Qu; є "зрідження вугілля"; Жан-Марк Янчовічі

У Хілтера не було родовищ нафти. Проте нацистський режим зміг просунути багато транспортних засобів, катерів та літаків, які використовували цілком справжнє рідке паливо (і ми це пам'ятаємо!). Південна Африка епохи апартеїду (офіційно) не мала доступу до міжнародного ринку нафти, проте в країні були машини, не всі з яких стояли в гаражі. Питання: Як усім цим добрим людям вдалося заправити автомобілі? Відповідь криється у трьох буквах: CTL - для "вугілля для рідин" - технологія, частково відома ще з 20-х років минулого століття, і яка дозволяє "перетворювати" вугілля на рідке паливо.

В основному, процес простий: ми беремо вугілля (яке містить вуглець, але половину частки водню пропорційно нафті), постачаємо його воднем і отримуємо рідке паливо. Ця принципова діаграма може бути реалізована двома способами:

перший - це «газифікація» вугілля шляхом часткового спалювання вугілля з додаванням повітря і, можливо, водяної пари, що утворює суміш водню, окису вуглецю та діоксиду, а також оксидів різних домішок, що містяться у вугіллі (сірка, фосфором та іншими різними несимпатичними шансами та кінцями). Ця суміш вийшла з відомих "газових заводів", які. Після очищення шкідливої їжі цей газ направляється в блок каталітичного синтезу, який вироблятиме вуглецеві ланцюги потрібного розміру (отже, рідке паливо).

другий полягає у пропусканні розчинника через вуглець для вилучення сполук вуглецю, які потім гідруються, а потім тріскаються.

З першим процесом, оскільки існує проміжна газова фаза, газ також може бути використаний як сировина (при риформінгу води він дає H2 + CO + CO2), але в цьому випадку це надлишок 'водню, який буде мати видалити, щоб «зважити» молекули газу.

Цей процес (проходження газифікації) був розроблений двома інженерами, Фішером та Тропшем, що означає, що технології "вугілля для рідин" або "газ для рідин" іноді називають "процесами Фішера-Тропша".

Отримане рідке паливо наближається до дизельного, а тому ідеально підходить для наземних або повітряних транспортних засобів.

Ефективність роботи становить близько 50% (теоретично 60%): енергія, отримана в паливі при надходженні, становить приблизно половину енергії, що міститься у вихідному вугіллі. І якщо на додаток ми хочемо секвеструвати CO2 замість виробництва, це все одно усуває 20% вихідної енергії або навіть трохи більше.

Скільки це коштує ?

Завод Фішера-Тропша з потужністю 100 000 тонн на рік коштує близько 250 мільйонів євро (приблизно встановлення потужності для виробництва 1 бареля на день коштує приблизно 100 000 євро або доларів). При вартості капіталу від 10% до 12% це становить 300 євро за тонну виробленого палива або навіть від 40 до 45 євро за барель (очевидно, це майже вдвічі менше при дуже низькій вартості капіталу).

Додайте до цього вартість вугілля (без нього важко обійтися!), Знаючи, що тонна вугілля дасть близько 2,5 барелів палива (половина вихідної енергії). При 100 доларах за тонну вугілля, що додає 40 доларів (скажімо, від 30 до 35 євро) за барель. З іншого боку, при тонні вугілля в 20 доларів в кінці шахти, необхідно додати "лише" 8 доларів за барель.

Загалом, ця технологія стає в цілому конкурентоспроможною (із пропозицією на міжнародному ринку), без захоплення та захоплення, приблизно в 100 доларів за барель "справжньої" нафти. З внутрішнім вугіллям у 20 доларів за тонну, низькою вартістю капіталу та заводом на шахті (вартість транспортування не передбачена), ви можете знизитися до менш ніж 30 доларів за барель (і менше в амортизованій одиниці), але це не стосується вбудованого блоку!).

Якщо ми додаємо секвестрацію СО2, процес дає лише 2 барелі нафти (додаткова енергія живить уловлювання та секвестрацію), і нам потрібно додати близько 80 доларів для управління цим уловлюванням СО2 за 2 барелі. Тоді енергія, що міститься в тонні вугілля, в кінцевому підсумку:

від 30% до 40% у отриманому паливі,

для 50% "загублених" у процесі зрідження

для 10% до 20% "втрачено" для захоплення.

Отже, на початкову тонну вугілля ми будемо використовувати - тобто спалювати - 600 кг для зрідження та захоплення, що призведе до приблизно 1,5 тонни CO2 під час згоряння. Секвестирування 1,5 тонни СО2 при 50 доларах за тонну секвестрування коштує 80 доларів, отже, поява цієї величини вище, або 40 доларів за вироблений барель.

Врешті-решт, барель синтетичного палива повертається до 150 доларів з “нормальною” вартістю капіталу, поставок на міжнародний ринок і якщо ми хочемо зробити “приблизно чисто” на рівні виробництва (що не усуває паливо викиди при використанні в транспортних засобах). На підлозі шахти це повинно мати можливість знизитися до трохи менше 100 доларів із секвестрацією, але не набагато менше.

Але в останньому випадку вугільні басейни не обов'язково придатні для нагнітання СО2 на місці, оскільки геологічні формації, придатні для цього нагнітання (зокрема глибокі водоносні горизонти), розташовані в осадових зонах, тоді як вугілля не обов'язково. А евакуація СО2 за сотні чи тисячі км від заводу може бути дуже дорогою, коли ви бачите, скільки коштує транспортування газу ....

Яке можливе виробництво ?

Давайте будемо дріб’язковими: якщо ми розглядаємо можливість виробництва CTL, саме для заміни нафти нам важко обійтися. Тож має сенс подивитися, що потрібно для виробництва CTL, що не є смішним порядком порівняно з нашим поточним споживанням нафти. Тож, скажімо, ми хочемо компенсувати 50% світового видобутку нафти, що в даний час становить 4 мільярди тонн на рік, або трохи більше 83 мільйонів барелів на день.

Що стосується інвестицій, то потрібно було б витратити 40 мільйонів разів на 0,1 мільйона євро, або ... 4000 мільярдів євро, не кажучи вже про те, що стосується вилучення СО2, інвестицій в шахти для постачання пристрою, транспортної інфраструктури за течією для транспортування одержуваного палива (оскільки це паливо отримуватиметься в вугільних басейнах, які на даний момент не мають трубопроводів, немає терміналів для танкерів, а також жодної інфраструктури для експорту нафти), що вдвічі або втричі, ймовірно,.

Це і небагато, і багато: зараз нафтогазова галузь витрачає 300 мільярдів доларів на рік на розвідку та видобуток, і тому сума, наведена вище, "лише" становитиме від 20 до 50 років витрат. Ця галузь (менше, якщо вічне і чарівне зростання є). Але з іншого боку, вирівняти 5-10 трильйонів євро або доларів у світі, який, ймовірно, переживе купу економічних злетів і падінь, саме через вузькі місця в енергетиці, може бути не так просто. !

З боку видобутку вугілля, якщо тона дає 2 барелі в "чистому" варіанті (з секвестрацією), це означає, що для виробництва 15 мільярдів барелів на рік (або 40 мільйонів барелів на день) необхідно мати ... 7 мільярди барелів тонн вугілля на рік, що еквівалентно поточному світовому видобутку. Іншими словами, якщо ми збережемо поточні вугільні електростанції, ми повинні подвоїти глобальне виробництво. Легко, чи ні ?