آیا پول واقعی سرمایه‌گذاری شده در بزرگترین پروژه متانول تاریخ قابل بازپس‌گیری است؟

Thread Content

صنعت متانول چین در مرز پرتگاه؛ وب‌سایت خبرهای اقتصادی. منبع: وب‌سایت خبرهای اقتصادی؛ نویسنده: فرد سیاره‌ای؛ تعداد بازدیدها: ۴۷٬۴۱۱؛ تاریخ انتشار: ۲۹-۱۱-۲۰۱۵، ساعت ۱۶:۰۷:۳۸. عنوان مطلب کمی تحریک‌کننده به نظر می‌رسد، اما اجازه دهید ابتدا داستانی برایتان تعریف کنم. می‌گویند مردی چند هکتار زمین داشت؛ در ابتدا تمام آن را برای کشت غلات استفاده کرد و هر سال حدود هزار کیلوگرم محصول به دست می‌آورد. علاوه بر تأمین نیازهای خانواده، مقداری نیز برای فروش باقی می‌ماند؛ زندگی‌اش خودکفا و شاد بود. یکی از دوستانش، وقتی دید که غلاتش تمام نمی‌شود، به او پیشنهاد داد که بتواند از آن غلات شراب درست کند؛ چون این محصول خیلی بهتر از آب است. 【خبر اصلی】 رونق بازار هنوز تمام نشده؛ فرصت‌ها در حال حاضر وجود دارد! 【تمرکز】عنوان دومین فوروم بین‌المللی رهبران «مسیر کم‌کربن چین» کمی تحریک‌آمیز به نظر می‌رسد، اما اجازه دهید اول داستانی برایتان تعریف کنم. می‌گویند مردی چند هکتار زمین داشت؛ در ابتدا تمام آن را برای کشت غلات استفاده کرد و هر سال حدود هزار کیلوگرم محصول به دست می‌آورد. علاوه بر تأمین نیازهای خانواده، مقداری نیز برای فروش باقی می‌ماند؛ زندگی‌اش خودکفا و شاد بود. یکی از دوستانش، وقتی دید که غلاتش تمام نمی‌شود، به او پیشنهاد داد که بتواند از آن‌ها شراب درست کند؛ چون این نوشیدنی خیلی بهتر از آب است. می‌توان در هنگام غذاخوردن کمی از آن نوشید؛ این کار باعث می‌شود احساس تازگی و خوشایندی داشته باشیم، و حتی احساس سفر در میان ابرها را نیز داشته باشیم. خانواده متأثر شدند و تمام غلات باقی‌مانده در خانه را به شراب تبدیل کردند. پس از چشیدن آن، واقعاً به آن معتاد شدند؛ بنابراین سال بعد، این خانواده مقدار بیشتری غلات را برای تهیه شراب استفاده کردند و در لذت نوشیدنی‌های شیرین و گران‌بها غرق شدند. سرانجام روزی، این خانواده متوجه شدند که ذخایر غذایی‌شان که قبلاً مانند تپه‌هایی بود و در یک سال هم تمام نمی‌شد، دیگر کافی نیست؛ آن‌ها مجبور بودند با گرسنگی شراب بنوشند، و در نتیجه شراب نیز به نوشیدنی تلخی تبدیل شد. چه چیزی باعث آن شده است؟ در واقع، قبلاً هرچقدر هم که غلات مختلفی مانند برنج، نان برنجی، آرد برنج و غیره را مصرف می‌کردیم، در نهایت همه آن‌ها برنج بودند؛ اما برای تبدیل برنج به شراب، برای تهیه ۱ پوند شراب، نیاز به ۳ پوند غلات وجود داشت! متوجه مشکلی شدید؟ این همان عملکرد قانون ساده حفظ انرژی است که در واقع در واکنش‌های شیمیایی، از طریق رعایت قانون دوم ترمودینامیک نمود پیدا می‌کند. هر واکنش بیوشیمیایی نوعی انتقال انرژی است و در شرایط طبیعی، تبدیل انرژی دارای جهت مشخصی است؛ بنابراین برای تبدیل انرژی در جهت مخالف، لازم است انرژی اضافی، کم یا زیاد، صرف شود. از این رو، سؤالی درباره اینکه کدام شکل انرژی بهترین است، وجود دارد. همانند غلاتی که در بالا ذکر شد، علاوه بر تولید الکل، می‌توان آن‌ها را به سوخت‌های زیستی یا واسطه‌های شیمیایی تبدیل کرد. معمولاً فرآیندهای بیوشیمیایی نیازمند مصرف انرژی زیادی هستند؛ علاوه بر مصرف بالای انرژی، جنبه اقتصادی آن‌ها نیز مشکل‌ساز است. به‌ویژه، تبدیل حجم زیادی از این مواد برای تأمین نیازهای صنعتی، امنیت غذایی بشر را نیز تهدید می‌کند. بنابراین، پس از هیاهوهای اولیه، این روش‌های تولیدی به تدریج از بین رفتند. آیا صنعت متانول در چین نیز با همین دیوانگی روبرو است و به طور ناعادلانه در حال توسعه کاربردهایی در بخش‌هایی است که نباید وارد آن‌ها شود؟ مسیر بهتر برای توسعه متانول چیست؟ کدام کاربردهای پرطرفدار فعلی متانول، در چند سال آینده جای خود را به مواد شیمیایی ساده‌تر و ارزان‌تر خواهند داد و به تدریج از بین خواهند رفت؟ به‌ویژه با توجه به آن مواد خام فسیلی غیرقابل تجدید مانند نفت، گاز طبیعی یا زغال‌سنگ، کدام ماده خام برای تولید متانول اقتصادی‌تر است؟ در بسیاری از مواقع، سیگنال‌های عرضه و تقاضا در بازار ممکن است باعث گمراهی آن شوند؛ مفهوم هزینه نیز نسبی و در حال تغییر است. به‌ویژه با بزرگ‌تر شدن تأسیسات صنعتی مدرن، تلاش می‌شود تا ظرفیت تولید را از طریق افزایش مقیاس افزایش داد تا هزینه‌های حاشیه‌ای کاهش یافته و رقابت‌پذیری افزایش یابد. هنگامی که محصولات جدید و رقابتی‌تری وجود پیدا می‌کنند، بازارهای قدیمی از بین می‌روند؛ بازار کلی مواد شیمیایی نیز به همین ترتیب، از طریق جایگزینی محصولات قدیمی با محصولات جدید، در حال توسعه است. بسیاری از صنایعی که در گذشته رونق داشتند، اکنون در سکون فرو رفته‌اند؛ اما هنوز هم برخی فرآیندها، با وجود گذشت صدها سال، همچنان پویا هستند. قانون کلی موجود این است که تنها آن فرآیندهایی که مطابق با بهترین استانداردهای کارایی انرژی هستند، پویاتر خواهند بود؛ زیرا واکنش‌های شیمیایی برای تولید یک محصول مشخص می‌تواند صدها نوع باشد. ما می‌توانیم هزینه‌های مواد اولیه را در هر لحظه مقایسه کنیم تا بتوانیم کارایی مسیرهای مختلف واکنش را ارزیابی کنیم؛ اما در نهایت، مهم‌ترین معیار، میزان انرژی مصرفی در آن مسیر وچگالی انرژی باقی‌مانده در محصول تولید شده است. این موارد مستقیماً بر کارایی استفاده از آن محصول در مراحل بعدی تأثیر می‌گذارند؛ این همان منطق اساسی است. در اروپا و آمریکا، معمولاً از واحد انرژی MMBtu برای سنجش میزان کارایی استفاده از یک نوع انرژی استفاده می‌شود. این ادعا ارزش کاربردی بسیار زیادی دارد، زیرا تعریف MMBtu این است: مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای ۱ پوند آب خالص به میزان ۱ درجه فارنهایت ； در زمینه انرژی، تشبیه جالبی وجود دارد؛ آن این است که بخش عمده‌ای از انرژی مورد نیاز انسان‌ها از طریق «جوشاندن آب» به دست می‌آید. شاید اکثر مردم به این موضوع باور نداشته باشند، اما این واقعاً حقیقت دارد. بر اساس داده‌های EIA در سال ۲۰۱۲، ۸۸ درصد از نفت خام به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد و تنها حدود ۱۲ درصد آن به عنوان ماده اولیه در صنایع شیمیایی به کار می‌رود تا به موادی مانند پارچه، پلاستیک، مصالح ساختمانی، همچنین محصولات مراقبت از پوست، لباس، تلفن همراه، لوازم الکتریکی، لوله‌ها و مبلمان تبدیل شود. در هر یک از کالاهای روزمره اطراف ما، می‌توان ردپای محصولات شیمیایی نفتی را یافت؛ اما حتی با وجود این کاربردهای گسترده، این محصولات تنها بخش کوچکی از کل سیستم استفاده از انرژی را تشکیل می‌دهند. بخش بزرگی از نفت خام نیز برای «گرم کردن آب» جهت تولید بخار، یا برای تبدیل شدن به گاز جهت راه‌اندازی توربین‌های بخاری/گازی برای تولید برق، یا به عنوان سوخت برای حرکت وسایل نقلیه، مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی، این انرژی‌ها در ابتدا توسط جوامع بشری به صورت انرژی حرارتی مورد استفاده قرار گرفتند. نیروهای تجدیدپذیر را فراموش کنید؛ در طول عمر ما، نقش آن‌ها همواره محدود خواهد بود. به عنوان مثال، حدود ۷۰ درصد از برق تولید شده در کشور ما همچنان از طریق زغال‌سنگ تأمین می‌شود؛ در سال ۲۰۱۳ نیز استفاده از نیروهای تجدیدپذیر در ایالات متحده تنها حدود ۱۳ درصد بود. در میان استفاده جهانی از منابع تجدیدپذیر، منابعی مانند انرژی خورشیدی، بادی و جزر و مدی که واقعاً از توربین‌های بخاری/گازی برای تولید برق استفاده نمی‌کنند، تنها سهم بسیار کوچکی دارند. 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 برگشت به موضوع اصلی مقاله —— متانول. بر اساس منطقی که در بالا توضیح داده شد، از متانول به عنوان نمونه‌ای برای بررسی استفاده کرده‌ایم تا کارایی انرژی در کاربردهای پایین‌دست آن و همچنین چگالی انرژی محصولات نهایی را مقایسه کنیم. هدف این است تا مشخص شود متانول در کل سیستم استفاده از انرژی در چه جایگاهی قرار دارد، آیا این وضعیت منطقی است یا خیر، و روند توسعه آن به کجا خواهد رفت؟ با مقایسه وضعیت کاربردهای متانول در کشورهای خارجی با وضعیت آن در کشور ما، به راحتی می‌توان مشاهده کرد که نسبت تبدیل متانول به فرمالدئید، استیک اسید، متیل آمین و غیره تقریباً یکسان است؛ همچنین تقاضا برای این مواد نیز نسبتاً پایدار است. تفاوت‌ها عمدتاً در تقاضا برای سوخت متانول و دی‌متیل اتر، و همچنین تقاضای زیادی که اخیراً در زمینه تولید الکن‌ها از طریق روش MTO به وجود آمده، نهفته است. این عوامل، محرک‌های اصلی رشد چشمگیر تقاضا برای متانول در چین هستند. اما، چرا چنین تفاوتی وجود دارد؟ 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
۱.۱ دی‌متیل اتر: دی‌متیل اتر، که به آن متیل اتر نیز گفته می‌شود و مخفف آن DME است، در فشار معمولی یک گاز بی‌رنگ یا مایع فشرده است؛ همچنین دارای بوی ملایمی شبیه به اتر می‌باشد. چگالی نسبی (در ۲۰ درجه سانتی‌گراد) ۰.۶۶۶، نقطه ذوب -۱۴۱.۵ درجه سانتی‌گراد، نقطه جوش -۲۴.۹ درجه سانتی‌گراد، فشار بخار در دمای اتاق حدود ۰.۵ مگاپاسکال است و شبیه به گاز مایع نفتی (LPG) می‌باشد. در آب و الکل، اتر، پروپانول، کلروفرم و سایر حلال‌های آلی حل می‌شود. قابل اشتعال است؛ هنگام سوختن، شعله آن کمی درخشان است. گرمای سوختن (در حالت گازی) برابر با ۱۴۵۵ کیلوجول بر مول است. در دمای معمولی، DME خاصیت بی‌فعالی دارد؛ به راحتی اکسید نمی‌شود، فاقد خاصیت خورندگی و سرطان‌زایی است. اما در شرایط تابش یا گرما، می‌تواند به متان، اتان، فرمالدئید و مواد مشابه تجزیه شود. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/7b2baed1d665f6a791d995f48f220475.jpg دی‌متیل اتر، به عنوان یک ماده خام شیمیایی پایه نوظهور، کاربردهای متعددی دارد. به دلیل ویژگی‌های خوب فشرده‌شدنی، تبخیرپذیری و بخارشدنی آن، دی‌متیل اتر در سطح بین‌المللی عمدتاً در صنایع شیمیایی مانند داروسازی و کودهای شیمیایی کاربردهای منحصربه‌فردی دارد. به عنوان مثال، دی‌متیل اتر با خلوص بالا می‌تواند جایگزین فریون‌ها به عنوان ماده‌ای برای اسپری‌های آئروسل و مواد خنک‌کننده استفاده شود؛ این امر به کاهش آلودگی محیط زیست و آسیب به لایه ازون کمک می‌کند. یکی از دلایل اصلی تفاوت نیاز چین به دی‌متیل اتر نسبت به کشورهای دیگر، جایگزینی آن به عنوان سوخت مصرفی خانگی است. به دلیل کنترل انحصاری قیمت‌های LPG، بنزین و دیزل در کشور، شرکت‌های خصوصی امیدهای زیادی به استفاده از دیمتیل متان برای جایگزینی سوخت‌های فعلی دارند. در واقع، ۱۰ سال پیش در کشور شروع به افزودن دیمتیل متان به دیزل کرده‌اند؛ هرچند مقررات و استانداردهای مشخصی وجود ندارد، اما قیمت‌های بالای سوخت در گذشته، استفاده از دیمتیل متان به عنوان جایگزین LPG و بنزین/دیزل را سودآور کرده است. علاوه بر این، دیمتیل متان می‌تواند به عنوان گاز تنظیم‌کننده فشار در شبکه‌های گاز شهری و همچنین در ترکیب گاز مایع استفاده شود؛ بنابراین تقاضا برای دیمتیل متان در کشور به مراتب بیشتر از کشورهای خارجی است. مشکل فعلی این است که تولید دی‌متانول در حال حاضر عمدتاً از طریق گاز طبیعی، زغال‌سنگ یا گاز کوره‌های کوک انجام می‌شود؛ از نظر فرآیندی، روش‌های «یک‌مرحله‌ای» و «دو‌مرحله‌ای» وجود دارد، اما در واقع واکنش اصلی همچنان نیازمند تولید ابتدایی متانول است و سپس متانول از طریق حذف آب و انجام واکنش انضمامی به دی‌متانول تبدیل می‌شود. میزان مصرف انرژی کلی برای تولید متانول از گاز سنتز شده در مرحله اول، حدود ۴۶ GJ/kg است؛ هنگام ترکیب متانول برای تشکیل دی‌متیل‌اوره، حدود ۷۴۴ KJ/kg انرژی آزاد می‌شود. در حالی که انرژی احتراق خود متانول حدود ۱۹٬۵۳۰ KJ/kg است. با توجه به این موارد، مشخص می‌شود که برای به دست آوردن دی‌متیل‌اوره که انرژی احتراق آن حدود ۳۶٬۱۲۰ KJ/kg است، لازم است از طریق ترکیب دو مولکول متانول، حدود ۵۰ GJ/kg انرژی اضافی نیز هدر رود. نکته کلیدی این است که بازده نهایی این روش، چندان تفاوتی با استفاده مستقیم از متانول به عنوان سوخت ندارد ； دی‌متیل اتر که ارزش انرژی آن تنها حدود ۲/۳ مقدار LPG است، جایگزین مناسبی برای LPG در شبکه‌های توزیع گاز نیست؛ زیرا LPG یک ماده خام مهم در صنایع شیمیایی محسوب می‌شود. اگرچه چگالی انرژی LPG حدود ۲.۸ برابر NG است، اما گاز طبیعی پاک‌تر و سازگارتر با محیط زیست است و استفاده از آن نیز آسان‌تر است. در آینده نیز، گاز طبیعی همچنان محور اصلی بازار گاز خواهد بود؛ بنابراین دی‌متیل اتر فرصت چندانی برای ورود به این بازار نخواهد داشت. اگر دی‌متانول نتواند جایگاهی در بازار جایگزینی سوخت‌ها کسب کند و حتی توسط مواد خام دیگری جایگزین شود، در واقع سهم کلی تقاضا برای آن در بخش‌های مختلف مرتبط با متانول، در آینده کاهش خواهد یافت؛ این یک روند قابل مشاهده خواهد بود. ۱.۲ سوخت متانول: متانول به عنوان سوخت، در چین دو روش برای استفاده دارد؛ یکی این است که با بنزین ترکیب شده و به صورت محصولاتی مانند M15، M30، M85، M100 و غیره در پمپ‌بنزین‌های معمولی فروخته می‌شود؛ روش دیگر، تولید مستقیم بنزین از متانول از طریق فرآیند MTG است که با رونق صنعت شیمیایی زغال‌سنگ، اخیراً مورد توجه فزاینده‌ای در بازار قرار گرفته است. http://www.cj1.com.cn/d/file/yes/2015-11-29/21a7c30bc2a3532cfa3abfac21e67cc1.jpg در واقع، بر اساس داده‌های EIA، چگالی انرژی متانول تقریباً نصف چگالی انرژی بنزین است و کمتر از اتانول یا گاز طبیعی می‌باشد. مزیت آن افزایش میزان اکسیژن و سوختن تمیز است، در حالی که عیب‌های آن سمیت بالا و خوردگی آسان است. ۱.۲.۱ مخلوط متانول و بنزین: در حال حاضر، مخلوط متانول و بنزین در کشورمان به عنوان منبع انرژی جایگزین شناخته می‌شود. در سال ۲۰۱۲، وزارت صنعت دستورالعملی صادر کرد تا این روش در مناطقی مانند شانشی، شانشی و شانگهای آزمایش شود؛ اما در حال حاضر، این روش در تمام مناطق با بی‌توجهی روبرو شده است. از نظر اقتصادی، هرچه درصد مخلوط شدن متانول بالاتر باشد، جذابیت آن بیشتر می‌شود و بهترین گزینه، M100 است. مشکل اینجاست که بزرگترین چالش در ترکیب متانول با بنزین، وجود فرمالدئید و فرمیک اسید و سایر موادی است که پس از احتراق تولید می‌شوند؛ این مواد باعث خوردگی و فرسودگی شدید موتور می‌شوند. حتی استفاده از مواد کندکننده خوردگی گران‌قیمت نیز تأثیر چندانی ندارد. مطالعات انجام شده توسط شرکت فورد در ایالات متحده نشان داده است که با استفاده از بنزین حاوی متانول، میزان آهن موجود در روغن روان‌کننده موتور، ۵.۲ برابر بیشتر از زمان استفاده از بنزین بدون سرب است. خرابی‌های اصلی موتور، ناشی از فرسودگی و خوردگی حلقه‌های پیستون و دیواره‌های سیلندر است. علاوه بر این، گرمای تبخیر بالای متانول باعث می‌شود که این ماده به خوبی گازی نشود و وارد دیواره‌های سیلندر شود؛ این امر منجر به شسته شدن لایه روغن روان‌کننده و رقیق شدن آن می‌شود. همچنین، این وضعیت باعث ایجاد امولسیون شدیدی می‌گردد که در نهایت منجر به فرسودگی ناشی از اصطکاک قطعات موتور می‌شود. نتایج تحقیقات RIPP همچنین نشان می‌دهد که بنزین حاوی متانول، لایه روکش سربی-قلعی مخازن خودروها را تخریب می‌کند؛ همچنین، ویسکوزیته پایین متانول باعث می‌شود در حضور مقدار کمی آب، جداسازی فازها به راحتی رخ دهد و این امر بر نگهداری سوخت و عملکرد صحیح خودرو تأثیر منفی می‌گذارد. علاوه بر این، متانول یک سم عصبی است که می‌تواند از طریق دستگاه تنفسی، دستگاه گوارش و پوست جذب شود؛ این ماده باعث آسیب به غشای مخاطی دستگاه تنفسی و بینایی انسان می‌شود و بیشترین تأثیر را بر سیستم عصبی و سیستم خونی بدن دارد. توسعه و کاربرد بنزین متانولی در کشورهای خارجی، از دهه ۷۰ و در زمان بحران نفتی دوم آغاز شد؛ از منظر منابع انرژی جایگزین، کشورهایی مانند آلمان، ایالات متحده و ژاپن، در زمینه توسعه سوخت متانول و فناوری‌های مرتبط با خودروهای متانولی تحقیقاتی انجام داده‌اند. در دهه ۷۰، ایالات متحده بر توسعه خودروهایی با سوخت متانول، مانند M85 و M100، تمرکز کرد؛ اما بر اساس آمارها، پس از سال ۱۹۹۸، تعداد خودروهایی که از سوخت متانول استفاده می‌کردند و همچنین مقدار سوخت متانول، در حال کاهش بود. دلایل این امر متعدد بود. نقاط ضعف متانول به عنوان سوخت خودرو، به‌ویژه سمی بودن آن، باعث شده است که این سوخت در بازار آمریکا که به سلامت، ایمنی و کیفیت زندگی اهمیت زیادی می‌دهد، محبوبیت نداشته باشد. همچنین، سوخت‌های جایگزین مانند LNG و برق، ایمن‌تر و سازگارتر با محیط زیست هستند؛ این امر نیز منجر به کنار گذاشته شدن تدریجی متانول به عنوان سوخت جایگزین شده است. علاوه بر این، تولیدکنندگان خودرو در آمریکا و ژاپن مخالفت خود را با استفاده از متانول در بنزین ادامه می‌دهند؛ در استاندارد بنزین بدون سرب برای خودروها در آمریکا، یعنی ASTM 4814، میزان متانول مجاز حداکثر ۰.۳ درصد حجمی است. در «استانداردهای جهانی سوخت» که در دسامبر ۱۹۹۸ توسط سازمان جهانی تولیدکنندگان خودروها منتشر شد، مقرر گردید که «استفاده از متان مجاز نیست». حتی در اروپا، اگرچه مقررات ۸۵/۵۳۶/EEC اجازه می‌دهد که مقدار متانول در بنزین تا ۳٪ باشد، اما آمارها نشان می‌دهد که در واقعیت تنها مقدار کمتر از ۰.۱ تا ۰.۵٪ متانول به سوخت اضافه می‌شود. از آنجایی که فناوری کنونی هنوز نمی‌تواند مشکل خوردگی فلزات در بنزین متانولی را به خوبی حل کند، شرکت‌های تولیدکننده خودرویی مانند جنرال موتورز و فورد در راهنمای کاربر، به وضوح اعلام کرده‌اند که خسارات وارد شده به خودروهایی که از بنزین متانولی استفاده می‌کنند، تحت پوشش گارانتی قرار نخواهد گرفت. در برخی مناطق کشور، آزمایش‌هایی برای ترکیب متانول با سوخت‌های دیگر انجام شده است؛ دلیل اصلی این کار، فشار ناشی از قیمت بالای نفت در سال‌های گذشته بوده است. به‌ویژه، در برخی مناطقی که ذخایر زغال‌سنگ فراوانی دارند، تولید متانول نیز زیاد است؛ بنابراین انگیزه‌های لازم برای ترویج استفاده از متانول در بازار وجود دارد. با توجه به تحلیل تجربیات خارجی فوق، به نظر می‌رسد که وزارت صنعت و فناوری در سال‌های آینده احتمالاً موافقتی برای گسترش دامنه پایلوت‌ها نخواهد داشت؛ همچنین درصد مخلوط شدن متان نیز احتمالاً در محدوده فعلی ۱۵ تا ۸۵ درصد باقی خواهد ماند. بنابراین، مجموع کل متان موجود در بازار پایلوت‌ها افزایش نخواهد یافت و با گسترش تدریجی استفاده از گاز طبیعی، این مقدار در آینده نیز به تدریج کاهش خواهد یافت. ۱.۲.۲ تولید بنزین از متانول (MTGMTG)، با ظهور صنعت شیمی زغال‌سنگ در سال‌های اخیر رشد کرده است؛ از نظر فنی، این روش یک راهکار نسبتاً بالغ و کامل محسوب می‌شود. اگر به طور دقیق بر اساس نوع زغال تمایز قائل شویم، در واقع دو دسته وجود دارد: یکی، تبدیل مستقیم زغال به بنزین و دیزل؛ این فرآیند بر پایه سنتز فیتو از گاز سنتزی است. این روش نیازمند کیفیت بالایی از زغال است؛ میزان خاکستر زغال باید کمتر از ۵٪ باشد، همچنین فعالیت و قابلیت آسیاب شدن زغال باید خوب باشد. میزان عناصر ناخالص مانند گوگرد و نیتروژن هرچه کمتر باشد، بهتر است. مصرف انرژی در این روش نیز بالاست؛ این موضوع مانع از گسترش استفاده از آن در کشور شده است ； روش دیگر، مایع‌سازی غیرمستقیم است؛ در این روش، ابتدا از زغال‌سنگ یا گاز طبیعی متانول تولید شده و سپس بنزین. این فرآیند نیاز چندانی به زغال‌سنگ ندارد و می‌توان آن را در مقیاس‌های مختلف اجرا کرد؛ حتی در مناطق ساحلی دور از مناطق تولیدکننده زغال‌سنگ نیز، به شرط دسترسی به متانول وارداتی، می‌توان تولید انجام داد. به همین دلیل، این روش در کشور مورد توجه زیادی قرار گرفته است. فرآیند واکنش MTG به این صورت است که ابتدا متانول دچار تخلیه آب شده و دی‌متیل‌اوره تولید می‌شود؛ سپس متانول، دی‌متیل‌اوره و آب در حضور کاتالیزور، به الکن‌های سبک (C2 تا C4) تبدیل می‌شوند. پس از آن، این مواد از طریق واکنش‌های افزایشی، به الکن‌های با زنجیره‌های بلندتر، هیدروکربن‌های پارافینی/ایزوپارافینی، آروماتیک‌ها و نوعان‌ها تبدیل می‌گردند. به طور کلی، مصرف مواد خام بر حسب تن، ۲.۵ متانول برای هر لیتر بنزین است؛ انرژی آزاد شده در این فرآیند ۱.۷۴ مگاجول بر کیلوگرم است، و انرژی وارد شده از بیرون حدود ۳۶۰ کیلوجول بر مول است. در واقع، با توجه به چگالی انرژی متانول، این مقدار معادل نصف چگالی انرژی بنزین است؛ بنابراین برای رسیدن به شکل نهایی بنزین، انرژی مورد نیاز در این فرآیند معادل ۱۶ برابر انرژی متانول است. اگر میزان بالای تترامتیل‌بنزن موجود در بنزین MTG نیز در نظر گرفته شود، کاهش آن مستلزم هیدروژناسیون برای بهبود کیفیت سوخت خواهد بود و مصرف انرژی نیز بیشتر خواهد شد. بنابراین، از نظر بازدهی انرژی، MTG همچنان غیراقتصادی است و تنها در صورتی که قیمت نفت بالا باشد و متانول اضافه شود، می‌توان به عنوان سوخت جایگزین برای بنزین در نظر گرفته شد. ۱.۳ فرآیند تولید الکن‌ها از متانول، یعنی MTOMTO، همانند MTG، با ظهور صنعت شیمی زغال‌سنگ در سال‌های اخیر توسعه یافته است. **پس از آغاز فعالیت‌های پروژه‌های MTO در شرکت شنهوا بائوتو، MTP در شرکت نینگمه و MTP در شرکت داتانگ دولون، مناطق مختلف نیز نتوانستند در برابر سودهای چشمگیر حاصل از تولید پلی‌اولفین‌ها در شرایط قیمت‌های بالای نفت مقاومت کنند؛ بنابراین بسیاری از مناطق چنین تأسیساتی را راه‌اندازی کردند. حتی برخی از مناطقی که پایگاه‌های تولید زغال‌سنگ نیستند، برای تولید MTO، متانول وارداتی نیز خریداری می‌کنند؛ آن‌ها حتی منتظر ارائه گزارش‌های نهایی پروژه‌های نمونه اولیه نیز نمی‌مانند. با این حال، تاکنون چنین گزارش خلاصه‌ای منتشر نشده است؛ اما یک سیگنال وجود دارد که نشان می‌دهد **فرآیندهای مربوط به دریافت مجوزها در حال سخت‌تر شدن است و سطح الزامات افزایش یافته است.** به عنوان مثال، طبق الزامات استانداردهای پروژه‌های نمونه صنعت شیمیایی زغال‌سنگ در برنامه «دوازدهم»، بازده تبدیل انرژی باید حداقل ۴۰٪ باشد؛ میزان مصرف زغال‌سنگ برای تولید هر تن اولفین نیز نباید بیشتر از ۵.۳ تن (معادل زغال‌سنگ استاندارد) باشد؛ همچنین میزان مصرف آب تمیز برای تولید هر تن زغال‌سنگ استاندارد نیز نباید بیشتر از ۴ تن باشد ； در صورت رسیدن به سطح پیشرفته، بازده تبدیل انرژی باید حداقل ۴۴ درصد باشد؛ میزان مصرف زغال‌سنگ برای تولید هر تن الکن باید حداکثر ۵ تن (معادل زغال‌سنگ استاندارد) باشد؛ و میزان مصرف آب تمیز برای هر تن زغال‌سنگ استاندارد نیز نباید بیشتر از ۳ تن باشد. نمی‌دانم سطح شینهوا در چه جایگاهی است؛ احتمالاً هنوز به سطح پیشرفته نرسیده، وگرنه آن را ذکر می‌کردند. با این حال، بازده تبدیل در تولید برق از طریق سوزاندن زغال‌سنگ در روش‌های مدرن حدود ۴۰ تا ۴۵ درصد است؛ گفته می‌شود که روش IGCC می‌تواند بازده بالاتری، حدود ۵۰ درصد، داشته باشد. بنابراین **از بازده تبدیل انرژی در صنایع مرتبط با زغال‌سنگ نیز انتظار می‌رود که حداقل مشابه بازده تولید برق حرارتی باشد؛ پس بیایید ببینیم آیا چنین است یا خیر؟ با استفاده از روش محبوب فعلی CTO برای تحلیل، کل فرآیند به سه بخش تقسیم می‌شود: گازسازی (000968، بخش صحبت‌های سهامداران) برای تولید گاز سنتزی، تولید متانول از گاز سنتزی، و تولید الکن‌ها از متانول، یعنی MTO. به طور کلی، با توجه به سطح فناوری فعلی، نسبت تبدیل زغال‌سنگ به متانول حدود ۲.۷:۱ است و سپس نسبت تبدیل متانول به الکن‌ها حدود ۳:۱ می‌باشد. ارزش انرژی احتراق زغال سنگ استاندارد ۱ کیلوگرمی، ۲۹٬۳۰۶ کیلوجول است؛ برای متانول این مقدار ۱۹٬۵۳۰ کیلوجول در هر کیلوگرم است، و برای پلی‌اولفین‌ها نیز حدود ۴۰٬۰۰۰ کیلوجول در هر کیلوگرم است که معادل سوخت‌های فسیلی می‌باشد. با توجه به تحلیل یک واحد تولید اولفین با ظرفیت ۶۰۰ هزار تن در سال، بازده تبدیل انرژی در مرحله اول حدود ۴۵٪ و در مرحله دوم حدود ۷۰ تا ۸۰٪ است؛ بنابراین در کل فرآیند، بازده تبدیل انرژی حدود ۳۰٪ خواهد بود. بنابراین، صرفاً از نظر بازده، فرآیندهای CTO/MTO نیز فرآیندهایی با مصرف انرژی بالا و بازده تبدیل انرژی پایین محسوب می‌شوند. اما اگر چگالی انرژی محصول نهایی را در نظر بگیریم و آن‌ها را با یکدیگر مقایسه کنیم، تفاوت‌ها مشخص خواهد شد؛ زیرا پلی‌اولفین‌ها برای سوزاندن و تولید برق یا افزودن به بنزین برای رانندگی خودروها استفاده نمی‌شوند، بلکه عمدتاً برای تولید انواع محصولاتی که در جنبه‌های مختلف زندگی انسان‌ها کاربرد دارند، به کار می‌روند. تفاوت بزرگ تولید شیمیایی و تولید انرژی این است که در تولید انرژی، آنتروپی حرارتی در نهایت سوزانده شده و انرژی آزاد می‌شود، در حالی که در محصولات نهایی تولید شیمیایی، بخش عمده‌ای از آنتروپی حرارتی همچنان در داخل محصول باقی می‌ماند. از این منظر، در تولید صنایع شیمیایی، تا حد امکان باید از چرخش مواد استفاده شود؛ هرچند نرخ تبدیل انرژی در طول چرخه عمر کلی محصول چندان بالا نیست، اما حفظ انرژی همچنان امکان‌پذیر است. البته در هر فرآیند، همچنان ۲۰ تا ۳۰ درصد از انرژی از دست می‌رود؛ اما این روش بهتر از سوزاندن مواد تا تولید CO2 و H2O است، زیرا در آن صورت بازگرداندن مواد به حالت الکان‌ها بسیار دشوار خواهد بود. از آنجایی که چگالی انرژی مواد شیمیایی صنعتی پایین نیست و عمر مفید انرژی آن‌ها نسبت به سوخت‌هایی مانند بنزین طولانی‌تر است، تحلیل چشم‌اندازهای فناوری MTO به راحتی قابل رد کامل نیست؛ اما دو عامل کلیدی نیز مانع پیشرفت این فرآیند می‌شوند: رقابت در زمینه تولید متانول از گاز طبیعی و سپس الکن‌ها، و اینکه تقاضای بازار داخلی برای پلی‌الکن‌ها چقدر است در مورد تقاضا برای پلی‌اولفین‌ها، عمدتاً به جمعیت عظیم چین توجه می‌شود؛ بسیاری از فعالان این حوزه اغلب از جدول زیر برای اثبات این موضوع استفاده می‌کنند که بازار داخلی پلی‌اولفین‌ها هنوز فضای رشد زیادی دارد. اما آیا واقعاً چنین است؟ در نهایت، پلی‌اولفین‌ها هنوز جزو کالاهای استراتژیک محسوب نمی‌شوند؛ بنابراین چین نیازی ندارد برای رسیدن به خودکفایی ۱۰۰ درصدی در تولید پلی‌اولفین‌ها، بدون توجه به واقعیت‌های مربوط به منابع انرژی، به سرعت تأسیسات تولید اتیلن را گسترش دهد. واردات محصولات پلی‌اولفینی با قیمت پایین از خارج نیز گزینه‌ای خوب است؛ زیرا می‌تواند فشار ناشی از تأمین منابع انرژی در کشور را کاهش داده و آلودگی را نیز کمتر کند ； علاوه بر این، میزان مصرف پلی‌اولفین در کشور نیز به سطح متوسط جهانی نزدیک شده است. انتظار اینکه سطح مصرف پلی‌اولفین در چین به سطح آمریکا برسد، واقع‌بینانه نیست. همان‌طور که از دو نمودار زیر مشخص است، شاید چین برای مدت طولانی، میزان مصرف انرژی بر حسب تولید ناخالص داخلی خود را به سطح کشورهای توسعه‌یافته برساند؛ اما تفاوت تولید ناخالص داخلی به ازای هر نفر تقریباً ثابت خواهد ماند. یعنی نیاز به محصولات شیمیایی به ازای هر نفر نمی‌تواند به سطح کشورهای توسعه‌یافته برسد، و در بهترین حالت، به سطح متوسط جهانی خواهد رسید. به عبارت دیگر، فضای رشد بازار پلی‌اولفین‌ها آنقدر که تصور می‌شود، بزرگ نیست! ۱. انتخاب مواد خام مورد نیاز برای تولید متانول، از دید مسیرهای واکنش شیمیایی، عمدتاً گاز سنتزی (CO2، CO و H2) یا CH4 است. نوع اول عمدتاً از فرآوری زغال‌سنگ به دست می‌آید، در حالی که نوع دوم از گاز طبیعی یا گاز شیلی تهیه می‌شود. مقالات بسیاری از منظرهایی مانند هزینه، نتیجه‌گیری درباره برتری یا عدم برتری را ارائه کرده‌اند؛ اما در اینجا نیز همچنان از دیدگاه کارایی مصرف انرژی توضیح داده خواهد شد. متانول تولیدشده از زغال‌سنگ، ابتدا در کوره گازسازی به گاز آبی تبدیل می‌شود؛ سپس در کوره تبدیل، نسبت هیدروژن به کربن تنظیم شده و در نهایت در توربین سنتز، متانول تولید می‌گردد ； تولید متانول از گاز طبیعی، به این صورت است که CH4 وارد کوره تبدیل شده و به گاز سنتزی تبدیل می‌شود؛ سپس این گاز سنتزی وارد برج سنتز شده تا متانول تولید شود. بنابراین، چه گاز زغال‌سنگی، چه گاز حاصل از گازی‌سازی زغال‌سنگ، چه گاز کوره‌های کوک، و چه گاز طبیعی، در واقع همگی برای تولید متانول از طریق گاز سنتزی حاوی CO2، H2O، CO و H2 استفاده می‌شوند؛ تفاوت تنها در تنظیم نسبت هیدروژن به کربن قبل از ورود به کوره تبدیل است. از نظر تئوری، برای تولید ۱ تن متانول، به حداقل ۲۳ GJ انرژی نیاز است؛ در حالی که میزان انرژی مصرفی برای تولید متانول از گاز طبیعی بین ۲۹ تا ۳۱ GJ است. از آنجایی که برای تولید متانول از زغال‌سنگ نیازی به تنظیم مداوم نسبت هیدروژن به کربن نیست، میزان انرژی مصرفی در این روش کمی کمتر از روش گاز طبیعی است؛ یعنی بین ۲۸ تا ۲۹ GJ. بنابراین، تفاوت چندانی بین این دو روش وجود ندارد. با توجه به کمبود منابع گاز طبیعی در کشورمان و نیاز به واردات حجم زیادی از آن در آینده، و همچنین اینکه گاز طبیعی یک سوخت پاک است که عمدتاً برای مصارف شهری استفاده می‌شود، در ماه اوت سال ۲۰۰۷، **کمیسیون توسعه و اصلاحات** «سیاست استفاده از گاز طبیعی» را صادر کرد؛ بر اساس این سیاست، استفاده از گاز طبیعی برای تولید متانول ممنوع شد و همچنین استفاده از آن برای تولید آمونیاک سنتتیک، استیلن و کلرومتان نیز محدود گردید. متغیرهای گاز طبیعی از خارج کشور نشأت می‌گیرند. به دلیل فراوانی گاز طبیعی در خاورمیانه و آمریکای شمالی، و همچنین دشواری حمل و نقل گاز، رویکرد منطقی این است که گاز طبیعی را به مواد شیمیایی مایع یا جامد دیگری تبدیل کرد؛ این کار نیاز به انرژی زیادی ندارد و چگالی انرژی محصولات حاصل بالا بوده که برای حمل و نقل در فواصل طولانی مناسب است. در سطح فناوری کنونی، متان مناسب‌ترین گزینه است. البته آمریکا همچنان در حال بررسی است؛ اگر بتوان از مرحله تجزیه CH4 برای تولید گاز سنتزی و سپس متانول، صرف‌نظر کرد و مستقیماً از طریق واکنش، الکن‌ها تولید شوند، این امر می‌تواند انقلابی دیگر در صنعت شیمیایی ایجاد کند! زیرا کاهش مراحل واکنش به معنای کاهش اتلاف انرژی است، همچنین چگالی انرژی پلی‌اولفین‌ها دو برابر متانول است و از آنجایی که در حالت جامد مناسب‌تر برای حمل و نقل هستند، در آینده آنچه از طریق دریا از خارج وارد خواهد شد، متانول نخواهد بود، بلکه انواع مختلف پلی‌اولفین‌ها خواهد بود! اخیراً نشانه‌هایی وجود دارد؛ یک شرکت کوچک فنی-مهندسی آمریکایی به نام سیلوریا، مراسم رسمی راه‌اندازی خط تولید خود را در کارخانه آزمایشی خود در ایالت تگزاس برگزار کرد. این شرکت اولین شرکت جهان است که موفق شده است گاز طبیعی را به صورت صنعتی و در مقیاس گسترده به اتیلن تبدیل کند. همچنین، مدیران این شرکت برای بحث درباره سیاست‌های انرژی آینده آمریکا، دعوت شده‌اند تا با وزارت انرژی آمریکا ملاقات کنند. آمریکا نیز متوجه ارزش استراتژیک مسیرهای جدید برای منابع انرژی و صنایع خود شده است و در حال بررسی اتخاذ سیاست‌هایی برای توسعه بیشتر این صنایع است. بر اساس داده‌های آژانس بین‌المللی انرژی در سال ۲۰۱۲، نیازهای پایین‌دستی آمریکا به گاز طبیعی عمدتاً در زمینه تولید برق و گرمایش است؛ این بخش از کل مصرف انرژی، ۷۷ درصد را تشکیل می‌دهد و معادل حدود ۲۱٬۳۳۹٬۷۱۶ تراجول است. در حالی که کاربردهای صنعتی تنها ۱۷ درصد را تشکیل می‌دهند؛ این میزان شامل نیازهایی مانند گرمایش در فرآیندهای تولید نیز می‌شود، و لزوماً همه آن برای تبدیل شیمیایی به مواد شیمیایی دیگر استفاده نمی‌شود. اگر تغییرات مصرف صنعت گاز طبیعی در ایالات متحده در چند سال گذشته مورد تحلیل قرار گیرد، داده‌های EIA نشان می‌دهد که این روند تغییر چندان مشهودی ندارد؛ این امر نشان می‌دهد که نگرش به استفاده از متان در ایالات متحده همچنان محتاطانه است. استفاده اصلی از متان برای تولید انرژی و گرماست، نه برای تولید متانول و سپس تبدیل آن به پلی‌اولفین‌ها، حتی با وجود منابع گاز شیلی که ایالات متحده از آن‌ها برخوردار است. 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
۳. نتیجه‌گیری: به طور کلی، بیشتر تقاضاهای مربوط به متانول در سطح جهانی تقریباً پایدار هستند؛ نرخ رشد آن‌ها نیز معمولاً در حد ارقام یک‌رقمی است. این میزان رشد برای پشتیبانی از افزایش سریع ظرفیت تولید متانول در آینده کافی نیست ； امیدوار بودن به دستیابی به پیشرفت‌هایی در زمینه جایگزینی متانول به عنوان سوخت، و در نتیجه تغییر الگوی انرژی چین، نه واقع‌بینانه است و نه قابل اجرا. در حال حاضر به نظر می‌رسد که تنها CTO/MTO هنوز کمی جان دارد، اما همچنان قطعی نیست. در کتاب‌های نظامی دوران باستان چین آمده است: «سه را محاصره کن و یکی را رها کن». آن‌ها، تا زمانی که بتوانند حامل‌های انرژی بهتری پیدا کنند، به بازار عظیم چین نیاز دارند تا گاز طبیعی اضافی خود را مصرف کنند؛ صادرات متان همان «یکی که رها می‌شود» است. خود آن‌ها به ندرت تأسیسات جدیدی برای تولید متان ایجاد می‌کنند؛ ظاهراً آن‌ها اطمینان دارند که می‌توانند روش‌های بهتری برای صادرات متان، علاوه بر LNG و متان، پیدا کنند؛ یکی از این روش‌ها، تولید مستقیم اتیلن از متان است. تا آن زمان، وقتی متانول جایگاه خود را به عنوان پلی بین منابع انرژی و صنایع شیمیایی از دست داد، چقدر فضای تخیل برای آن باقی خواهد ماند؟ امروزه اینکه آیا مبالغ هنگفتی که در پروژه‌های «بزرگترین در تاریخ» سرمایه‌گذاری شده، قابل بازپس‌گیری است یا خیر، هنوز نامشخص است؛ بنابراین در بازار رو به رشد CTO/MTO، واقعاً باید کسی پیش بیاید و آب سردی روی آن بریزد: صنعت متانول چین واقعاً در لبه پرتگاه قرار دارد! منابع:
۱. جیانگ یونفنگ، دنگ شوپینگ؛ تحلیل فنی-اقتصادی روش تولید بنزین از متانول، مجله پیشرفت‌های صنعت شیمی، ۲۰۱۰، شماره ۲۹.
۲. هوانگ چینگ، لو لایتائو؛ وضعیت فعلی فرآیندهای تولید متانول و دی‌متیل اتر و تحلیل اقتصادی آن‌ها، مجله فناوری زغال‌سنگ تمیز، ۲۰۰۶، شماره ۱۲، صفحه ۴.
۳. وانگ یینگ، رن شیشوان و همکاران؛ تحلیل میزان مصرف انرژی در تولید متانول از گاز طبیعی، مجله صنایع شیمیایی کاربردی، ۲۰۰۳، شماره ۳۲، صفحه ۳.
۴. تانگ هونگچینگ؛ نیاز به بهبود فرآیندهای تولید الکن‌ها از زغال‌سنگ، مجله بهبود فناوری کودهای نیتروژنی، ۲۰۱۱، شماره ۴.
۵. آلیگولی امیر نظمی آفشار؛ پروفایل شیمیایی: متانول، ۲۰۱۱.

【بیانیه مسئولیت‌زدایی】 این متن تنها نظرات نویسنده را منتشر می‌کند و هیچ ارتباطی با این وب‌سایت ندارد. این وب‌سایت نسبت به ادعاها و نظرات بیان‌شده در متن، بی‌طرف است و هیچ گونه تضمین صریح یا ضمنی درباره دقت، قابلیت اعتماد یا کامل بودن محتوای آن ارائه نمی‌دهد. خوانندگان لطفاً این مطلب را صرفاً برای مرجع در نظر بگیرند و تمام مسئولیت‌ها را بر عهده خود داشته باشند.