Ενέργεια
Διαχείριση Μεθανίου – Από την Εξόρυξη Bitcoin στη Δημιουργία Βιώσιμου Καυσίμου Αεροπλάνων
Μετατροπή του Μεθανίου από Κλιματική Βόμβα σε Πόρο
Methane (CH4), the main component of natural gas, is a greenhouse gas (GHG) 28x more potent than CO2. So, methane emissions can accelerate global warming in the short term. The only “good news”, is that it lasts 12 years in the atmosphere instead of centuries for CO2.
Αλλά ακόμη και όταν τελικά καταστρέφεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα, προκαλεί ακόμη το φαινόμενο του θερμοκηπίου μετατρέποντας σε CO2.
Έτσι, οι εκπομπές μεθανίου είναι εξίσου, αν όχι πιο, σημαντικές από τις εκπομπές CO2 όσον αφορά το κλίμα, καθιστώντας το ένα από τα πιο σημαντικά αέρια του θερμοκηπίου.
Πηγή: EPA
Το μεθάνιο παράγεται από πολλές πηγές, πολλές από τις οποίες συνδέονται άμεσα με ανθρώπινες δραστηριότητες.
Η πρώτη είναι τα ορυκτά καύσιμα, με διαρροές φυσικού αερίου ως κύρια πηγή, αλλά και διαρροές από ορυχεία άνθρακα και αποθέματα πετρελαίου.
Μια άλλη είναι η γεωργία, η οποία συμβαίνει όταν η οργανική ύλη ζυμώνει χωρίς οξυγόνο. Αυτό συμβαίνει κυρίως στο πεπτικό σύστημα των θηλαστικών όπως βοοειδή, πρόβατα και κατσίκες (εντερική ζύμωση). Ωστόσο, μπορεί επίσης να συμβεί σε πλημμυρισμένα ρυζότοπες και σε οποιοδήποτε σωρό οργανικής ύλης με κακή οξυγόνωση.
Τέλος, μια άλλη σημαντική πηγή είναι τα χωματερές, γεμάτα με ταφική οργανική ύλη που αποσυντίθεται σε μεθάνιο. Οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων είναι μια παρόμοια πηγή οργανικής ύλης που θα παρήγαγε βιοαέριο αν αφεθεί ανεξέλεγκτη.
Πηγή: EPA
Το μεθάνιο θα μπορούσε να είναι ακόμη μεγαλύτερο πρόβλημα λόγω του «πυροπάγου», μιας μορφής στερεάς παγωμένης μεθανίου (υδρόφυτα μεθανίου) που βρίσκεται στα βαθιά του ωκεανού, καθώς και αποθεμάτων μεθανίου παγιδευμένων στον πάγο στην Αρκτική.
Η κλιματική θέρμανση θα μπορούσε να αποσταθεροποιήσει αυτά τα φυσικά αποθέματα μεθανίου, οδηγώντας σε περισσότερες εκπομπές, περισσότερη θέρμανση, περισσότερη αποσταθεροποίηση, σε έναν καταστροφικό κύκλο ανάδρασης. Συζητήσαμε λεπτομερέστερα αυτό το θέμα στο άρθρο «Διαχείριση του Μεθανίου Μπορεί να Είναι Κλειδί για την Επίτευξη των Κλιματικών Στόχων – Από Πού Προέρχεται και Τι Γίνεται για Αυτό;».
Αλλά αυτό δεν πρέπει να είναι μόνο κακό νέο. Το μεθάνιο είναι ένας πολύτιμος ενεργειακός πόρος και μια ισχυρή πηγή οργανικού υλικού που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για βιομηχανικούς σκοπούς.
Μια νέα μέθοδος που ανακαλύφθηκε πρόσφατα θα μπορούσε ακόμη και να βοηθήσει στη μετατροπή του μεθανίου από χωματερές σε βιώσιμο καύσιμο αεροπλάνων.
Από τα Απόβλητα στο Καύσιμο Αεροπλάνων
Ένα βασικό ζήτημα με τη χρήση του βιοαερίου είναι ότι απαιτεί μία από τις δύο επιλογές:
- Κατασκευή εκτενούς δικτύου αγωγών για τη μεταφορά του σε βιομηχανικά και αστικά κέντρα, προκειμένου να αντικαταστήσει το φυσικό αέριο από τα ορυκτά καύσιμα.
- Εύρεση τρόπου χρήσης του στον τόπο παραγωγής.
Αυτός ο περιορισμός οφείλεται στο ότι το βιοαέριο είναι πολύ ευμετάβλητο και δεν μπορεί να μεταφερθεί εύκολα σε αυτή τη μορφή σε μεγάλες αποστάσεις. Είναι ένας πολύ διαφορετικός υδρογονάνθρακας με μεγαλύτερες αλυσίδες (όπως το πετρέλαιο) που είναι εύκολο να μεταφερθεί σε πιο πυκνή υγρή μορφή.
Παράλληλα, ορισμένοι οικονομικοί τομείς είναι πολύ δύσκολο να αποανθρακοποιηθούν, όπως η αεροπορία, η οποία εξακολουθεί να βασίζεται στο 100% σε υγρό υδρογονάνθρακα για να παρέχει καύσιμο αρκετά πυκνό ώστε να τροφοδοτήσει την πτήση.
Έτσι, έχει πολύ νόημα η συλλογή βιοαερίου από χωματερές και εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, και η μετατροπή του σε πολύτιμο καύσιμο αεροπλάνων.
Συζητήσαμε λεπτομερώς το βιοαέριο και πώς χρησιμοποιείται αυτή τη στιγμή στο άρθρο μας «Ουδέτερο ως προς το Άνθρακα Βιοαέριο – Τα 5 Κορυφαία Μετοχές Biomethane».
Πλάσμα για Παραγωγή Καυσίμου Αεροπλάνων
Ερευνητές του Πανεπιστημίου Σίδνεϊ, Αυστραλία, και του Πανεπιστημίου Xi’an Jiaotong στην Κίνα έχουν ανακαλύψει έναν τρόπο βελτίωσης μιας μεθόδου που χρησιμοποιεί μεθάνιο, ονομάζεται ατμοσφαιρικό μη θερμικό πλάσμα (NTP). Ένα μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι μπορεί να πάρει CO2 και μεθάνιο και να τα μετατρέψει σε χρήσιμους υδρογονάνθρακες σε θερμοκρασία δωματίου, μειώνοντας δραστικά το κεφάλαιο που απαιτείται και την πολυπλοκότητα του έργου.
Το πρόβλημα με το NTP είναι ότι μπορεί να παράγει μόνο πολύ απλές ενώσεις υδρογονανθράκων όπως το φαρμακευτικό οξύ (HCOOH), η ηθανόλη (CH3CH2OH), το ισοπροπanol (CH3CHOHCH3) και το οξικό οξύ (CH3COOH).
Σε μια επιστημονική δημοσίευση με τίτλο «Μακροαλυσίδες Υδρογονανθράκων από Μη Θερμικό Πλάσμα-Κατευθυνόμενη Αναβάθμιση Βιοαερίου», που δημοσιεύτηκε στο Journal of the American Chemical Society, οι ερευνητές ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να δημιουργήσουν πιο σύνθετους υδρογονάνθρακες χρησιμοποιώντας τη μέθοδο NTP.
Πηγή: JACS
Ανακάλυψαν ότι όταν χρησιμοποιείται το NTP σε ένα αερογενές μείγμα πλούσιο σε μεθάνιο και χαμηλό σε CO2, το τελικό αποτέλεσμα περιέχει πολύ πιο σύνθετους υδρογονάνθρακες. Παράγει επίσης αέρια προϊόντα, κυρίως συνθετικό αέριο (syngas) (H2 και CO), καθώς και αλκοόλες και οξέα σε υγρή φάση.
Το συνθετικό αέριο είναι η κύρια πρώτη ύλη για σχεδόν όλη τη πετροχημική βιομηχανία. Τα οξυγονωμένα προϊόντα, όπως οι αλκοόλες και τα καρβοξυλικά οξέα, μπορούν επίσης να μετατραπούν σε κορεσμένους μακροαλυσίδες υδρογονανθράκων.
Πηγή: JACS
Έτσι, το μεγαλύτερο μέρος του μεθανίου (βιοαερίου) από τις χωματερές μπορεί να μετατραπεί σε πρώτες ύλες πετροχημικής βιομηχανίας και υγρές μακροαλυσίδες υδρογονανθράκων που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή καυσίμου αεροπλάνων.
Αποτελεσματική και Πράσινη Διαδικασία
Το κερασάκι στην τούρτα είναι ότι, ελέγχοντας τη συγκέντρωση του μεθανίου, οι ερευνητές κατάφεραν να ελέγξουν τη σύνθεση του τελικού προϊόντος.
Έτσι, η διαδικασία θα μπορούσε να ρυθμιστεί περαιτέρω ώστε να αποδίδει τον ακριβή υδρογονάνθρακα που χρειαζόμαστε για την παραγωγή ουδέτερου ως προς το άνθρακα καυσίμου αεροπλάνων από τις εκπομπές μεθανίου.
Επειδή το NTP δημιουργεί πλάσμα σε ατμοσφαιρικές συνθήκες, δεν απαιτεί θερμότητα ή πίεση. Αυτό μειώνει δραστικά την ενεργειακή απαίτηση, σημαίνοντας ότι η διαδικασία θα μπορούσε να τροφοδοτείται εξ ολοκλήρου από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Το Τέλος των Αποβλήτων Μεθανίου
Αυτή η νέα αξιοποίηση του πλάσματος για τη μετατροπή του μεθανίου σε καύσιμο αεροπλάνων είναι μία από πολλές καινοτομίες που προσπαθούν να αξιοποιήσουν το μεθάνιο που μέχρι τώρα ήταν άχρηστο.
Ένα άλλο παράδειγμα τέτοιας καινοτομίας είναι το πώς το αχρησιμοποίητο μεθάνιο χρησιμοποιείται επίσης για την εξόρυξη Bitcoin. Αυτό είναι ιδιαίτερα σχετικό με το μεθάνιο από πηγές όπως απομακρυσμένα πετρελαιοπηγές ή ορυχεία άνθρακα. Αυτός ο τύπος μεθανίου συνήθως καίγεται (flaring), η ενέργειά του σπαταλιέται και μεγάλο μέρος του μεθανίου απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα ακαψίσιμο.
Αυτό δείχνει πώς οι βραχυπρόθεσμες κριτικές των καινοτομιών, όπως η κατανάλωση ενέργειας του Bitcoin και των κρυπτονομισμάτων, ή η αδυναμία να γίνει το καύσιμο αεροπλάνων «πράσινο», είναι συχνά στενοθώρητες και δεν λαμβάνουν υπόψη τη δυνατότητα συνέργειας μεταξύ νέων τεχνολογιών.
Εταιρείες Χρήσης Μεθανίου
1. Greenlane Renewables Inc. (GRN.TO)
Η Greenlane ειδικεύεται στην αναβάθμιση βιοαερίου, ή τη διαδικασία προσθήκης παραγωγής βιοαερίου σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις όπως εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων ή χωματερές. Με 140 συστήματα παγκοσμίως, είναι η #1 στον κλάδο.
Πηγή: Greenlane
Η Greenlane βρίσκεται πολύ μπροστά από τον ανταγωνισμό της όσον αφορά τον συνολικό όγκο βιοαερίου που παράγεται με τις μηχανές της, ακόμη και μπροστά σε βιομηχανικούς γίγαντες όπως η Air Liquid. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι εκτός από την Air Liquid και τη Wartsila (για τις οποίες το βιοαέριο αποτελεί μόνο μικρό μέρος της συνολικής δραστηριότητας), οι μεγαλύτεροι ανταγωνιστές της Greenlane όπως οι Prodeval, DMT ή Bright biomethane δεν είναι εισηγμένοι στο χρηματιστήριο.
Πηγή: Greenlane
Η εταιρεία προσφέρει 3 διαφορετικές τεχνολογίες για την παραγωγή βιοαερίου (μεμβράνες, πλύση με νερό και PSA – Πίεση Αλλαγής Απορρόφησης), που ταιριάζουν καλύτερα ανάλογα με τις τοπικές συνθήκες και την πρώτη ύλη. Αυτό επιτρέπει την απομάκρυνση από το αέριο ρυπογόνων όπως το άζωτο, το CO2, το οξυγόνο ή πιθανές τοξικές ακαθαρσίες.
Τον Σεπτέμβριο 2023, η Greenlane παρουσίασε μια νέα σειρά προϊόντων με σχεδιασμούς κλειδιού-χειρός για κάθε τομέα παραγωγής βιοαερίου (υπολείμματα ζαχαροκάλαμου, χωματερές, κοπριά κ.λπ.).
Είναι ο μοναδικός προμηθευτής που μπορεί να προσφέρει και τις 3 λύσεις, καθιστώντας το καλή επιλογή για πελάτες που ενδιαφέρονται να υιοθετήσουν την καλύτερη δυνατή τεχνολογία για τις μοναδικές τους συνθήκες.
Πηγή: Greenlane
Ένας βασικός τομέας ανάπτυξης για την εταιρεία θα είναι η Βραζιλία (μια παγκόσμια γεωργική δύναμη), όπου πρόσφατα υπέγραψε συμφωνία για την εγκαθίδρυση βιομηχανικής κλίμακας παραγωγής όγκου.
Η συμφωνία υπογράφηκε με τη ZEG Biogás, 50% ιδιοκτησία της VIBRA, που προηγουμένως ήταν η μονάδα διανομής καυσίμων της Petrobras, της εθνικής εταιρείας πετρελαίου. Ο στόχος είναι η παραγωγή σε πάνω από 75 τοποθεσίες εντός 5 ετών.
Καθώς δεν είναι παραγωγός βιοαερίου, αλλά πωλητής των μηχανημάτων για την παραγωγή βιοαερίου, η Greenlane θα πρέπει να θεωρείται μετοχή τύπου «σφυρί και τσάπα», με τις πωλήσεις της να αντικατοπτρίζουν τον ρυθμό υιοθέτησης λύσεων βιοαερίου παγκοσμίως. Και η μεγαλύτερη εισηγμένη μετοχή σε αυτή την κατηγορία.
Ως εταιρεία που ειδικεύεται σε τεχνικές λύσεις για τη συλλογή βιοαερίου, η Greenlane θα πρέπει να ωφεληθεί σημαντικά από τις συνεχείς βελτιώσεις στην εμπορευματοποίηση και αξιοποίηση αυτού του πόρου. Μπορεί να αποκτήσει βιοαέριο όχι μόνο από χωματερές αλλά και από μεγάλες γεωργικές εγκαταστάσεις, επιτρέποντάς της να καλύψει και να αξιοποιήσει 2 από τις 3 κύριες πηγές εκπομπών μεθανίου.
2. Biokraft International AB (BIOGAS.ST)
Η BioKraft πουλά και παράγει βιοαέριο στη Σουηδία (230 GWh βιοαερίου και bioLNG), στη Νορβηγία (155 GWh bioLNG) και στη Νότια Κορέα (60 GWh συμπιεσμένου βιοαερίου).
Απ’ τον Απρίλιο 2023, η εταιρεία αποφάσισε να εισέλθει στην γερμανική αγορά με μελλοντική παραγωγή 240 GWh σε 2 έργα που προγραμματίζονται να ολοκληρωθούν το 2025.
Διαθέτει συνολικά 875 GWh βιοαερίου και 825 GWh bioLNG νέων έργων σε εξέλιξη, προγραμματισμένα να ολοκληρωθούν το 2025-2026.
Αυτό θα αναβαθμίσει την τρέχουσα παραγωγική ικανότητα από 445 GWh σε 1.200 GWh μέχρι το 2026. Ο μακροπρόθεσμος στόχος της εταιρείας είναι να φτάσει σε συνολικό όγκο 3 TWh (3.000 GWh) μέχρι το 2030. Σχεδόν όλα τα νέα έργα θα προμηθεύουν την πρώτη ύλη τους από κοπριά και αγροτικά απόβλητα.
Πηγή: Biokraft
Η εταιρεία υπέστη κάποιες ζημίες λόγω χαμηλών τιμών πώλησης για την ενέργεια και το αέριο τα τελευταία τέσσερα τρίμηνα, ιδιαίτερα στη Σκανδιναβία. Αυτό κάνει την εταιρεία εν μέρει ένα στοίχημα στην ανάκαμψη των ευρωπαϊκών τιμών φυσικού αερίου.
Αυτή η προμήθεια μεθανίου θα μπορούσε αργότερα να αξιοποιηθεί περαιτέρω με πλάσμα για την παραγωγή καυσίμου αεροπλάνων ή συνθετικού αερίου, βελτιώνοντας την κερδοφορία αυτών των λειτουργιών.
Μεταξύ των επιθετικών στόχων ανάπτυξης και της τρέχουσας μη κερδοφορίας της, η Biokraft είναι η καλύτερη επιλογή για επενδυτές που είναι διατεθειμένοι να πάρουν ρίσκο και να στοιχηματίσουν στην ανάστροφη της εταιρείας, εν μέρει χάρη στη κίνηση της προς τη γερμανική αγορά και ίσως μια αλλαγή στην ευρωπαϊκή αγορά αερίου συνολικά.
