerated down to a temperature of -253°C (20 degrees above absolute zero). At these temperatures, fundamental laws of thermodynamics make refrigerators extremely inefficient. As a result, about 40 percent of the energy in the hydrogen must be spent to liquefy it. This reduces the actual net energy content of our product fuel to 792 kcal. In addition, because it is a cryogenic liquid, still more energy could be expected to be lost as the hydrogen boils away as it is warmed by heat leaking in from the outside environment during transport and storage.
  41. ^ Romm, Joseph J. (2004). The Hype about Hydrogen. Washington, DC: Island Press. pp. 94–95. ISBN 978-1-55963-703-9.
  42. ^ Luft, Gal; Korin, Anne (2009). Energy Security Challenges for the 21st Century. Santa Barbara, California: Praeger Security International. p. 329. ISBN 978-0-275-99997-1. The infrastructure dilemma seems insurmountable. Onboard storage of hydrogen in either gaseous or liquid form, makes for incredibly expensive vehicles, and a large-scale shift to hydrogen entails supplementing or supplanting the existing liquid fuel delivery infrastructure. This is a tough proposition, to put it mildly.
  43. ^ Methanol's Allure, Kemsley, J., 화학 & Engineering News, 2007년 12월 3일자 55-59면 [1]
  44. ^ Hua, Jenny (2005). Elert, Glenn (ed.). "Energy density of methanol". The Physics Factbook. Retrieved 2022-01-25.
  45. ^ Weisel, C. P.; Lawryk, N. J.; Huber, A. H.; Crescenti, G. H. (1 January 1993). "Gasoline and Methanol Exposures from Automobiles Within Residences and Attached Garages". OSTI 5882923. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  46. ^ 메탄올은 발달 및 신경학적 독소이지만, 일반적인 식생활 및 직업적 수준의 노출은 건강에 큰 영향을 미치지 않을 수 있다.National Toxicology Program 패널은 최근 혈중 농도가 약 10mg/L 미만일 경우 건강에 미치는 악영향에 대한 우려는 미미하다는 결론을 내렸다.[2] 다른 문헌 요약도 이용할 수 있다(예: 생식 독성학 18(2004) 303–390 참조).
  47. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2007-07-07. Retrieved 2008-01-07.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 보관된 복사본(링크), 연료전지 차량의 메탄올 인체 독성 및 위험 평가(개정), Statoil, 2001.
  48. ^ http://www.antizol.com/mpoisono.htm, "메탄올 중독 개요", 독성 메커니즘
  49. ^ http://www.epa.gov/otaq/consumer/08-fire.pdf, 메탄올 연료 및 화재 안전, EPA 400-F-92-010
  50. ^ "Renewable Methanol Process Stages". Carbon Recycling International. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  51. ^ "BioMCN". Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  52. ^ "REDCert-EU Methanol". BASF. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  53. ^ "Niederaussem becomes the setting for important technological progress". RWE. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  54. ^ "Related Project: MefCO2". Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  55. ^ "Carbon2Chem". Federal Ministry of Education and Research, Germany. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  56. ^ "The Carbon2Chem® project". Thyssenkrupp. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  57. ^ "OUR CONCEPT". Power To Methanol Antwerp BV. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  58. ^ "Project for Generating Green Hydrogen and Renewable Methanol Reaches Next Selection Stage for EU Funding". Wacker. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  59. ^ "Flagships". Liquid Wind. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}: CS1 maint :url-status (링크)
  60. ^ "TotalEnergies, Sunfire and Fraunhofer give the go-ahead for green methanol in Leuna". Green Car Congress. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}:CS1 maint:url-status(링크)
  61. ^ "Promote a circular economy with clean fuels and chemicals made from waste". Enerkem. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}:CS1 maint:url-status(링크)
  62. ^ "Celanese to Expand Capacity and Utilize Recycled CO2 for Methanol Production at Clear Lake, Texas Facility". Celanese. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}:CS1 maint:url-status(링크)
  63. ^ "Porsche and Siemens Energy, with partners, advance climate-neutral eFuels development". Porsche. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}:CS1 maint:url-status(링크)
  64. ^ "'Liquid sunshine' enlightens new way of green energy". EurekAlert!, American Association for the Advancement of Science (AAAS). Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}:CS1 maint:url-status(링크)
  65. ^ Dolan, Gregory. "Methanol: Emerging Global Energy Markets" (PDF). Methanol Institute. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}:CS1 maint:url-status(링크)
  66. ^ "The Shunli CO2 -to-Methanol Plant: Commercial scale production in China". Carbon Recycling International. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}:CS1 maint:url-status(링크)
  67. ^ a b c "METHANOL FACTS – CHINA: THE LEADER IN METHANOL TRANSPORTATION" (PDF). Methanol lnstitute. Retrieved 8 August 2021.{{cite web}}:CS1 maint:url-status(링크)

외부 링크

  • 프로그램의 NPR방송의 메탄올 경제의 조지 올라 교수와 토론 녹화가.
  • 메틸 알코올 연구소
  • 메탄올과 그 사용에 대한 최근의 정보Greencarcongress.com.
  • 거리 측정 장치Greencarcongress.com.에 대한 최근의 정보