Metanolgazdaság PDF Nyomtatás E-mail
Ajánlom a GururaFacebookTwitterGoogle könyvjelzőStartlap kedvenchezAjánlás a linkter.hu-raBlogtér ajánlás
2009. augusztus - szeptember
2009. szeptember 03. csütörtök, 13:36
Kis átaakítással a hagyományos motorok is metanolüzeművé alakíthatóak
Egyesek szerint idővel valamint sok kutató- és fejlesztőmunkával a mai, fosszilis energiahordozókon alapuló gazdaság alternatívája lehet a metanolon alapuló gazdaság. Ennek egyik ötletgazdája és fő pártolója a Magyarországról indult kémiai Nobel-díjas, Oláh György.

 
 

A fosszilis energiahordozókon alapuló világgazdaság nagyon sebezhető. Ennek egyik oka, hogy a ma ismert nyersanyaglelőhelyek jelentős részével politikailag instabil országok rendelkeznek, amit tovább súlyosbít, hogy a kitermelés és a tényleges felhasználás egymástól távol esik. A fejlett világ kiszolgáltatottságát tovább növeli, hogy a fosszilis energiahordozók mennyisége véges, és a felhasználásuk során keletkező környezetszennyező gázok az emberiség számára káros klímaváltozást okoznak. Ezért igen fontos, hogy a fosszilis energiahordozókat "időben" kiváltsuk, helyettesítsük más, kevéssé vagy nem kimerülő, és a környezetet sem szennyező energiahordozóval. Oláh György és mások szerint ez az energiahordozó a metanol lehet. Mint szintetikus szénhidrogénnek, fő előnye a fosszilis energiaforrásokkal szemben, hogy kézben tarthatóbb a szén-dioxid-kibocsátás, és a hidrogénnel – mint "vetélytárssal" – szemben a könnyebb kezelhetőség, valamint az, hogy alapanyaga lehet a különböző vegyipari technológiáknak. Mindezek azonban még igen sok kutatást és fejlesztést igényelnek. 

Oláh György - Fotó: Bánkuti András / HVGA metanol
Színtelen, enyhén alkoholos illatú folyadék a metanol vagy metil-alkohol (CH3OH). Vízben korlátlanul oldódik, korrodálja az alumíniumot, cinket és magnéziumot (de az acélt és öntöttvasat nem), károsítja a gumit és egyes műanyagokat (mint például a tömítések anyagait). Tisztán metanollal tehát a hagyományos üzemanyagok tárolására, szállítására tervezett rendszerek nem alkalmazhatók. Napjainkban a metanolt vegyipari alapanyagként alkalmazzák: főleg formaldehidet (CH2O) és más köztitermékeket állítanak elő belőle. 2004-ben világszerte összesen mintegy 32 millió tonna metanolt gyártottak (ennek energiatartalma ~15 millió tonna olajéval egyenértékű). A metanol ára – alább megtudjuk, hogy miért – a földgáz árának függvénye: a nagyobb földgázforrások közelében gyártott metanol előállítási költsége ~0,085 US dollár/liter. 

Gyártása
A metanol többféle, nagy széntartalmú anyagból előállítható, akár biomasszából is, ám a jelenleg használatos technológiákkal, azok hőigénye miatt nagy mennyiségben csak pazarló módon. Ipari méretekben a metanolt régebben, nagyjából a második világháborúig nagyrészt kőszénből, korunkban pedig főleg földgázból – vagyis fosszilis anyagokból – állították, állítják elő: egyelőre sajnos ez utóbbi a legalkalmasabb alapanyag.
A metanolt a legelterjedtebb technológiákkal úgynevezett szintézisgázból, szén-monoxid (CO) és hidrogén (H2) keverékéből állítják elő. A földgáz azért kedvező alapanyag a kőszénhez képest, mert viszonylag nagy mennyiségben tartalmaz szenet és hidrogént is. A szintézisgázon alapuló technológiáknak nagy a hőigénye (200 - 300 °C hőmérséklet, 40 - 100 bar nyomás), ezért jövője csak az olyan (egyelőre intenzíven kutatott) metanolt előállító eljárásoknak lehet, amelyekben nem alkalmaznak szintézisgázt vagy pedig olcsó (például atomerőművek előállította) hőmennyiséget, illetve hidrogént használnak.
Mint a fentiekből látszik – amit a metanolgazdaság szószólói is elismernek –, a metanolgyártás alapja a belátható jövőben a földgáz lenne, a hagyományos készletek fogyatkozása esetén esetleg metánhidrátból kinyerve. Ez utóbbiak kimerülése után pedig a metanol gyártását a kőszénre lehetne alapozni, amelyből a készletek még több száz évre elegendők. Viszont mindezek mellett javasolják olyan technológiák kifejlesztését is, amelyek révén a gyárak, erőművek által koncentráltan kibocsátott szén-dioxidot lehetne felfogni, és a metanol gyártásába "visszaforgatni". A távlati jövőben azt is elképzelhetőnek tartják, hogy a levegő 0,0383 térfogatszázaléknyi szén-dioxid-tartalmát lehetne metanolgyártásra fordítani. 

Mint motorhajtóanyag
A metanol hagyományos motorhajtóanyagként felhasználható az Otto- és – igaz csak adalékanyagokkal – a dízelmotorokban is. Azonban több nehézséget kell leküzdeni ahhoz, hogy a metanol belső égésű motorok hajtóanyagaként valóban felhasználható legyen. Ehhez elsősorban a metanolnak ellenálló anyagok alkalmazását kell megoldani. Ugyanakkor a metanol fűtőértéke csak mintegy fele (15,6 MJ/l) a benzinének és a gázolajénak (34,2, illetve 37,3 MJ/l): ez kétszer nagyobb üzemanyagtartályt igényelne – viszont a hűtőrendszert egyszerűsítené. Ahhoz tehát, hogy a metanolt kizárólagos hajtóanyagként lehessen alkalmazni, a motorok konstrukcióját kellene megváltoztatni. Szikragyújtású (Otto-) motoroknál a tiszta metanol alkalmazása problémákat okozhat a hidegindításkor, mivel hiányoznak belőle az illékony komponensek. Ezt vagy hozzávetőleg 15 százalék benzin hozzáadásával (M85 üzemanyag), vagy konstrukciós megoldásokkal (például finomabb porlasztás) kell megoldani. A kompressziógyújtású (dízel-) motorokban a metanol csak öngyulladást könnyítő, ám mérgező és/ vagy rákkeltő adalékok hozzáadásával lenne alkalmazható, mivel a gázolajjal nem keveredik. Ezért a dízelmotorokban inkább a metanolból viszonylag könnyen előállítható dimetil-éter (CH3OHC, fűtőértéke: 19,2 MJ/l) alkalmazását javasolják. A fentiek miatt a metanol számára nagyobb lehetőségeket látnak a tüzelőanyagcellákban történő felhasználásban. Ezek olyan galvánelemek, amelyek valamilyen üzemanyag kémiai energiáját alakítják át villamos energiává, végső soron fordított elektrolízissel. 

Biztonsági vonatkozások
A metanol egyik fő hátránya, hogy mérgező: 25 - 90 ml metanol a szervezetbe kerülve gyors orvosi beavatkozás nélkül halált, esetleg májkárosodást, vakságot okoz. Ráadásul a metanol könnyen összetéveszthető (szemre, illatra) az etanollal, ezért alkoholos italok hamisítására is használják. Az igaz, hogy 3 - 4-szeres mennyiségben a benzin és a gázolaj is halálos, ám a fentiek miatt "könnyebb" véletlenül halálos mennyiséget meginni a metanolból. A mérgezés lehetőségének csökkentésére a metanolt szélesebb körű használata esetén célszerű lehet színezni és/vagy szagosítani. 
A metanol a benzinhez képest kevésbé tűzveszélyes, mivel annál kisebb mértékű az illékonysága: ezért gőzeinek a benzinhez képest négyszer nagyobb koncentrációja vezethet gyulladáshoz. További különbségek a metanol és a benzin égése között, hogy a metanol lassabban, kevesebb (fulladást okozó) füsttel, nyolcad akkora hőkibocsátással (kisebb tűzterjedés) és világoskék lánggal ég, ugyanakkor tüze – a benzinnel ellentétben – akár vízzel is oltható.
A metanol további előnye a kőolajszármazékokkal szemben, hogy a környezetbe (természetes vizekbe, talajba) kerülve viszonylag gyorsan, biológiai úton lebomlik – vagyis nem halmozódik fel. Ha esetleg nagy mennyiségben ömlik természetes vizekbe, akkor nagyon rövid idő (1-2 óra) alatt egy százalék alá csökken a koncentrációja, ha pedig talajra ömlik, akkor vízzel lehet hígítani. Ezek miatt nem szükséges a környezet utólagos, és rendszerint nagy költségeket okozó megtisztítása. 

Dr. Berecz Tibor
Ajánlot és felhasznált irodalom
Oláh György–Alain Goeppert–G. K. Surya Prakash: Kőolaj és földgáz után: a metanolgazdaság; Better Kiadó, Budapest, 2007.

Hozzászólások

Név *
Email
Code   
Küldés
  JP-Bookmark
facebook-logotwitter_logorss_logo

Szeptember-októberi lap

aktualis

Galéria

Hírlevél

Iratkozzon fel most hetente megjelenő Bautrend hírlevelünkre!



C 2008-2010 Bautrend.hu