मेथनॉल अर्थव्यवस्था एक सुझाई गई भविष्य की अर्थव्यवस्था है जिसमें मेथनॉल और डिमेथिल ईथर जीवाश्म ईंधन को ऊर्जा भंडारण, जमीन परिवहन ईंधन, और सिंथेटिक हाइड्रोकार्बन और उनके उत्पादों के लिए कच्चे माल के साधन के रूप में प्रतिस्थापित करते हैं। यह प्रस्तावित हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था या इथेनॉल अर्थव्यवस्था का विकल्प प्रदान करता है।
1 99 0 के दशक में, नोबेल पुरस्कार विजेता जॉर्ज ए ओला ने मेथनॉल अर्थव्यवस्था की वकालत की; 2006 में, वह और दो सह-लेखक, जीके सूर्य प्रकाश और एलन गोएपर्ट ने मेथनॉल अर्थव्यवस्था का सुझाव देने से पहले जीवाश्म ईंधन और वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की स्थिति का सारांश प्रकाशित किया, जिसमें उनकी उपलब्धता और सीमाएं शामिल थीं।
मेथनॉल को विभिन्न प्रकार के स्रोतों से उत्पादित किया जा सकता है जिसमें अभी भी प्रचुर मात्रा में जीवाश्म ईंधन (प्राकृतिक गैस, कोयले, तेल शेल, टैर रेत, आदि) के साथ-साथ कृषि उत्पाद और नगरपालिका अपशिष्ट, लकड़ी और विभिन्न बायोमास शामिल हैं। इसे कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक रीसाइक्लिंग से भी बनाया जा सकता है।
परिचय
2005 में, नोबेल पुरस्कार विजेता जॉर्ज ए ओला ने तेल और गैस से परे निबंध में मेथनॉल में अर्थव्यवस्था बनाने के लिए कहा: द मेथनॉल इकोनॉमी और 2006 में दो अन्य सह-लेखकों के साथ इस विषय पर एक पुस्तक प्रकाशित हुई, इन पुस्तकों में, लेखक तथाकथित मेथनॉल अर्थव्यवस्था के प्रयोग का सुझाव देने से पहले जीवाश्म ईंधन स्रोतों और अन्य वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों, उनकी उपलब्धता और सीमाओं की स्थिति को सारांशित करते हैं।
मेथनॉल एक ईंधन है जिसका उपयोग थर्मल इंजन और ईंधन कोशिकाओं के लिए किया जा सकता है। इसके अच्छे ऑक्टेन नंबर के लिए धन्यवाद, इसे पहले से ही उपयोग में आने वाले विभिन्न प्रकार के आंतरिक दहन इंजनों का उपयोग करके कारों (हाइब्रिड कारों और प्लग-इन मॉडल समेत) में ईंधन के रूप में सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है। मेथनॉल का उपयोग ईंधन सेल में या तो सीधे, डीएमएफसी कोशिकाओं में या अप्रत्यक्ष रूप से, सुधार द्वारा हाइड्रोजन में परिवर्तन के बाद किया जा सकता है।
सामान्य परिस्थितियों में, मेथनॉल एक तरल है, जो इसे आसानी से संग्रहीत, परिवहन और वितरित करने की अनुमति देता है, पेट्रोल और डीजल के साथ क्या किया जाता है। रासायनिक रूप से, इसे डिहाइड्रल ईथर में डीहाइड्रेशन द्वारा तेजी से रूपांतरित किया जा सकता है, एक डीजल विकल्प जिसमें 55 का सेटेन नंबर होता है।
वर्ष 2000 में, मेथनॉल का उपयोग बड़े पैमाने पर (लगभग 37 मिलियन टन प्रति वर्ष) पर किया जाता है, जो कि कई जटिल रसायनों और बहुलक पदार्थों का उत्पादन करने के लिए एक प्राथमिक रासायनिक ईंट के रूप में होता है। इसके अलावा, इसे आसानी से “मेथनॉल से ओलेफिन” (एमटीओ) प्रक्रिया में ईथिलीन और प्रोपिलीन, असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित किया जा सकता है जिसका उपयोग उच्च आणविक भार और अन्य डेरिवेटिव के सिंथेटिक हाइड्रोकार्बन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, जो आमतौर पर पेट्रोलियम से प्राप्त होते हैं और प्राकृतिक गैस।
मेथनॉल के स्रोत
मेथनॉल को विभिन्न प्रकार के स्रोतों से कुशलता से उत्पादित किया जा सकता है, जिनमें जीवाश्म ईंधन (प्राकृतिक गैस, कोयले, तेल शेल, बिटुमिनस रेत इत्यादि) के कुछ प्रचुर मात्रा में प्रकार शामिल हैं, लेकिन कृषि अपशिष्ट उत्पादों और आम कचरे से अलग शहरी, लकड़ी से भी , और विभिन्न प्रकार के बायोमास से।
कार्बन डाइऑक्साइड का पुनर्चक्रण
कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक रीसाइक्लिंग से मेथनॉल प्राप्त करना एक और अधिक कट्टरपंथी परिकल्पना है।प्रारंभ में मुख्य स्रोत बिजली संयंत्रों से सीओ 2 में समृद्ध उत्सर्जन हो सकता है जो जीवाश्म ईंधन या सीमेंट कारखानों और अन्य कारखानों से निर्वहन जलाते हैं। लंबे समय तक, जीवाश्म ईंधन संसाधनों में कमी और पृथ्वी के वायुमंडल पर उनके उपयोग के प्रभाव पर विचार करते हुए, सीओ 2 प्राकृतिक की कम सांद्रता भी कब्जा कर लिया जा सकता है और मेथनॉल प्राप्त करने के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है: इस तरह यह एक पूरक होगा प्रकाश संश्लेषण का एक ही प्राकृतिक चक्र। नए, अधिक कुशल अवशोषक पदार्थ विकसित किए जा रहे हैं, जो वायुमंडलीय सीओ 2 को पकड़ने में सक्षम हैं, जो कुछ मामलों में जीवित पौधों की क्रिया की नकल करते हैं। नए ईंधन और सामग्रियों को प्राप्त करने के लिए सीओ 2 का रासायनिक रीसाइक्लिंग तब संभव और टिकाऊ हो सकता है, जिससे इन “गैर-जीवाश्म कार्बन ईंधन” मानव जीवन के मुकाबले एक समय पैमाने पर अक्षय हो जाते हैं। आइसलैंड में, 2011/2012 में, इस प्रणाली के साथ प्रति वर्ष दो लाख लीटर मेथनॉल का उत्पादन शुरू हो चुका है।
उपयोग
ईंधन
मेथनॉल गर्मी इंजन और ईंधन कोशिकाओं के लिए एक ईंधन है। इसकी उच्च ऑक्टेन रेटिंग के कारण इसे मौजूदा आंतरिक दहन इंजन (आईसीई) का उपयोग करके फ्लेक्स-ईंधन कारों (हाइब्रिड और प्लग-इन हाइब्रिड वाहन सहित) में ईंधन के रूप में सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है। मेथनॉल को किसी अन्य प्रकार के इंजन में भी जला दिया जा सकता है या गर्मी प्रदान करने के लिए अन्य तरल ईंधन का उपयोग किया जाता है। ईंधन कोशिकाएं सीधे मेथनॉल का उपयोग सीधे डायरेक्ट मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं (डीएमएफसी) या अप्रत्यक्ष रूप से (सुधार द्वारा हाइड्रोजन में रूपांतरण के बाद) में कर सकती हैं।
आंतरिक दहन इंजन (आईसीई) में
मेथनॉल में उच्च ऑक्टेन नंबर (107 का आरओएन और 92 का मॉन) है, जो इसे गैसोलीन के लिए पर्याप्त विकल्प बनाता है। पेट्रोल की तुलना में इसकी उच्च लौ की गति होती है, जिससे अधिक दक्षता होती है और साथ ही साथ अधिक लापरवाही वाष्पीकरण गर्मी (पेट्रोल से 3.7 गुना अधिक) होती है, जिसका अर्थ है कि इंजन द्वारा उत्पन्न गर्मी को अधिक प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है, जिससे हवा का उपयोग करना संभव हो जाता है -कोल्ड इंजन। इसके अलावा, मेथनॉल पेट्रोल की तुलना में कम प्रदूषण पैदा करता है और आग के मामले में सुरक्षित है। हालांकि, मेथनॉल में गैसोलीन (8,600 बीटीयू / पाउंड) की तुलना में प्रति वॉल्यूम प्रति आधा ऊर्जा सामग्री होती है।
संपीड़न इग्निशन इंजन (डीजल इंजन) में
खुद मेथनॉल डीजल ईंधन के लिए एक बुरा विकल्प है। लेकिन, रासायनिक निर्जलीकरण के कारण, मेथनॉल को डिमेथिल ईथर (डीएमई) में परिवर्तित किया जा सकता है, जो कि नियमित डीजल के केटिन संख्या 45-55 से बेहतर 55-60 के केटेन संख्या के साथ एक अच्छा डीजल ईंधन है। डीजल ईंधन की तुलना में, डीएमई में कण पदार्थ, कोई एक्स और सीओ का बहुत कम उत्सर्जन होता है और किसी भी प्रकार का सल्फर डाइऑक्साइड या सल्फर डाइऑक्साइड (एसओ एक्स) उत्सर्जित नहीं करता है। मेथनॉल का उपयोग वनस्पति तेलों के ट्रांसस्टेरिफिकेशन के माध्यम से बायोडीजल का उत्पादन करने के लिए भी किया जाता है।
उन्नत इंजन या मेथनॉल द्वारा ईंधन ईंधन कोशिकाओं में
मेथनॉल और ईथर-डिमेथिल का उपयोग हाइब्रिड इंजन और इलेक्ट्रिक कार प्रौद्योगिकियों के साथ जोड़ा जा सकता है, ताकि अधिक माइलेज (लीटर प्रति किलोमीटर) और कम उत्सर्जन प्राप्त हो सके। इन ईंधन का उपयोग ईंधन कोशिकाओं और उत्प्रेरक दोनों में किया जा सकता है जो ईंधन सेल को खिलाने के लिए हाइड्रोजन प्राप्त करके या प्रत्यक्ष मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं (डीएमएफसी) में सीधे “जलने” मेथनॉल प्राप्त करके सुधार कर सकते हैं।
बिजली के उत्पादन के लिए
बिजली उत्पन्न करने के लिए गैस टरबाइन में मेथनॉल और डीएमई का उपयोग किया जा सकता है। वर्तमान में बहुत महंगा ईंधन सेल (पीएएफसी, एमसीएफसी, एसओएफसी) मॉडल बिजली उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, खासतौर पर उन वातावरणों में जहां कम शोर की आवश्यकता होती है, कम गर्मी पीढ़ी, अस्पतालों के अलावा; या पौधे का बहुत कम वजन, जैसे हवा या अंतरिक्ष परिवहन वाहनों में।
एक घरेलू ईंधन के रूप में
मीथेनॉल और डीएमई वाणिज्यिक इमारतों और घरों में गर्मी और / या बिजली उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। प्रमुख संशोधन के बिना डीएमई वाणिज्यिक गैस स्टोव / रसोई में इस्तेमाल किया जा सकता है। विकासशील देशों में, मेथनॉल को रसोई के लिए ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, क्योंकि यह लकड़ी (कम नैनो-कणों और सीओ) की तुलना में अधिक क्लीनर जलता है, और इस तरह घरेलू प्रदूषण से संबंधित कुछ समस्याओं को कम करता है .. हालांकि यह होना चाहिए पेट्रोल, डीजल, या रंग-व्यभिचारियों के साथ मिश्रित, किसी भी संभावित धोखाधड़ी से बचने के लिए, और पेय पदार्थों के लिए घातक उपयोग, मेथनॉल वाइन घोटाले के साथ इटली में हुई एक घटना।
रसायन शास्त्र और बहुलक सामग्री के लिए मूल तत्व
वर्तमान में मेथनॉल का व्यापक रूप से विभिन्न प्रकार के रसायनों और प्लास्टिक पॉलिमर जैसे अन्य उत्पादों के उत्पादन के लिए आधार सामग्री के रूप में बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। प्रक्रिया के साथ “मेथनॉल टू गैसोलीन” (एमटीजी) के रूप में जाना जाता है, मेथनॉल को गैसोलीन में बदल दिया जा सकता है। “मेथनॉल टू ओलेफिन” (एमटीओ) प्रक्रिया का उपयोग करके, मेथनॉल को ईथिलीन और प्रोपिलीन एलकेन में परिवर्तित किया जा सकता है, पेट्रोकेमिकल उद्योग द्वारा अधिक मात्रा में निर्मित दो रसायनों। ये आवश्यक पॉलिमर (एलडीपीई, एचडीपीई, पीपी) और अन्य रासायनिक मध्यवर्ती के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण बिल्डिंग ब्लॉक हैं जो वर्तमान में पेट्रोलियम डेरिवेटिव से उत्पादित हैं। मेथनॉल से शुरू होने वाला उनका उत्पादन तेल पर निर्भरता को कम कर सकता है। जीवाश्म ईंधन डिपो के अंत के बाद भी, इन बुनियादी रसायनों और प्लास्टिक का उत्पादन जारी रखना भी संभव होगा।
फीडस्टॉक
विभिन्न प्रकार के रसायनों और उत्पादों का उत्पादन करने के लिए मेथनॉल का उपयोग पहले से ही बड़े पैमाने पर किया जाता है। एक रासायनिक फीडस्टॉक के रूप में वैश्विक मेथनॉल मांग 2015 तक प्रति वर्ष 42 मिलियन मीट्रिक टन तक पहुंच गई। मेथनॉल-टू-गैसोलीन (एमटीजी) प्रक्रिया के माध्यम से, इसे गैसोलीन में परिवर्तित किया जा सकता है। मेथनॉल-टू-ओलेफ़िन (एमटीओ) प्रक्रिया का उपयोग करके, मेथनॉल को पेट्रोकेमिकल उद्योग द्वारा सबसे बड़ी मात्रा में उत्पादित दो रसायनों को ईथिलीन और प्रोपेलीन में भी परिवर्तित किया जा सकता है। ये आवश्यक पॉलिमर (एलडीपीई, एचडीपीई, पीपी) के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण बिल्डिंग ब्लॉक हैं और अन्य रासायनिक इंटरमीडिएट्स की तरह वर्तमान में मुख्य रूप से पेट्रोलियम फीडस्टॉक से उत्पादित होते हैं। इसलिए मेथनॉल से उनका उत्पादन पेट्रोलियम पर निर्भरता को कम कर सकता है। जीवाश्म ईंधन भंडार समाप्त होने पर यह इन रसायनों के उत्पादन को जारी रखना भी संभव होगा।
उत्पादन
आज अधिकांश मेथनॉल मीथेन से सिंजस के माध्यम से उत्पादित होता है। त्रिनिदाद और टोबैगो वर्तमान में संयुक्त राज्य अमेरिका में निर्यात के साथ दुनिया का सबसे बड़ा मेथनॉल निर्यातक है। मेथनॉल के उत्पादन के लिए फीडस्टॉक के रूप में कार्यरत प्राकृतिक गैस अन्य उपयोगों के समान स्रोतों से आती है। अपरंपरागत गैस संसाधन जैसे कोयलेड मीथेन, तंग रेत गैस और अंततः समुद्र के महाद्वीपीय अलमारियों और साइबेरियाई और कनाडाई टुंड्रा के तहत मौजूद बहुत बड़े मीथेन हाइड्रेट संसाधनों का उपयोग आवश्यक गैस प्रदान करने के लिए भी किया जा सकता है।
मीथेन से मेथनॉल का पारंपरिक मार्ग आंशिक ऑक्सीकरण के साथ संयुक्त (या नहीं) भाप सुधार द्वारा सिंजस पीढ़ी के माध्यम से गुजरता है। मीथेनॉल में मीथेन को परिवर्तित करने के नए और अधिक प्रभावी तरीके भी विकसित किए जा रहे हैं। इसमें शामिल है:
सल्फ्यूरिक एसिड मीडिया में सजातीय उत्प्रेरक के साथ मीथेन ऑक्सीकरण
मीथेन ब्रोमिनेशन प्राप्त ब्रोमोमेथेन के हाइड्रोलिसिस के बाद होता है
ऑक्सीजन के साथ मीथेन का प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण
माइक्रोबियल या मीथेन के फोटोकैमिकल रूपांतरण
आंशिक रूप से ऑक्सीकरण उत्पाद के फँसाने के साथ आंशिक मीथेन ऑक्सीकरण और तांबे और लोहा पर बाद के निष्कर्षण ने ज़ोलाइट (जैसे अल्फा-ऑक्सीजन) का आदान-प्रदान किया।
ये सभी सिंथेटिक मार्ग ग्रीनहाउस गैस कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 उत्सर्जित करते हैं। इसे कम करने के लिए, सीई 2 के उत्सर्जन को कम करने के तरीकों से मेथनॉल बनाया जा सकता है। एक समाधान बायोमास गैसीफिकेशन द्वारा प्राप्त सिंज से उत्पन्न करना है। इस उद्देश्य के लिए लकड़ी, लकड़ी के कचरे, घास, कृषि फसलों और उनके उप-उत्पादों, पशु अपशिष्ट, जलीय पौधों और नगरपालिका अपशिष्ट सहित किसी भी बायोमास का उपयोग किया जा सकता है। मकई, चीनी गन्ना और गेहूं से इथेनॉल के मामले में खाद्य फसलों का उपयोग करने की कोई आवश्यकता नहीं है।
बायोमास → सिंजस (सीओ, सीओ 2 , एच 2 ) → सीएच 3 ओएच
मेथनॉल को किसी भी स्रोत से कार्बन और हाइड्रोजन से संश्लेषित किया जा सकता है, जिसमें अभी भी जीवाश्म ईंधन और बायोमास उपलब्ध है। जीवाश्म ईंधन जलने वाले बिजली संयंत्रों और अन्य उद्योगों से उत्सर्जित सीओ 2 और अंततः हवा में निहित सीओ 2 भी कार्बन का स्रोत हो सकता है। इसे कार्बन डाइऑक्साइड के रासायनिक रीसाइक्लिंग से भी बनाया जा सकता है, जिसे कार्बन रीसाइक्लिंग इंटरनेशनल ने अपने पहले वाणिज्यिक पैमाने के पौधे के साथ प्रदर्शित किया है। प्रारंभ में प्रमुख स्रोत जीवाश्म ईंधन जलने वाले बिजली संयंत्रों या सीमेंट और अन्य कारखानों से निकास के सीओ 2 समृद्ध फ़्लू गैस होंगे। हालांकि, लंबी दूरी में जीवाश्म ईंधन संसाधनों को कम करने और पृथ्वी के वायुमंडल पर उनके उपयोग के प्रभाव पर विचार करने के लिए, वायुमंडलीय सीओ 2 की कम सांद्रता भी मेथनॉल के माध्यम से कब्जा कर लिया जा सकता है और इस प्रकार प्रकृति के अपने प्रकाश संश्लेषण चक्र को पूरक बना सकता है। वायुमंडलीय सीओ 2 को पकड़ने के लिए कुशल नए अवशोषक विकसित किए जा रहे हैं, पौधों की क्षमता की नकल कर रहे हैं। सीओ 2 के नए ईंधन और सामग्रियों के रासायनिक पुनर्नवीनीकरण इस प्रकार व्यवहार्य हो सकते हैं, जिससे उन्हें मानव काल पर नवीकरणीय बनाया जा सकता है।
मेथनॉल को सीओ 2 से एच 2 के उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण द्वारा सीओ 2 से भी उत्पादित किया जा सकता है जहां हाइड्रोजन पानी इलेक्ट्रोलिसिस से प्राप्त किया गया है। यह प्रक्रिया आइसलैंड के कार्बन रीसाइक्लिंग इंटरनेशनल द्वारा उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया है। इलेक्ट्रिकल पावर उपलब्ध होने पर मेथनॉल को सीओ 2 इलेक्ट्रोकेमिकल कमी के माध्यम से भी उत्पादित किया जा सकता है। कार्बन तटस्थ होने के लिए इन प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक ऊर्जा अक्षय ऊर्जा स्रोतों जैसे हवा, जलविद्युत और सौर और साथ ही परमाणु ऊर्जा से आएगी। असल में, वे सभी मुक्त ऊर्जा को आसानी से परिवहन योग्य मेथनॉल में संग्रहीत करने की अनुमति देते हैं, जो मुक्त हाइड्रोजन में ऊर्जा को स्टोर करने के प्रयास के बजाय तुरंत हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड से बना है।
सीओ 2 + 3 एच 2 → सीएच 3 ओएच + एच 2 ओ
या बिजली की ऊर्जा के साथ
सीओ 2 + 5 एच 2 ओ +6 ई -1 → सीएच 3 ओएच +6 एचओ -1
6 एचओ -1 → 3 एच 2 ओ + 3/2 ओ 2 + 6 ई -1
संपूर्ण:
सीओ 2 + 2 एच 2 ओ + विद्युत ऊर्जा → सीएच 3 ओएच + 3/2 ओ 2
जरूरी सीओ 2 जीवाश्म ईंधन जलने वाले बिजली संयंत्रों और सीमेंट कारखानों सहित अन्य औद्योगिक फ़्लू गैसों से पकड़ा जाएगा। जीवाश्म ईंधन संसाधनों को कम करने और इसलिए सीओ 2 उत्सर्जन के साथ, हवा में सीओ 2 सामग्री का भी उपयोग किया जा सकता है। सीओ 2 को अवशोषित करने के लिए हवा (0.04%) में सुधार और आर्थिक रूप से व्यवहार्य प्रौद्योगिकियों की कम सांद्रता को ध्यान में रखना होगा। इस कारण से, विघटित रूप में इसकी उच्च सांद्रता के कारण पानी से सीओ 2 का निष्कर्षण अधिक व्यवहार्य हो सकता है। यह सीओ 2 के रासायनिक रीसाइक्लिंग की अनुमति देगा, इस प्रकार प्रकृति की प्रकाश संश्लेषण की नकल कर रहा है।
लाभ
प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में, हरे पौधे पानी को मुक्त ऑक्सीजन (जिसे जारी किया जाता है) में मुक्त करने के लिए सूर्य की रोशनी की ऊर्जा का उपयोग करते हैं और मुक्त हाइड्रोजन। हाइड्रोजन को स्टोर करने के प्रयास के बजाय, पौधे तुरंत हवा से कार्बन डाइऑक्साइड को पकड़ते हैं ताकि हाइड्रोजन को हाइड्रोकार्बन (पौधे के तेल और टेपेपेन्स) और पॉलीएल्कोल्स (ग्लिसरॉल, शर्करा और स्टार्च) जैसे स्नेही ईंधन को कम किया जा सके। मेथनॉल अर्थव्यवस्था में, किसी भी प्रक्रिया जो समान हाइड्रोजन उत्पन्न करती है, कार्बन डाइऑक्साइड को मेथनॉल में कम करने के लिए तुरंत “कैप्टिव” का उपयोग करने का प्रस्ताव करती है, जो प्रकाश संश्लेषण से पौधों के उत्पादों की तरह, मुक्त हाइड्रोजन पर भंडारण और परिवहन में बहुत फायदे हैं।
मेथनॉल सामान्य परिस्थितियों में एक तरल है, जिससे इसे आसानी से भंडारित किया जा सकता है, परिवहन और परिवहन किया जा सकता है, गैसोलीन और डीजल ईंधन की तरह। इसे डीहाइथ्रेशन ईथर में निर्जलीकरण द्वारा आसानी से परिवर्तित किया जा सकता है, जो डीजल ईंधन विकल्प 55 के एक केटेन नंबर के साथ बदल सकता है।
हाइड्रोजन के साथ तुलना
हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था की तुलना में मेथनॉल अर्थव्यवस्था के फायदे:
संपीड़ित हाइड्रोजन की तुलना में वॉल्यूम द्वारा कुशल ऊर्जा भंडारण। जब हाइड्रोजन दबाव-बंधन पोत को ध्यान में रखा जाता है, तो वजन से ऊर्जा भंडारण में एक लाभ भी महसूस किया जा सकता है। 71 ग्राम / लीटर के तरल हाइड्रोजन की कम घनत्व के कारण मेथनॉल की वोल्मेट्रिक ऊर्जा घनत्व तरल हाइड्रोजन की तुलना में काफी अधिक है। इसलिए तरल हाइड्रोजन के एक लीटर की तुलना में मेथनॉल (99 ग्राम / लीटर) के लीटर में वास्तव में अधिक हाइड्रोजन होता है, और मेथनॉल को -253 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर बनाए गए क्रायोजेनिक कंटेनर की आवश्यकता नहीं होती है।
एक तरल हाइड्रोजन बुनियादी ढांचा निषिद्ध रूप से महंगा होगा। मेथनॉल केवल सीमित संशोधनों के साथ मौजूदा गैसोलीन बुनियादी ढांचे का उपयोग कर सकते हैं।
गैसोलीन के साथ मिश्रित किया जा सकता है (उदाहरण के लिए एम 85 में, 85% मेथनॉल और 15% गैसोलीन युक्त मिश्रण)।
यूजर फ्रेंडली। हाइड्रोजन अस्थिर है, और इसकी बंधन उच्च दबाव या क्रायोजेनिक प्रणाली का उपयोग करती है।
कम नुकसान: मेथनॉल से हाइड्रोजन लीक अधिक आसानी से लीक। हीट तरल हाइड्रोजन वाष्पित कर देगा, भंडारण टैंक में प्रति दिन 0.3% तक होने वाली अनुमानित हानि देगी। (चार्ट फेरोक्स भंडारण टैंक तरल ऑक्सीजन देखें)।
इथेनॉल के साथ तुलना
Syngas के माध्यम से साबित सिद्ध प्रौद्योगिकी का उपयोग कर किसी भी जैविक सामग्री से बनाया जा सकता है। खाद्य फसलों का उपयोग करने और खाद्य उत्पादन के साथ प्रतिस्पर्धा करने की कोई आवश्यकता नहीं है। बायोमास से उत्पन्न मेथनॉल की मात्रा इथेनॉल से कहीं अधिक है।
एक विविध ऊर्जा बाजार में इथेनॉल के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं और पूरक कर सकते हैं। जीवाश्म ईंधन से प्राप्त मेथनॉल इथेनॉल की तुलना में कम कीमत है।
इथेनॉल जैसे गैसोलीन में मिश्रित किया जा सकता है। 2007 में, चीन ने 1 अरब अमेरिकी गैलन (3,800,000 एम 3) मेथनॉल ईंधन में मिश्रित किया और 2008 के मध्य तक मेथनॉल ईंधन मानक पेश करेगा। एम 85, 85% मेथनॉल और 15% गैसोलीन का मिश्रण आज कुछ गैस स्टेशनों में बेचे जाने वाले ई85 की तरह इस्तेमाल किया जा सकता है।
नुकसान
हाइड्रोजन ऑफ़साइट उत्पन्न करने और परिवहन के साथ वर्तमान में उच्च ऊर्जा लागत जुड़ी हुई है।
फीडस्टॉक के आधार पर पीढ़ी खुद ही साफ नहीं हो सकती है।
वर्तमान में प्राकृतिक गैस से उत्पन्न जीवाश्म ईंधन पर निर्भर है (हालांकि किसी भी दहनशील हाइड्रोकार्बन का उपयोग किया जा सकता है)।
ऊर्जा घनत्व (वजन या मात्रा से) गैसोलीन के आधे हिस्से और इथेनॉल से 24% कम
हैंडलिंग
यदि कोई अवरोधक उपयोग नहीं किया जाता है, तो मेथनॉल कुछ सामान्य धातुओं के लिए संक्षारक है जिसमें एल्यूमीनियम, जिंक और मैंगनीज शामिल हैं। इंजन ईंधन-सेवन प्रणाली के हिस्सों एल्यूमीनियम से बने होते हैं। इथेनॉल के समान, ईंधन टैंक, गैसकेट और इंजन सेवन के लिए संगत सामग्री का उपयोग किया जाना चाहिए।
इसी तरह संक्षारक और हाइड्रोफिलिक इथेनॉल के साथ, पेट्रोलियम उत्पादों के लिए डिज़ाइन की गई मौजूदा पाइपलाइनें मेथनॉल को संभाल नहीं सकती हैं। इस प्रकार मेथनॉल को ट्रक और ट्रेनों में उच्च ऊर्जा लागत पर शिपमेंट की आवश्यकता होती है, जब तक कि नई पाइपलाइन आधारभूत संरचना का निर्माण नहीं किया जा सके, या मौजूदा पाइपलाइनों को मेथनॉल परिवहन के लिए दोबारा लगाया जाता है।
एक शराब के रूप में मेथनॉल, वाष्पों को ईंधन देने के लिए कुछ प्लास्टिक की पारगम्यता को बढ़ाता है (जैसे उच्च घनत्व पॉलीथीन)। मेथनॉल की इस संपत्ति में ईंधन से अस्थिर कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) के उत्सर्जन में वृद्धि की संभावना है, जो बढ़ते उष्णकटिबंधीय ओजोन और संभवतः मानव जोखिम में योगदान देता है।
ठंड के मौसम में कम अस्थिरता: शुद्ध मेथनॉल-ईंधन वाले इंजन शुरू करना मुश्किल हो सकता है, और वे गर्म होने तक अक्षमता से चलते हैं। यही कारण है कि एम 85 नामक 85% मेथनॉल और 15% गैसोलीन युक्त मिश्रण आमतौर पर आईसीई में उपयोग किया जाता है। गैसोलीन इंजन को कम तापमान पर भी शुरू करने की अनुमति देता है।
निम्न स्तर के एक्सपोजर के अपवाद के साथ, मेथनॉल विषाक्त है। बड़ी मात्रा में (30 से 100 मिलीलीटर) में प्रवेश करते समय मेथनॉल घातक है। लेकिन गैसोलीन (120 से 300 मिलीलीटर) और डीजल ईंधन सहित अधिकांश मोटर ईंधन भी हैं। गैसोलीन में कैंसरजन्य (जैसे बेंजीन) होने के लिए जाने वाले कई यौगिकों की छोटी मात्रा भी होती है। मेथनॉल कैंसरजन नहीं है, न ही इसमें कैंसरजन होते हैं। हालांकि, मेथनॉल शरीर में फॉर्मल्डेहाइड के लिए चयापचय किया जा सकता है, जो विषाक्त और कैंसरजन्य दोनों है। मेथनॉल मानव शरीर में और खाद्य फलों में स्वाभाविक रूप से छोटी मात्रा में होता है।
मेथनॉल एक तरल है: यह खुले स्थान में हाइड्रोजन की तुलना में अधिक अग्नि जोखिम पैदा करता है क्योंकि मेथनॉल लीक विलुप्त नहीं होते हैं। मेथनॉल अदृश्य रूप से गैसोलीन के विपरीत जलता है। गैसोलीन की तुलना में, हालांकि, मेथनॉल अधिक सुरक्षित है। जलाते समय कम गर्मी को उत्तेजित करना और रिलीज़ करना अधिक कठिन होता है। मेथनॉल आग को सादे पानी से बुझाया जा सकता है, जबकि गैसोलीन पानी पर तैरता है और जलता रहता है। ईपीए ने अनुमान लगाया है कि गैसोलीन से मेथनॉल तक ईंधन स्विच करने से ईंधन से संबंधित आग की घटनाओं में 90% की कमी आएगी।
मेथनॉल पानी घुलनशील है: गलती से जारी किया गया है, यह भूजल प्रदूषण के कारण अपेक्षाकृत तेजी से भूजल परिवहन से गुजर सकता है, हालांकि इस जोखिम का पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है। हालांकि, पर्यावरण में मेथनॉल की एक आकस्मिक रिलीज, तुलनात्मक गैसोलीन या क्रूड ऑइल स्पिल की तुलना में बहुत कम नुकसान का कारण बनती है।इन ईंधन के विपरीत, मेथनॉल बायोडिग्रेडेबल और पूरी तरह से पानी में घुलनशील है, और सूक्ष्मजीव के लिए बायोडिग्रेडेशन शुरू करने के लिए पर्याप्त एकाग्रता के लिए तेजी से पतला हो जाएगा। इस प्रभाव का पहले से ही जल उपचार संयंत्रों में शोषण किया जा रहा है, जहां मेथनॉल पहले से ही denitrification और बैक्टीरिया के लिए पोषक तत्व के रूप में उपयोग किया जाता है।
आवेदन
मेथनॉल और इसके डेरिवेटिव्स, जैसे कि डिमेथिल ईथर, का उपयोग क्लासिक आंतरिक दहन इंजन और मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं में ईंधन के रूप में बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।
मेथनॉल का भंडारण, परिवहन और वितरण, जो कमरे के तापमान पर तरल है, मौजूदा बुनियादी ढांचे और प्रौद्योगिकी का उपयोग कर सकता है। उपभोक्ताओं और पुनर्जागरण ऊर्जा के उत्पादकों के बीच व्यापक दूरी को कुशलतापूर्वक ब्रिज किया जा सकता है। ऊर्जा भंडारण घनत्व गैसोलीन और डीजल के लिए स्टोरेज घनत्व का लगभग 50% है।
यूरोप
आइसलैंड में, कार्बन रीसाइक्लिंग इंटरनेशनल एक मेथनॉल उत्पादन संयंत्र संचालित करता है। पौधे का नाम ओला के नाम पर रखा गया था।
जर्मनी में थिससेन क्रुप की कार्बन2Chem पहल और स्मेल्टर से मेथनॉल के उत्पादन के लिए संघीय शिक्षा और अनुसंधान मंत्रालय की एक परियोजना है।
चीन
परामर्श फर्म मेथनॉल मार्केट सर्विसेज एशिया (एमएमएसए) के एक अध्ययन के मुताबिक, अनुमान लगाया गया है कि दुनिया भर में क्षमता 2027 में 55.8 मिलियन टन बढ़ जाएगी, जिसमें से 38 मिलियन टन ईंधन के रूप में उपयोग किया जाएगा।
चीन में मेथनॉल का उत्पादन मुख्य रूप से कोयले पर आधारित होता है और इसका उपयोग उच्च मेथनॉल युक्त ईंधन जैसे एम 85 और एम 100 और डेमेटाइल ईथर जैसे व्युत्पन्न के रूप में किया जाता है। 2007 में, चीन में स्पॉट मेथनॉल की कीमत गैसोलीन की कीमत का लगभग 40% थी। चीन में राज्य आयोग राष्ट्रीय मेथनॉल ईंधन मानकों पर काम कर रहे हैं, चीनी कंपनियां बेहतर मेथनॉल इंजन पर काम कर रही हैं।
मेथनॉल से डिमेथाइल ईथर उत्पादन के लिए चीनी क्षमता 2007 में सिर्फ एक मिलियन टन से बढ़कर छह मिलियन टन हो जाने की उम्मीद है। कंपनी सिनोपेक अकेले अपनी डीएमई क्षमता को तीन मिलियन टन तक विस्तारित करना चाहता है।