佛罗里达初创企业得到比尔·盖茨支持,拥有独特的甲烷解决方案 - 彭博社
Aaron Clark
M2X Energy公司在北达科他州的一口油井上的气制甲醇装置。
来源:M2X Energy
半挂车大小的机器可能为化石燃料行业一个主要的甲烷问题提供独特的解决方案。这些机器可以将这种导致全球变暖的气体转化为甲醇,这是一种有用的工业材料和燃料,而不是将其燃烧或排放到大气中。
总部位于佛罗里达的初创公司M2X Energy已从包括比尔·盖茨支持的突破能源风险投资在内的投资者那里筹集了2000多万美元,用于建造其气制甲醇拖车。这种装有甲醇工厂的移动装置可以帮助减少像北达科他州巴肯页岩油区这样的偏远地区的甲烷排放,那里的天然气通常是石油的副产品,由于管道空间不足,燃料无法运往市场。
在美国,2021年,超过286.7亿立方英尺的天然气通过上游石油和天然气设施的燃烧或排放被浪费,尽管实际数字可能要大得多,因为有些排放没有被报告,而且总数不包括一些不追踪数据的主要产油州的排放。即便如此,这足以为大约490万美国家庭提供一整年的天然气供应。全球范围内,根据世界银行的数据,去年通过燃烧浪费了约$159亿的天然气。这种做法也会对气候造成损害。
“解决明火和排气问题的想法,尤其是在石油和天然气行业,这是关于碳排放和甲烷排放的最大问题之一,”M2X首席执行官Max Pieri说,M2X目前在北达科他州的一口井上连接了一个演示装置。
一辆半挂卡车运载着M2X Energy的气体转化为甲醇装置。来源:M2X Energy甲烷由碳和氢原子组成,是天然气的主要成分,对气候造成毁灭性影响。这种看不见、无味的气体在前20年的大气中具有超过80倍二氧化碳的温室效应。虽然通过明火燃烧气体显著减少了气候影响,但这种做法并不理想,因为它浪费了本来可以出售的燃料,并且仍然会导致全球变暖,因为燃烧产生的副产品是二氧化碳。
新研究还表明,明火可能比以前认为的对气候影响更大。政府和行业过去一直假定明火以98%的效率燃烧甲烷。但科学家使用飞机采样穿越美国三个化石燃料盆地发现,明火实际上只破坏了91.1%的甲烷。根据去年《科学》杂志发表的一项研究,这一新数据占美国石油和天然气甲烷排放总量的4%至10%。
油井通常产生混合原油、天然气和水的混合物,通过加热进行分离。当M2X拖车到达现场时,通常被输送到远离安全距离的火炬的天然气被通过管道转移。尽管M2X在巴肯的初始示范项目使用补充电力和外部冷却器来获取有关电力和冷却器需求的数据,未来的商用装置将完全由该装置改装的内燃机提供动力,该内燃机由天然气流提供燃料。
M2X Energy在北达科他州的一口油井上的气制甲醇装置。来源:M2X Energy一旦进入拖车,引擎氧化气体产生一种称为合成气的氢和一氧化碳的混合物。通过将合成气经过标准甲醇氧化锌催化剂,甲醇得以生产。
世界上大多数甲醇是在大型集中设施中使用天然气或煤制造的,那里将化石燃料在催化剂存在下与蒸汽加热转化为合成气。即使支付天然气费用,这种规模化的过程也是具有成本效益的。M2X还计划向生产商支付天然气费用,尽管价格可能降至零,或者根据甲烷法规,钻井公司甚至可能向M2X支付费用,根据这家初创公司的说法。该公司拒绝透露其生产成本,尽管皮埃里表示与传统方法相比,“效果不错”。
甲醇主要用作生产甲醛等化学品的原料,它是从汽车零部件到油漆再到建筑材料等成千上万种产品的基础。根据甲醇协会的数据,每年大约生产9800万公吨甲醇。
但这种化合物在能源转型中也可能发挥重要作用,因为作为燃料燃烧时,它产生的CO2和颗粒物比许多其他化石燃料衍生产品少。这意味着它可以帮助减缓像海上运输这样的行业对气候的影响。尽管全球约20%的供应目前被混合到汽油中并用于替代燃料,但与传统燃料如柴油相比,这种化合物仍然面临一些挑战,因为它的每升能量较少。
各行业中的甲醇用途
超过四分之三的这种化学基础物质用于衍生化学品和石化原料。
来源:BloombergNEF,甲醇研究所
虽然捕捉本应被焚烧或排放的化石气体并将其用作生产甲醇具有气候效益,但这种方法也可能加剧对化石燃料的依赖,BloombergNEF的分析师Anastacia Davies表示,预计来自可再生能源的甲醇在全球能源转型中将发挥重要作用。预测。
“作为燃料,来自焚烧气体的甲醇比来自化石燃料生产的甲醇要好,但不及来自可再生能源和直接空气捕集的甲醇,” Davies说。
M2X并不是唯一一家试图解决废气问题并从中获利的公司。德克萨斯州的加密货币矿工们宣称,他们将发电机连接到本应被浪费的气体上,以此来为用于创建新比特币的庞大计算机阵列提供动力。其他人则考虑建立可以使用多余气体供电的数据中心。
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但是,生产过程中天然气流量的自然间歇性、天气条件和波动的电力价格可能会给这些操作带来挑战。M2X表示,由于其每个气甲醇装置每天可以处理的天然气量在35,000标准立方英尺至120,000标准立方英尺之间,它们可以适应油气井中流量的正常变化。而且由于甲醇在常温下是液体,因此易于储存和运输。
M2X预计在未来一到两年内在美国和国际油田部署多达十几个装置。该公司在美国的商业模式是直接从运营商购买滞留的天然气,在现场加工并出售甲醇。在全球范围内,该公司预计将这些装置直接销售给能源生产商。
“我们的目标是所有那些没有基础设施来收集天然气并将其输送到管道上的地方,”M2X的皮埃里说。