یکی از چالش‌های اصلی در استفاده از سوخت‌های تجدیدپذیر، مسائل مربوط به زیرساخت‌ها و تغییرات لازم در وسایل نقلیه برای استفاده از این سوخت‌هاست. به‌عنوان مثال، در ایالات متحده، افزایش سطح اتانول در بنزین نیازمند تغییرات زیرساختی و آموزشی است تا مصرف‌کنندگان و بازار بتوانند از مزایای این سوخت بهره‌مند شوند.

تاریخچه فرآیند MTG

فرآیند تبدیل متانول به بنزین (MTG) نخستین‌بار در دهه ۱۹۷۰ توسط شرکت موبیل (اکنون اکسون‌موبیل) توسعه یافت. این فرآیند با استفاده از کاتالیست زئولیت ZSM-5، متانول را به بنزین تبدیل می‌کرد. اولین واحد تجاری فرآیند MTG در سال ۱۹۸۵ با استفاده از گاز طبیعی راه‌اندازی شد. امروزه چهار فناوری اصلی وجود دارد که می‌توانند از متانول به‌عنوان خوراک یا ماده واسطه‌ای برای تولید بنزین و یا ترکیبات بنزینی استفاده کنند. این فرآیندها همگی به لحاظ فنی آماده بهره‌برداری هستند و برخی از آن‌ها در تاسیسات عملیاتی موجود یا پروژه‌های جدید با استفاده از خوراک‌های تجدیدپذیر همچون زیست‌توده، هیدروژن تجدیدپذیر و دی‌اکسید کربن جذب‌شده به‌کار گرفته شده‌اند.

 

 

نوآوری‌ها؛ کاهش شدت کربن (CI)

یکی از پیشرفت‌های مهم در فرآیند MTG، کاهش شدید شدت کربن (CI) است که با استفاده از خوراک متانول با شدت کربن پایین، مانند ای-متانول، امکان‌پذیر می‌شود. اگرچه خودروهای برقی (EV) در دهه‌های اخیر پیشرفت‌های چشم‌گیری داشته‌اند، بنزین تجدیدپذیر همچنان یک ابزار مهم برای کاهش انتشار کربن در بخش حمل‌ونقل به‌شمار می‌آید. با وجود افزایش تعداد خودروهای برقی، همچنان بخش بزرگی از بازار به سمت خودروهای برقی روی نیاورده و ناوگان‌های فعلی نیز به سوخت‌های سنتی نیاز دارند. به‌همین دلیل، اگر قرار است به اهداف خالص صفر انتشار دست پیدا کنیم، بنزین تجدیدپذیر نقش کلیدی خواهد داشت. تولید متانول تجدیدپذیر از طریق فناوری‌های جدید مانند گازی‌سازی زیست‌توده و یا تولید الکترومتانول از طریق هیدروژن سبز و دی‌اکسید کربن قابل انجام است.

 

در این مطالعه، فناوری‌های MTG بررسی شده است. توالی واکنش فرآیند MTG را می‌توان به‌صورت زیر خلاصه کرد.

 

 

اهمیت فرآیند MTG- انتشار گازهای گلخانه‌ای از خودروهای جاده‌ای

بخش حمل‌ونقل جاده‌ای، به‌ویژه خودروهای سواری، یکی از بزرگترین منابع انتشار گازهای گلخانه‌ای است. حدود ۷۵ درصد از کل انتشار گازهای گلخانه‌ای بخش حمل‌ونقل مربوط به سوخت‌های فسیلی همچون بنزین و دیزل است. با توجه به تعداد زیاد خودروهای بنزینی در سطح جهان و تقاضای روزافزون برای این سوخت‌ها، فرآیند MTG می‌تواند به‌عنوان یک راه‌حل مؤثر در کاهش انتشار این آلاینده‌ها مورد توجه قرار گیرد.

 

 

در سال ۲۰۲۳، ناوگان جهانی وسایل نقلیه جاده‌ای به حدود 68/2 میلیارد واحد رسید که با افزایش تقریبی ۲۸ میلیون واحد یا ۱/۱ درصد همراه بود. خودروهای سواری و وسایل نقلیه دو و سه چرخ که عمدتاً با بنزین کار می‌کنند، به‌ترتیب حدود ۵۱ درصد و ۴۰ درصد از ناوگان جهانی را تشکیل می‌دادند. در حالی که انتظار می‌رود تقاضا برای حمل‌ونقل جاده‌ای تا سال ۲۰۵۰ همچنان رشد کند، این بخش باید تقریباً به‌طور کامل تا همان سال به‌سوی کربن‌زدایی پیش برود تا به هدف انتشار خالص صفر توافق‌نامه اقلیمی پاریس تا سال ۲۰۵۰ دست یابد و افزایش دمای جهانی را به 5/۱ درجه سانتی‌گراد بالاتر از سطح پیش‌صنعتی محدود کند. انتظار می‌رود که وسایل نقلیه بنزینی با موتورهای احتراق داخلی یا سیستم‌های هیبریدی، در بیشتر مناطق همچنان اکثریت را تشکیل دهند، مگر در مناطقی که ممنوعیت فروش خودروهای موتور احتراقی در دهه ۲۰۳۰ اجرایی می‌شود.

هم‌راستا کردن بخش حمل‌ونقل جاده‌ای با هدف خالص صفر، نیازمند مجموعه گسترده‌ای از سیاست‌ها برای ترویج حرکت به‌سوی گزینه‌های سفر با کربن کمتر و افزایش بهره‌وری انرژی عملیاتی و فنی جهت کاهش شدت کربن سوخت‌های مصرفی است. اگرچه سوخت‌های تجدیدپذیر، مانند بنزین تجدیدپذیر، جایگزین خودروهای الکتریکی نخواهند شد، اما مکمل آن‌ها هستند، به‌ویژه در بازارهایی که هنوز مسیر اقتصادی و روشن برای الکتریکی شدن وجود ندارد. برای ترویج پذیرش سریع این سوخت‌ها در بازار، باید تلاش‌ها بر روی اجزای سوخت‌های تجدیدپذیر و سنتتیک متمرکز شود که بتوان آن‌ها را مطابق با استانداردهای سوخت موجود به نسبت‌های بالایی در سوخت‌های متعارف مخلوط کرد.

 

بنزین تجدیدپذیر

در حالی که هدف بلندمدت برای کاهش کربن در بخش حمل‌ونقل، الکتریکی‌سازی کامل است، اما بنزین تجدیدپذیر به‌عنوان یک راهکار انتقالی می‌تواند کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای را در کوتاه‌مدت و میان‌مدت تسهیل کند. این فرآیند می‌تواند ترکیبی از سوخت‌های الکترونیکی (e-fuels) و بیوفیول‌ها را به‌کار گیرد که در رسیدن به بی‌طرفی کربنی مؤثر باشند. علاوه بر این، زیرساخت‌های لازم برای استفاده گسترده از خودروهای الکتریکی هنوز به‌طور کامل فراهم نشده و استفاده از سوخت‌های تجدیدپذیر می‌تواند به پر کردن این خلا کمک کند.

چالش‌ها و فرصت‌ها در بنزین تجدیدپذیر

یکی از چالش‌های اصلی در استفاده از سوخت‌های تجدیدپذیر، مسائل مربوط به زیرساخت‌ها و تغییرات لازم در وسایل نقلیه برای استفاده از این سوخت‌هاست. به‌عنوان مثال، در ایالات متحده، افزایش سطح اتانول در بنزین نیازمند تغییرات زیرساختی و آموزشی است تا مصرف‌کنندگان و بازار بتوانند از مزایای این سوخت بهره‌مند شوند.

بنزین تجدیدپذیر، برخلاف اتانول، می‌تواند به‌طور مستقیم در خودروها و زیرساخت‌های موجود استفاده شود و محدودیت‌های ترکیب‌پذیری را نیز ندارد. این فناوری‌ها قادر به استفاده از طیف وسیعی از خوراک‌ها از جمله زیست‌توده، مواد زاید و الکتریسیته کم‌کربن هستند که نه‌تنها به کاهش انتشار کمک می‌کند، بلکه از منابع تجدیدپذیر استفاده می‌شود و به اقتصاد چرخه‌ای کمک می‌کند.

 

فرآیند تبدیل متانول به بنزین (MTG) یک راهکار قدیمی است که با استفاده از تکنولوژی‌های نوین و خوراک‌های تجدیدپذیر، می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کند. با توجه به اهمیت کاهش کربن در بخش حمل‌ونقل و استفاده گسترده از سوخت‌های فسیلی، این فرآیند می‌تواند به‌عنوان یک راه‌حل مؤثر در کوتاه‌مدت و میان‌مدت در کنار الکتریکی‌سازی خودروها به‌کار گرفته شود.

در این زمینه، مووسه مشاوره سپینود شرق می‌تواند با ارائه مطالعات و تحلیل‌های جامع در مورد این فناوری و محصولات مرتبط، به سرمایه‌گذاران کمک کند تا بهترین تصمیمات را در حوزه توسعه و استفاده از بنزین تجدیدپذیر اتخاذ کنند.

 

 

تهیه شده در گروه مطالعات سپینود شرق