هل يمكن استرداد الأموال الحقيقية المستثمرة في مشروع الميثانول “الأكبر في التاريخ”؟

Thread Content

صناعة الميثانول الصينية على حافة الهاوية، موقع “الأخبار المالية”، المصدر: موقع “الأخبار المالية”， الكاتب: “مارسيان”， عدد المشاهدات: 47411، تاريخ النشر: 29-11-2015 الساعة 16:07:38. يبدو العنوان مثيرًا للجدل بعض الشيء، لكن دعوني أحكي لكم قصة أولاً. يُحكى أن هناك شخصًا يمتلك بضعة أفدنة من الأرض، فزرعها في البداية بالمحاصيل الغذائية، وكان يحصد منها كل عام حوالي ألف كيلوغرام؛ وهذا الكم كان كافيًا لإطعام أسرته مع وجود فائض، فعاش حياة مكتفية ذاتيًا وسعيدة. كان هناك أصدقاء لاحظوا أنه لا يستطيع استهلاك كل الحبوب التي لديه، فنصحوه بأن يمكنه استخدام تلك الحبوب لصنع الخمر؛ فهذا المنتج أفضل بكثير من الماء. 【معلومات أصلية】 السوق الصاعد لم ينته بعد، والفرص متاحة الآن! 【التركيز】 عنوان المنتدى الدولي رفيع المستوى الثاني للصين حول مسار الانخفاض في الانبعاثات قد يبدو مبالغًا فيه، لكن دعوني أحكي لكم قصة أولاً. يُحكى أن هناك شخصًا يمتلك بضعة أفدنة من الأرض، فزرعها في البداية بالمحاصيل الغذائية، وكان يحصد منها كل عام حوالي ألف كيلوغرام؛ وهذا الكم كان كافيًا لإطعام أسرته مع وجود فائض، فعاش حياة مكتفية ذاتيًا وسعيدة. عندما رأى الأصدقاء أنه لا يستطيع استهلاك كل حبوبه، نصحوه بأن يستخدمها في صنع الخمر، فهذا المشروب أفضل بكثير من الماء؛ يمكن شربه أثناء تناول الطعام، وهو منعش ولذيذ، كما أنه يعطي إحساسًا وكأن الشخص يطير في السماء. تأثرت هذه العائلة، فقامت بتحويل كل الحبوب المتبقية لديها إلى خمر. وعند تذوقه، وجدوا أنه مخمر رائع، لذا في السنة التالية قامت العائلة بتحويل المزيد من الحبوب إلى خمر، وعاشوا في سعادة بفضل هذا الخمر الرائع. وأخيرًا، جاء يوم اكتشف فيه أفراد العائلة أن كمية الطعام المتراكمة، والتي كانت كافية لسنة كاملة، لم تعد كافية. واضطروا إلى شرب الخمر وهم جائعون، وهكذا تحول الخمر اللذيذ إلى خمر مرير. ما السبب في ذلك؟ في السابق، مهما تنوعت طرق تناول الحبوب مثل الأرز وكعكة الأرز والدقيق، فإنها كانت في النهاية أرزًا. أما إذا أردنا تحويل الأرز إلى خمر، فإنه يتطلب 3 أرطال من الحبوب للحصول على رطل واحد من الخمر! هل لاحظت أي مشكلة؟ هنا يعمل قانون حفظ الطاقة البسيط، والذي يتجلى في التفاعلات الكيميائية من خلال الالتزام بالقانون الثاني للديناميكا الحرارية. أي تفاعل كيميائي حيوي هو نوع من انتقال الطاقة، وفي الحالة الطبيعية فإن تحول الطاقة له اتجاه معين؛ وإذا أردنا تحويلها في الاتجاه المعاكس، فلا بد من بذل طاقة إضافية، أكثر أو أقل. لذلك، يبرز هنا سؤال حول أي شكل من أشكال الطاقة هو الأفضل. وكما ذُكر سابقًا بالنسبة للحبوب، فبالإضافة إلى استخدامها في صناعة الخمور، يمكن أيضًا تحويلها إلى وقود أحيائي أو مواد وسيطة كيميائية. لكن صناعة الكيماويات الأحيائية تتطلب كميات هائلة من الطاقة الكهربائية، وبالإضافة إلى ارتفاع تكلفة الطاقة، فإن الجانب الاقتصادي يشكل مشكلة أيضًا. وعلاوة على ذلك، فإن التحويل الكبير لهذه المواد لتلبية الاحتياجات الصناعية يشكل تهديدًا لأمن الغذاء البشري. لذلك، بعد الضجة الأولية، بدأ هذا المسار التقني يختفي تدريجيًا. وهل يمر قطاع الميثانول في الصين أيضًا بحالة جنون مشابهة، حيث يتطور بصورة عمياء في بعض تطبيقات الصناعية التي لا ينبغي الدخول فيها؟ ما هو المسار الأمثل لتطوير الميثانول؟ أي من التطبيقات الشائعة للميثانول حاليًا ستُستبدل تدريجيًا بعد سنوات قليلة بمواد كيميائية أخرى أبسط وأقل تكلفة، مما يؤدي إلى اختفائها؟ وخاصةً استنادًا إلى تلك المواد الخام الأحفورية غير المتجددة: النفط، أو الغاز الطبيعي، أو الفحم، فأي من هذه المواد الخام هو الأكثر اقتصادية في إنتاج الميثانول؟ في كثير من الأحيان، قد تؤدي إشارات العرض والطلب في السوق إلى تضليله، فمفهوم التكلفة نسبي ومتغير، خاصة مع تزايد حجم المنشآت الكيميائية الحديثة، حيث يتم التوسع عمدًا في القدرات الإنتاجية لخفض التكلفة الهامشية وزيادة القدرة التنافسية. وعند ظهور منتجات جديدة أكثر تنافسية، فإن الأسواق القديمة تتغير، وهكذا يستمر سوق المواد الكيميائية في التطور باستمرار. هناك العديد من الصناعات التي كانت مزدهرة في الماضي وأصبحت الآن خاملة، لكن لا تزال هناك بعض الصناعات التي تظل نشطة رغم مرور مئات السنين عليها. القاعدة العامة هي أن العمليات التي تتميز بأعلى كفاءة في استخدام الطاقة هي الأكثر قدرة على البقاء، لأن هناك مئات الطرق المختلفة لإنتاج منتج معين. يمكننا مقارنة تكاليف المواد الخام لتقييم مزايا وعيوب كل طريقة، لكن في النهاية، يجب مقارنة كمية الطاقة المستخدمة في كل طريقة، بالإضافة إلى كثافة الطاقة المتبقية في المنتج الناتج، وهذا يحدد بشكل مباشر كفاءة استخدام هذا المنتج في المستقبل. هذه هي القاعدة الأساسية التي يجب اتباعها. في أوروبا وأمريكا، يتم عادةً استخدام وحدة الطاقة الحرارية MMBtu لقياس مستوى كفاءة استخدام نوع معين من مصادر الطاقة. لهذا القول قيمة عملية كبيرة، لأن تعريف وحدة MMBtu هو: كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة رطل واحد من الماء النقي بمقدار 1 درجة فهرنهايت ； يوجد تشبيه مثير للاهتمام في مجال الطاقة، وهو أن معظم طاقة البشرية يتم الحصول عليها من خلال “غلي الماء”. ربما لا يصدق معظم الناس ذلك، لكنه حقيقة في الواقع. وفقًا لبيانات وكالة معلومات الطاقة لعام 2012، يُستخدم 88% من النفط الخام كوقود، بينما يُستخدم حوالي 12% فقط كمواد خام للصناعات الكيميائية، حيث يتحول إلى مواد خام للنسيج والبلاستيك ومواد البناء، بالإضافة إلى مستحضرات التجميل والملابس والهواتف المحمولة والأجهزة الكهربائية والأنابيب والأثاث وغيرها. يمكن العثور على آثار المنتجات البتروكيماوية في أي من الأغراض اليومية التي نستخدمها. ورغم هذا الانتشار الواسع، فإن هذه الصناعة لا تزال تشكل جزءًا صغيرًا فقط من النظام الشامل لاستخدام الطاقة؛ إذ يُستخدم الجزء الأكبر منها لتسخين الماء وإنتاج البخار، أو لتحويله إلى غاز يدفع التوربينات البخارية أو الغازية لتوليد الكهرباء، أو كوقود لتشغيل وسائل النقل. باختصار، تم استغلال هذه الطاقات في البداية من قبل المجتمع البشري في شكل طاقة حرارية. انسوا الطاقة المتجددة؛ فدورها في حياتنا سيظل محدودًا. على سبيل المثال، لا يزال الفحم يُستخدم في توليد حوالي 70% من الكهرباء في بلادي، وفي الولايات المتحدة بلغت نسبة استخدام الطاقة المتجددة عام 2013 حوالي 13% فقط. فيما يتعلق باستخدام الطاقة المتجددة على مستوى العالم، فإن مصادر مثل الطاقة الشمسية والرياح والطاقة المدية التي لا تستخدم فيها التوربينات البخارية/الغازية لتوليد الكهرباء تشكل أيضًا نسبة ضئيلة جدًا. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/c7b774472645cdddc630d3e94e9649d1.jpg
http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/d28f2bbfab7382ea7d01f9bf3e6ed323.jpg
العودة إلى موضوع المقال: الميثانول. وفقًا للمنطق المذكور أعلاه، اخترنا الميثانول كمثال لتحليل كفاءة استخدام الطاقة في التطبيقات المختلفة له، بالإضافة إلى تحليل كثافة الطاقة في المنتجات النهائية. وذلك لمعرفة مكانة الميثانول في نظام استخدام الطاقة في الصين، وما إذا كان ذلك منطقيًا أم لا، وإلى أين ستتجه تطوراته في المستقبل؟ عند مقارنة استخدامات الميثانول في الخارج مع الوضع في بلادنا، يتضح بسهولة أن نسبة تحويل الميثانول إلى فورمالديهايد وخلات الأسيتيك وميثيلامين وغيرها متشابهة إلى حد كبير، كما أن الطلب عليها مستقر نسبيًا. أما الاختلافات الرئيسية فتكمن في الطلب على وقود الميثانول والديميثيل إيثر، بالإضافة إلى الطلب المتزايد مؤخرًا على الأوليفينات في عمليات MTO. وهذه هي العوامل التي تدفع بالطلب على الميثانول إلى النمو بشكل كبير في الصين. لكن، لماذا يوجد هذا الاختلاف؟ http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/2eb70c7b409b2cd25a246cdc8035e4b4.jpg
http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/176819ea37d36e231496c24654d5ebce.jpg
1.1 الديميثيل إيثر: يُعرف الديميثيل إيثر أيضًا باسم الميثيل إيثر، ويُختصر اسمه بـ DME. في الضغط الجوي العادي، يكون عبارة عن غاز عديم اللون أو سائل مضغوط، وله رائحة خفيفة تشبه رائحة الإيثر. الكثافة النسبية (عند 20 درجة مئوية) 0.666، ونقطة الانصهار -141.5 درجة مئوية، ونقطة الغليان -24.9 درجة مئوية. الضغط البخاري عند درجة حرارة الغرفة يقارب 0.5 ميجا باسكال، وهو مشابه للغاز البترولي المسال (LPG). يذوب في الماء وكذلك في الكحول والإيثر والبروبان والكلوروفورم وغيرها من المذيبات العضوية. قابل للاشتعال؛ وعند الاحتراق، يكون لهبه لامعًا بعض الشيء. الحرارة الناتجة عن الاحتراق (في الحالة الغازية) هي 1455 كيلوجول/مول. في درجة الحرارة العادية، يكون DME خاملاً، ولا يتأكسد تلقائيًا، ولا يسبب التآكل أو السرطان، لكنه يمكن أن يتحلل إلى الميثان والإيثان والفورمالديهايد وغيرها تحت تأثير الإشعاع أو التسخين. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/7b2baed1d665f6a791d995f48f220475.jpg يتمتع ثنائي ميثيل الإيثر، باعتباره مادة خام كيميائية أساسية ناشئة، بالعديد من الاستخدامات. وبفضل خصائصه الممتازة من حيث القابلية للضغط والتكثيف والتبخر، يُستخدم الديميثيل إيثر على نطاق دولي في العديد من التطبيقات في الصناعات الكيميائية مثل صناعة الأدوية والمبيدات الزراعية. فالديميثيل إيثر ذو النقاء العالي يمكن أن يحل محل مركبات الفريون كمادة للاستخدام في رذاذات الأيروسولات ومواد التبريد، مما يقلل من التلوث البيئي وتدمير طبقة الأوزون. أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل الطلب على ثنائي ميثيل الإيثر في الصين مختلفًا عنه في الخارج، هو استخدامه كبديل لغاز الوقود المنزلي. نظرًا للرقابة الاحتكارية على أسعار الغاز الطبيعي المسال والبنزين والديزل في الداخل، فإن الشركات الخاصة تعلق آمالًا كبيرة على استخدام الديميثيل إيثر كبديل للوقود. في الواقع، بدأ استخدام الديميثيل إيثر في خلطه مع الديزل في البلاد منذ 10 سنوات، وعلى الرغم من عدم وجود لوائح أو معايير واضحة، إلا أن ارتفاع أسعار الوقود في الماضي جعل استخدام الديميثيل إيثر كبديل للغاز الطبيعي المسال والبنزين والديزل أمرًا مربحًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الديميثيل إيثر كغاز لتعديل مستوى الضغط في شبكات الغاز الطبيعي في المدن، كما يمكن استخدامه في خلط الغاز المسال، ولذلك فإن الطلب على الديميثيل إيثر في الداخل أكبر بكثير منه في الخارج. المشكلة الحالية هي أن تصنيع ثنائي ميثيل الإيثر يتم حاليًا بشكل رئيسي من خلال الغاز الطبيعي أو الفحم أو غاز الأفران، وهناك طريقتان للتصنيع: “الطريقة الواحدة” و“الطريقة المكونة من خطوتين”. لكن في الواقع، فإن التفاعل الأساسي يتطلب أولاً إنتاج الميثانول، ثم يتم تحويل الميثانول إلى ثنائي ميثيل الإيثر عن طريق إزالة الماء منه. يبلغ متوسط استهلاك الطاقة اللازم لتحويل غاز التخليق إلى ميثانول في المرحلة الأولى حوالي 46 جيجا جول/كجم، أما عملية تكوين دايميثيل إيثر من ميثانول فهي تطلق حوالي 744 كيلو جول/كجم من الطاقة. أما حرارة احتراق ميثانول نفسه فهي تبلغ حوالي 19530 كيلو جول/كجم. ومن هنا يتضح أنه، من أجل الحصول على دايميثيل إيثر الذي تبلغ حرارة احتراقه حوالي 36120 كيلو جول/كجم، يجب استهلاك ما يقارب 50 جيجا جول/كجم من الطاقة خلال عملية تحويل ميثانول إلى دايميثيل إيثر. والنتيجة النهائية هي أن الفائدة من هذه العملية ليست كبيرة، مقارنة باستخدام ميثانول كوقود مباشر ； نظرًا لأن قيمة الطاقة في الديميثيل إيثر تبلغ حوالي 2/3 من قيمتها في الـ LPG، فإن استخدامه كبديل للـ LPG في شبكات توزيع الغاز ليس أمرًا مستحبًا. فالـ LPG يُعد مادة خام مهمة في الصناعات الكيميائية، وعلى الرغم من أن كثافة طاقته أعلى بحوالي 2.8 مرة من كثافة طاقة الغاز الطبيعي، إلا أن الغاز الطبيعي أكثر نظافة وصديقًا للبيئة، كما أنه أسهل في الاستخدام. لذلك، سيظل الغاز الطبيعي هو المادة الرئيسية في سوق الغاز في المستقبل، وبالتالي لا يوجد سوق كبير للديميثيل إيثر في هذا المجال. إذا لم يتمكن الديميثيل إيثر من تحقيق مكانة في سوق بدائل الوقود، بل وحتى إذا تم استبداله بمواد أخرى، فإن نسبة الطلب عليه ستنخفض في المستقبل ضمن قطاعات استخدام الميثانول. وهذا اتجاه واضح يمكن ملاحظته. 1.2 وقود الميثانول: يوجد في الصين طريقتان لاستخدام الميثانول كوقود؛ الأولى هي خلطه مع البنزين لإنتاج أنواع مثل M15 وM30 وM85 وM100، والتي تباع في محطات الوقود العادية. أما الطريقة الثانية فهي عملية تحويل الميثانول إلى بنزين مباشرةً (عملية MTG)، وهذه الطريقة بدأت تحظى بتوقعات أكبر من السوق مؤخرًا مع ازدهار صناعة الكيماويات القائمة على الفحم. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/21a7c30bc2a3532cfa3abfac21e67cc1.jpg في الواقع، ووفقًا لبيانات وكالة معلومات الطاقة، فإن كثافة الطاقة في الميثانول تعادل نصف كثافة الطاقة في البنزين؛ وهي أقل من كثافة الطاقة في الإيثانول أو الغاز الطبيعي. الفائدة من ذلك هي زيادة نسبة الأكسجين وحدوث احتراق نظيف، أما العيوب فهي السمية العالية وسهولة التآكل. 1.2.1 خليط الميثانول مع البنزين: يُعتبر خليط الميثانول مع البنزين حاليًا مصدر طاقة بديلاً في البلاد. في عام 2012، أصدرت وزارة الصناعة قرارًا بتجربة هذا الخليط في مناطق مثل شانشي وشنشي وشنغهاي، لكنه لم يلقَ استحسانًا في تلك المناطق. من الناحية الاقتصادية، كلما زادت نسبة خلط الميثانول كان ذلك أكثر جاذبية، والأفضل هو M100. المشكلة هي أن أكبر تحدٍ في خلط الميثانول مع البنزين يكمن في أن المواد الناتجة عن الاحتراق مثل الفورمالديهايد وحمض الفورميك تسبب تآكلًا وتلفًا شديدًا للمحرك، وحتى استخدام مواد مضادة للتآكل باهظة الثمن لا يؤدي إلى نتائج فعالة. أظهرت دراسة أجرتها شركة فورد الأمريكية أن استخدام وقود الديزل المحتوي على الميثانول يؤدي إلى ارتفاع نسبة الحديد في زيت التشحيم بمقدار 5.2 مرات مقارنة باستخدام البنزين الخالي من الرصاص. كما أن التآكل الذي يحدث في المحرك يتمثل بشكل رئيسي في تآكل حلقات المكبس وجدران الأسطوانات. بالإضافة إلى ذلك، فإن الطاقة الحرارية اللازمة لتبخر الميثانول كبيرة، مما يؤدي إلى سوء التبخر وتسربه إلى جدران الأسطوانات، مما يؤدي إلى تخفيف زيت التشحيم وتكوّن مادة كاوية تسبب تآكل أجزاء المحرك. كما أظهرت نتائج دراسة RIPP أن وقود الميثانول يسبب تآكل طبقة الرصاص والقصدير في خزانات الوقود في السيارات، وبفضل خاصية الميثانول المحبة للماء، فإنه يحدث انفصال في الطورات بسهولة في وجود كمية صغيرة من الماء، مما يؤثر على عملية التخزين وعلى أداء السيارة بشكل طبيعي. وعلاوة على ذلك، فإن الميثانول يُعد سمًا عصبيًا نموذجيًا، يمكن أن يتم امتصاصه عبر الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي والجلد، مما يؤدي إلى تلف الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي والرؤية، كما أن له تأثيرًا كبيرًا على الجهاز العصبي والجهاز الدموي في الجسم. بدأ تطوير واستخدام البنزين المحتوي على الميثانول في الخارج خلال أزمة النفط الثانية في سبعينيات القرن الماضي، ومن منظور البحث عن مصادر طاقة بديلة، قامت دول مثل ألمانيا والولايات المتحدة واليابان بتطوير وقود الميثانول والتقنيات المرتبطة به لاستخدامه في السيارات. منذ سبعينيات القرن الماضي، ركزت الولايات المتحدة على تطوير سيارات تعمل بوقود الميثانول مثل طراز M85 وM100. لكن وفقًا للإحصائيات، فإن عدد السيارات التي تعمل بوقود الميثانول في الولايات المتحدة قد انخفض بعد عام 1998، ويرجع ذلك إلى أسباب متعددة. تتمثل عيوب استخدام الميثانول كوقود للسيارات، وخاصة سميته، في أنه لا يحظى بشعبية في الأسواق الأمريكية التي تولي اهتمامًا كبيرًا للصحة والسلامة وجودة الحياة. كما أن الوقود البديل مثل الغاز الطبيعي المسال والكهرباء أكثر أمانًا وصديقًا للبيئة، مما أدى إلى تراجع استخدام الميثانول كوقود بديل تدريجيًا. علاوة على ذلك، تصر شركات تصنيع السيارات في الولايات المتحدة واليابان على معارضة خلط الميثانول مع البنزين؛ ففي المعيار الأمريكي للبنزين الخالي من الرصاص ASTM 4814، يُشترط ألا تتجاوز نسبة الميثانول 0.3% حجميًا كحد أقصى. في “مواصفات الوقود العالمية” التي أصدرتها منظمة مصنعي السيارات العالمية بشكل مشترك في ديسمبر 1998، ورد أن “استخدام الميثانول غير مسموح به”. حتى في أوروبا، وعلى الرغم من أن لوائح 85/536/EEC تسمح بوجود نسبة تصل إلى 3% من الميثانول في البنزين، إلا أن الإحصائيات تُظهر أن النسبة الفعلية للميثانول المضاف إلى الوقود تكون أقل من 0.1-0.5%. نظرًا لأن التقنيات الحالية لا تستطيع حل مشكلة تآكل المعادن الناتجة عن استخدام وقود الميثانول، فقد أوضحت شركات صناعة السيارات مثل جنرال موتورز وفورد في كتيبات التعليمات الخاصة بها أن الأضرار التي قد تلحق بالسيارات التي تعمل بوقود الميثانول لا تُعتبر ضمن نطاق الضمان. يتم تنفيذ تجارب خلط الميثانول في بعض المناطق داخل البلاد، والسبب الرئيسي لذلك هو ضغوط أسعار النفط المرتفعة خلال السنوات القليلة الماضية، خاصةً أن بعض مناطق إنتاج الفحم تمتلك كميات كبيرة من الميثانول، مما يدفعها إلى الترويج له في السوق. نظراً لتحليل التجارب الخارجية المذكورة أعلاه، من غير المرجح أن توافق وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات على توسيع نطاق التجارب التجريبية في السنوات القادمة، كما قد يظل معدل خلط الميثانول ضمن النطاق الحالي الذي يتراوح بين 15% و85%. وبناءً على ذلك، فإن الكمية الإجمالية للميثانول في السوق التجريبي لن تزداد أبداً، بل من المرجح أن تنخفض تدريجياً مع توسع استخدام الغاز الطبيعي. 1.2.2 تقنية تحويل الميثانول إلى بنزين MTGMTG، طورت مع نمو صناعة الكيماويات القائمة على الفحم في السنوات الأخيرة، ومن الناحية التقنية، فإنها تعتبر طريقة ناضجة إلى حد كبير. إذا تم التمييز بدقة حسب نوع الفحم، فهناك في الواقع نوعان: النوع الأول هو تحويل الفحم مباشرة إلى وقود الديزل والبنزين، ويعتمد هذا الإجراء على عملية التخليق الفيتو للغازات السينثتيتية. يتطلب هذا الإجراء جودة عالية للفحم، حيث يجب ألا تزيد نسبة الرماد في الفحم عن 5%، كما يجب أن يكون الفحم نشطًا وقابلًا للطحن، وكلما كانت نسبة العناصر الغريبة مثل الكبريت والنيتروجين أقل، كان ذلك أفضل. بالإضافة إلى ذلك، فإن استهلاك الطاقة في هذه العملية مرتفع، وهو ما يحد من استخدامها في الداخل ； الطريقة الأخرى هي السيانيدة غير المباشرة، حيث يتم أولاً تحويل الفحم أو الغاز الطبيعي إلى ميثانول، ثم تحويله إلى بنزين. هذه العملية لا تتطلب جودة عالية من الفحم، كما يمكن تنفيذها على نطاقات مختلفة، بل وحتى في المناطق الساحلية البعيدة عن مناطق إنتاج الفحم، طالما أنه يمكن الحصول على الميثانول المستورد. لذلك، فإن هذه الطريقة تحظى بشعبية كبيرة في الداخل. تتم عملية تفاعل MTG أولاً عن طريق تجفيف الميثانول لإنتاج الديميثيل إيثر، ثم يتحول الميثانول والديميثيل إيثر والماء معًا تحت تأثير العامل المحفز إلى هيدروكربونات أليفة خفيفة (C2~C4)، وبعد ذلك يتم إجراء تفاعلات إضافية لإنتاج هيدروكربونات ذات سلاسل أطول، بالإضافة إلى مزيج من البارافينات والإيزوبارافينات والهيدروكربونات الأروماتية والنافثة. بشكل عام، فإن استهلاك الخام لكل طن يبلغ 2.5 طن من الميثانول لكل طن من البنزين، والطاقة المنبعثة أثناء العملية تبلغ 1.74 ميجا جول لكل كيلوغرام، أما الطاقة المطلوبة من الخارج فهي حوالي 360 كيلو جول لكل مول. وفي الواقع، نظرًا لأن كثافة الطاقة في الميثانول تعادل نصف كثافة الطاقة في البنزين، فإن الطاقة المستخدمة في الحصول على البنزين تعادل 16 ضعف كمية الطاقة المستخدمة في الميثانول. إذا أخذنا في الاعتبار أن وقود MTG يحتوي أيضًا على نسبة عالية من التتراميثيلين، فإن تقليل هذه النسبة يتطلب عملية هيدروجينة لتحسين جودة الوقود، مما سيؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة. لذلك، من ناحية كفاءة الطاقة، يظل MTG غير اقتصادي، ومن الناحية النظرية يجب النظر في تحويله إلى وقود بنزين كبديل فقط عندما ترتفع أسعار النفط ويكون هناك فائض من الميثانول. 1.3 تقنية تحويل الميثانول إلى الأوليفينات، وهي MTOMTO، تطورت أيضًا مع نمو صناعة الكيماويات القائمة على الفحم في السنوات الأخيرة، تمامًا مثل تقنية MTG. **مع بدء تشغيل مشاريع شينهوا باوتوو MTO ونينغمي MTP وداتانغ دولون MTP تباعًا، لم تستطع المناطق المختلفة مقاومة إغراء الأرباح الضخمة التي يحققها البوليمرات في ظل ارتفاع أسعار النفط، فبدأت العديد من المناطق في إنشاء مثل هذه المنشآت. بل إن بعض المناطق التي ليست قواعد لإنتاج الفحم تستورد الميثانول لإنشاء مصانع MTO، وكلها في انتظار صدور تقرير التقييم الخاص بالمشاريع التجريبية الثلاثة الأولى. لكن حتى الآن، لم يتم نشر هذا التقرير الختامي علنًا، إلا أن هناك إشارة قد ظهرت، وهي **بدء تشديد شروط الدخول ذات الصلة ورفع الحدود المطلوبة**. على سبيل المثال، وفقًا لمتطلبات مؤشرات مشاريع الكيماويات الفحمية الحديثة في خطة التنمية الخمسية الثانية عشرة، يجب ألا تقل كفاءة تحويل الطاقة عن 40%، وألا يتجاوز استهلاك الفحم لإنتاج طن واحد من الأوليفينات 5.3 طنًا (محولة إلى فحم قياسي)، وألا يتجاوز استهلاك المياه النقية لإنتاج طن واحد من الفحم القياسي 4 أطنان ； إذا تم الوصول إلى مستوى متقدم، فيجب أن تكون كفاءة تحويل الطاقة لا تقل عن 44%، وألا يزيد استهلاك الفحم لإنتاج طن واحد من المونومرات عن 5 أطنان (محسوبة بالفحم القياسي)، كما يجب ألا يزيد استهلاك المياه النقية لإنتاج طن واحد من الفحم القياسي عن 3 أطنان. لا أعرف ما هو مستوى شينهوا؛ يفترض أنه لم يصل بعد إلى المستوى المتقدم، وإلا لكان قد تم الإعلان عن ذلك. لكن كفاءة التحويل في توليد الطاقة الحرارية من حرق الفحم في العصر الحديث تبلغ حوالي 40-45%، ويُقال إن تقنية IGCC يمكن أن تحقق كفاءة أعلى تصل إلى حوالي 50%. لذلك **يجب أن تكون كفاءة تحويل الطاقة في صناعات الكيماويات الناتجة عن الفحم مماثلة على الأقل لكفاءة توليد الطاقة الحرارية**. فلنرى إذا كان الأمر كذلك أم لا؟ باستخدام عملية CTO الأكثر شيوعًا حاليًا، ينقسم الإجراء بأكمله إلى ثلاث مراحل: تحويل الغاز إلى غاز مركب (000968، منتدى الأسهم)، وتحويل الغاز المركب إلى الميثانول، وأخيرًا تحويل الميثانول إلى الأوليفينات، أي عملية MTO. بشكل عام، وبناءً على المستوى التقني السائد حالياً، فإن نسبة تحويل الفحم إلى ميثانول تبلغ حوالي 2.7:1، ثم تكون نسبة تحويل الميثانول إلى أوليفينات حوالي 3:1. قيمة الاحتراق للفحم القياسي تبلغ 29306 كيلوجول/كجم، بينما تبلغ قيمتها للميثانول 19530 كيلوجول/كجم، أما بالنسبة للبولي إيثيلين فهي تقارب 40000 كيلوجول/كجم، وهو ما يعادل قيمة الوقود. بناءً على تحليل وحدة إنتاج الأوليفينات بطاقة 600 ألف طن/سنة، فإن كفاءة تحويل الطاقة تبلغ حوالي 45% في المرحلة الأولى، وحوالي 70-80% في المرحلة الثانية، بينما تبلغ في العملية بأكملها نحو 30%. لذلك، من حيث الكفاءة وحدها، تُعد عمليتا CTO/MTO عمليتين ذات استهلاك طاقة مرتفع ومعدل تحويل طاقة منخفض. إلا أنه إذا قمنا بمقارنة كثافة الطاقة الموجودة في المنتج النهائي، فسنجد فروقاً؛ فالبوليأوليفينات ليست مخصصة للاحتراق لتوليد الكهرباء، ولا لإضافتها إلى البنزين لتشغيل السيارات، بل وظيفتها الرئيسية هي تصنيع مختلف المنتجات التي تُستخدم في شتى جوانب الحياة البشرية. أحد أهم الاختلافات بين إنتاج المواد الكيميائية وإنتاج الطاقة هو أن الإنتروبيا الحرارية في إنتاج الطاقة تُحرق في النهاية لإطلاق الطاقة، بينما يظل معظم الإنتروبيا الحرارية في المنتجات النهائية للصناعات الكيميائية داخل هذه المنتجات. من هذا المنظور، طالما يتم السعي قدر الإمكان إلى إعادة استخدام الموارد في عمليات الإنتاج الكيميائي، فإنه من الممكن الحفاظ على الطاقة، رغم أن معدل تحويل الطاقة خلال دورة حياة المنتج ليس مرتفعًا. وحتى لو كان هناك فقدان لـ 20 إلى 30% من الطاقة في كل عملية، فإن ذلك أفضل بكثير من حرق المواد لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء، ثم محاولة إعادة تحويلها إلى الهيدروكربونات مرة أخرى، وهو أمر صعب للغاية. وبما أن كثافة الطاقة لدى المواد الكيميائية ليست منخفضة، وأن دورة حياتها الطاقية أطول مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى مثل البنزين، فإن تحليل آفاق تقنية MTO لا يبدو أنه يمكن رفضه ببساطة. لكن هناك عاملان رئيسيان يقيدان تطور هذه التقنية: المنافسة من تقنيات إنتاج الميثانول من الغاز الطبيعي ثم تحويله إلى أوليفينات، بالإضافة إلى حجم الطلب الفعلي في السوق المحلية على البوليأوليفينات عند الحديث عن الطلب على البوليأوليفينات، فإن الاعتبار الرئيسي هو القاعدة السكانية الضخمة في الصين. وغالبًا ما يستشهد الكثير من المتخصصين في المجال بالجدول التالي لإثبات أن سوق البوليأوليفينات المحلي لا يزال يمتلك إمكانات نمو كبيرة. لكن هل هذا صحيح حقًا؟ في النهاية، لا تعتبر البوليمرات المشتقة من الأوليفينات موادًا استراتيجية، وليس من الضروري بالنسبة للصين أن تقوم بتوسيع مصانع إنتاج الإيثيلين بشكل كبير من أجل تحقيق الاكتفاء الذاتي التام بها، خاصة مع الواقع الطاقي الراهن. كما أن استيراد منتجات الأوليفينات ذات الأسعار المنخفضة من الخارج خيار جيد، فهو يساعد في تخفيف الضغوط على إمدادات الطاقة المحلية ويقلل من التلوث ； علاوة على ذلك، فإن استهلاك البولي أوليفينات في الداخل قد اقترب أيضًا من المتوسط العالمي. من غير الواقعي توقع أن يصل مستوى استهلاك البوليمرات للفرد في الصين إلى مستوى الولايات المتحدة، ويتضح ذلك من الرسمين البيانيين التاليين؛ فعلى الأرجح ستتمكن الصين خلال فترة طويلة من المستقبل من خفض استهلاك الطاقة لكل وحدة من الناتج المحلي الإجمالي ليصبح مماثلاً للمستوى في الدول المتقدمة، لكن الفجوة في الناتج المحلي الإجمالي للفرد ستظل دون تغيير أساسي، أي أن الطلب على المنتجات الكيماوية للفرد لن يصل إلى مستوى الدول المتقدمة، بل سيصل في أحسن الأحوال إلى المتوسط العالمي. باختصار، فإن إمكانيات نمو سوق البولي أوليفينات ليست كبيرة كما كان يُعتقد! ١. اختيار المواد الخام الأولية لإنتاج الميثانول: من حيث مسارات التفاعلات الكيميائية، فإن إنتاج الميثانول يتم أساسًا من الغاز الاصطناعي (ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والهيدروجين) أو من الميثان (CH4). النوع الأول يُستخرج بشكل أساسي من معالجة الفحم، بينما يأتي النوع الثاني من الغاز الطبيعي أو الغاز الصخري. لقد قدمت العديد من المقالات استنتاجات حول ما هو الأفضل من حيث التكلفة وغيرها، لكننا هنا سنتناول الأمر من منظور كفاءة استخدام الطاقة. يتم إنتاج الميثانول من الفحم عن طريق تحويله إلى غاز المياه في فرن التغويز، ثم يتم تعديل نسبة الهيدروجين إلى الكربون في فرن التحويل، وبعد ذلك يتم استخدام هذا الخليط في برج التخليق لإنتاج الميثانول ； أما تحويل الغاز الطبيعي إلى ميثانول، فيتم ذلك عن طريق تحويل غاز CH4 في فرن التحويل إلى غاز تخليقي، ثم يتم استخدام هذا الغاز في برج التخليق لإنتاج الميثانول. لذلك، سواء كان الأمر يتعلق بغاز الفحم، أو غاز التحويل الكيميائي للفحم، أو غاز الأفران الكوكية، أو الغاز الطبيعي، فإن العملية في جوهرها تتمثل في تحويل الغازات التي تحتوي على CO2 وH2O وCO وH2 إلى ميثانول. الفرق الوحيد يكمن في تعديل نسبة الهيدروجين إلى الكربون قبل دخول الغازات إلى فرن التحويل. من الناحية النظرية، يحتاج إنتاج طن واحد من الميثانول إلى طاقة لا تقل عن 23 جيجا جول، بينما يحتاج إنتاج الميثانول من الغاز الطبيعي إلى طاقة تتراوح بين 29 و31 جيجا جول. أما إنتاج الميثانول من الفحم، فلا حاجة فيه إلى تعديل مستمر لنسبة الهيدروجين إلى الكربون، لذلك فإن استهلاك الطاقة في هذه الحالة أقل قليلاً مقارنة بالغاز الطبيعي، ويتراوح بين 28 و29 جيجا جول. وبالتالي، فإن الفرق بين الطريقتين ضئيل. نظراً لندرة موارد الغاز الطبيعي في بلادنا، والحاجة إلى استيراد كميات كبيرة منه في المستقبل، وبما أن الغاز الطبيعي يُعتبر وقوداً نظيفاً يُستخدم بشكل أساسي كوقود في المدن، فقد أصدرت لجنة التنمية والإصلاح في أغسطس 2007 “سياسة استخدام الغاز الطبيعي”، والتي تحظر استخدام الغاز الطبيعي في إنتاج الميثانول، كما تقيد استخدامه في إنتاج الأمونيا الاصطناعية والأسيتيلين وكلوروميثان وغيرها. تأتي متغيرات الغاز الطبيعي من الخارج. نظرًا لوفرة الغاز الطبيعي في الشرق الأوسط وأمريكا الشمالية، بالإضافة إلى صعوبة نقله، فإن الفكرة المنطقية هي تحويل الغاز الطبيعي إلى مواد كيميائية سائلة أو صلبة أخرى؛ حيث يتطلب ذلك طاقة قليلة، لكن كثافة الطاقة في المنتجات الناتجة مرتفعة، مما يسمح بنقلها على مسافات طويلة. وفي ظل المستوى التقني الحالي، يعتبر الميثانول أفضل خيار. بالطبع، لا تزال الولايات المتحدة تستكشف إمكانية أن يؤدي تحويل غاز الميثان مباشرة إلى أوليفينات، دون المرور بمرحلة تحلله إلى غاز التخليق ثم تحويله إلى الميثانول، إلى ثورة أخرى في صناعة الكيماويات! لأن تقليل خطوات التفاعل يعني تقليل فقدان الطاقة، وبما أن كثافة الطاقة في البولي إيثيلين تزيد عن كثافة الطاقة في الميثانول بمقدار ضعفين، بالإضافة إلى أنه مادة صلبة أكثر ملاءمة للنقل، فإن ما سيتم استيراده من الخارج عبر البحار في المستقبل لن يكون الميثانول بل أنواع مختلفة من البولي إيثيلين! في الآونة الأخيرة، ظهرت بوادر على ذلك؛ حيث أقامت شركة سيلوريا، وهي شركة هندسية وتكنولوجية صغيرة في الولايات المتحدة، احتفالاً كبيراً ببدء تشغيل مصنعها التجريبي في تكساس، لتصبح بذلك أول شركة في العالم تنجح في تحويل الغاز الطبيعي إلى إيثيلين على نطاق صناعي واسع. وعلاوة على ذلك، تمت دعوة كبار مسؤولي شركة سيلوريا لمناقشة قضايا السياسة الطاقوية المستقبلية في الولايات المتحدة مع وزارة الطاقة الأمريكية. وقد أدركت الولايات المتحدة القيمة الاستراتيجية لهذا المسار الجديد بالنسبة لقطاعي الطاقة والتصنيع لديها، وهي الآن تدرس وضع سياسات لتعزيز تطور هذه الصناعة. وفقًا لبيانات وكالة الطاقة الدولية لعام 2012، فإن الطلب على الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة يتركز بشكل أساسي على توليد الكهرباء والتدفئة؛ حيث يمثل ذلك 77% من إجمالي استهلاك الطاقة، بما يعادل حوالي 21,339,716 تيراجول. أما الاستخدامات الصناعية فتمثل 17% فقط من إجمالي الاستهلاك، ويشمل ذلك احتياجات التسخين خلال عمليات الإنتاج، ولكن ليس كل هذا يُستخدم في التحويل الكيميائي لإنتاج مواد كيميائية أخرى. إذا تم تحليل التغيرات في استخدامات صناعة الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة خلال السنوات القليلة الماضية، فإن بيانات وكالة EIA تُظهر أن هذا الاتجاه ليس واضحًا، مما يدل على أن الموقف تجاه استخدام الميثان في الولايات المتحدة لا يزال حذرًا للغاية؛ حيث يُستخدم الميثان بشكل أساسي في توليد الطاقة والحصول على الحرارة، وليس في إنتاج الميثانول، ثم تحويله إلى بوليمرات عبر تقنية MTO، رغم وجود موارد كبيرة من الغاز الطبيعي المستخرج من الصخور الطينية في الولايات المتحدة. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/81afec1fe9a667e1f66e4c03f6362b13.jpg http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/4dbdd83d06d3ccfa22af45f0c89f5a99.jpg 3. الخلاصة وبناءً على ما سبق، فإن معظم الطلبات النهائية على الميثانول على مستوى العالم تظل مستقرة إلى حد كبير، ومعدل النمو يبقى في الغالب أقل من رقم واحد، وهو ما لا يكفي لدعم النمو السريع للطاقة الإنتاجية الجديدة الضخمة للميثانول في المستقبل ； إن وضع الآمال على تحقيق اختراق في استخدام الميثانول كبديل للوقود، وبالتالي تغيير هيكل الطاقة في الصين، أمر غير واقعي وغير قابل للتطبيق. حالياً، يبدو أن CTO/MTO هما الوحيدان اللذان لا يزال لديهما بعض الحيوية، لكن الوضع لا يزال غير مضمون. يقول أحد كتب فنون الحرب الصينية القديمة: "حاصر الثلاثة واترك واحدًا". فقبل أن يجد هؤلاء الأثرياء وسيلة أفضل لنقل الطاقة، يحتاجون إلى السوق الصينية الضخمة لاستيعاب فائض الغاز الطبيعي؛ وتصدير الميثانول هو ذلك "الواحد" المتبقي. كما أنهم نادرًا ما يقومون ببناء أو توسيع مصانع تحويل الغاز إلى ميثانول في بلادهم. ومن الواضح أنهم واثقون من قدرتهم على إيجاد طرق أفضل لتصدير الميثان بخلاف استخدام الغاز الطبيعي المسال والميثانول؛ ومن بين هذه الطرق، إنتاج الإيثيلين مباشرةً من الميثان في المستقبل. بحلول ذلك الوقت، بعد أن يفقد الميثانول بريقه كجسر بين مصادر الطاقة والصناعات الكيميائية، كم من فرص التضخم المتخيل تبقى؟ حتى الآن، لا يزال من غير المعروف ما إذا كان بالإمكان استرداد الأموال الحقيقية التي تم استثمارها في المشاريع المصنفة بـ"الأكبر في التاريخ" أم لا. لذلك، في سوق مديري التكنولوجيا/مديري العمليات الذي يبدو مزدهرًا حاليًا، يجب فعلاً أن يخرج شخص ما ليُبرّد هذا الحماس: صناعة الميثانول في الصين وصلت بالفعل إلى حافة الهاوية! المراجع:
1. جيانغ يونفنغ، دينغ شوبينغ – تحليل الجوانب التقنية والاقتصادية لاستخدام الميثانول في إنتاج البنزين، مجلة التقدم الكيميائي، 2010، العدد 29.
2. هوانغ تشينغ، لو لايتاو – الوضع الحالي لعمليات تصنيع الميثانول والديميثيل إيثر وتحليلها من الناحية الاقتصادية، مجلة تقنيات الفحم النظيف، 2006، العدد 12، الصفحة 4.
3. وانغ يينغ، رن شيشوان وآخرون – تحليل استهلاك الطاقة في إنتاج الميثانول من الغاز الطبيعي، مجلة الهندسة الكيميائية التطبيقية، 2003، العدد 32، الصفحة 3.
4. تانغ هونغتشينغ – هناك حاجة إلى تحسين عمليات إنتاج الأوليفينات من الفحم، مجلة تحسين تقنيات الأسمدة النيتروجينية، 2011، العدد 4.
5. أليجولي أمير نظمي أفشار – الخصائص الكيميائية للميثانول، 2011.
【إخلاء المسؤولية】 هذا المقال يعبر فقط عن وجهة نظر المؤلف، ولا علاقة له بموقعنا الإلكتروني. يحافظ هذا الموقع على حياده تجاه البيانات والآراء الواردة فيه، ولا يقدم أي ضمان، سواء كان صريحًا أو ضمنيًا، بشأن دقة أو موثوقية أو اكتمال المحتوى المضمن. يرجى من القراء اعتبار ذلك مجرد مرجع، ويتحملون كامل المسؤولية عن أنفسهم.