Oppsigelse av metanol som marin drivstoff fører til tilbakeslag

For noen dager siden vurderte jeg Methanex' påstander om at dets metanoldrevne seiling over Atlanterhavet var karbonnøytralt. Min mening etter å ha sett på hva de gjorde? Grønnvasking. Men det har dukket opp et par utfordringer i oppgaven min med å avfeie metanol helt som et erstatningsbrensel til mariner, og en av dem var til og med høflig og informativ.

Som en påminnelse om Methanex-påstandene, hadde selskapet hentet kanskje 5 % metan fra biologiske kilder som de hevdet ellers ville ha blitt luftet ut i atmosfæren, blandet det med 95 % naturgass og deretter kjørt det gjennom sin normale metanolproduksjonsprosess. Det er dampreformering for å lage en syntetisk gass som de destillerer til metanol. Alt som brenner 95 % naturgass er ikke klimanøytralt, og å utvide biometan anaerob fordøyelse er en dårlig idé fra et klimaperspektiv, så jeg ga denne innsatsen en negativ vurdering.

Videre hevdet jeg at metanol ikke var et flott marin drivstoff, ettersom vanlig metanol koster omtrent det dobbelte av hva diesel ville koste, tar opp over dobbelt så mye volumet for samme avstand, noe som reduserer lastekapasiteten, og hadde praktisk talt samme karbonutslipp som diesel når uavhengig CO2e-tall for metanol ble brukt, og mer enn doblingen av drivstoff ble tatt med. Når vi tar i betraktning syntetisk metanol, bygget opp av hydrogen, oksygen og karbon i godt forstått prosesser, ville det være omtrent fire ganger så dyrt og ville multiplisere hva som helst karbongjelden til elektrisiteten som brukes av flere multipler, et sentralt problem med hydrogen og syntetisk brensel.

Så jeg klødde meg i hodet over Maersks preferanse for drivstoffet også. Den marine shippinggiganten har kjøpt en haug med dual-fuel skip og har hentet nok grønnaktig metanol til å drive dem for kanskje 1-2% av deres årlige seilinger. Resten av tiden kjørte de på avfallsrester fra råoljeraffinerier som ikke er vant til å asfaltere veier. Jeg har ikke vurdert hver av Maersks avtaler og prosesser for metanolinnkjøp til å være mer enn mistenksomme at de sannsynligvis har mer av skallspillet som Methanex bruker. Kanskje jeg vil kaste et gulsott øye over hver av Maersks påstått grønne metanol-oppkjøp nå som jeg vet hvor merkelig regnskapet kan være.

Metanol for fraktvurdering vakte oppmerksomhet. En daglig leder for den globale marine- og bakkebaserte kraftmotorprodusenten Wärtsilä kommenterte, ikke spesielt sivilt, på LinkedIn med forskjellige i det minste delvis rimelige innvendinger. Administrerende direktør for en leverandør av metanol for energi kom med noen nyttige og mindre nyttige innvendinger, men veldig pent. En avkarboniseringsrepresentant for det svenske skipsprodusenten og operatørselskapet Stena Sphere satte pris på den vitenskapelig- og økonomibaserte vurderingen. Administrerende direktør i den globale metanolhandels- og lobbyorganisasjonen var forståelig nok uenig, men mindre forståelig usivil i sine kommentarer (pro-tips til fagforeningssjefer: jobben din er PR og lobbyvirksomhet, ikke å være frekk på internett mot analytikere). Methanex og dets shipping-datterselskap var tause, men kanskje som 800-pundsgorillaen i den globale metanolindustrien, ga de ganske enkelt sjefen for lobbyorganisasjonen hans marsjordre.

Mens min optimistisk septembervurdering av at den europeiske energikrisen er et omdreiningspunkt for faktisk lavkarbonproduksjon og HVDC-sammenkoblinger for strategisk energiavhengighet, hadde langt flere lesere, ca. 500,000 20 sist gang jeg sjekket, er det klart at metanolbiten tiltrakk seg senior øyne til tross for kanskje en XNUMX. lesertall i ulike former.

De fleste av argumentene ble trivielt diskontert. En person hevdet at metanol var et levedyktig fraktdrivstoff fordi det hadde blitt brukt til å krysse Atlanterhavet, og ignorerte den miljømessige og økonomiske gjennomførbarheten og sammenligningene jeg hadde gjort. Folk som investerte skattemessig, følelsesmessig eller både i hydrogen og syntetisk drivstoff hevdet at jeg var partisk mot hydrogen og e-drivstoff, og ignorerte alle fysikk-, økonomi- og karbonarbeidene jeg har publisert. Andre hevdet at alt fraktdrivstoff var giftig, så bare ikke drikk det, og ignorer organskadene som kan oppstå bare ved å ha det på huden din. Metanol er mer et helseproblem for mennesker enn resid eller diesel, selv om det ikke er på langt nær så ille som ammoniakk, og å gå bort fra tryggere valg til mindre trygge valg er vanligvis en dårlig idé og ganske enkelt avvist. Samme samme, som de sier i Singapore.

Men det var tre poeng verdt en dypere vurdering.

Luftforurensing

Det første jeg kjøper ut av esken, at metanol brenner renere enn diesel eller rest. Det er sant. Det er en alkohol og rene alkoholer brenner renere enn fossilt brensel. Det er tre hensyn her for meg. Den store er at jeg anslår at hele innlandet og to tredjedeler av skipsfarten nær kysten vil gå over til batterielektrisk, bare de lengste reisene vil kreve forbrenning av et eller annet drivstoff, at disse reisene vil reduseres betydelig på grunn av nesten eliminering av bulktransport av fossilt brensel og reduksjon av frakt av råjernmalm, og så forurensninger fra ethvert marint drivstoff vil være mye mindre globalt og mye lenger unna mennesker. Den andre er at min foretrukne rute, biodrivstoff, også brenner renere enn fossilt brensel, så det er et kontinuum av forurensning. Som et resultat, uten å fordype meg mer i dette, anser jeg det ikke som en betydelig fordel.

Wärtsilä GM var den som tok opp dette, og som jeg diskutert med det firmaets globale VP for energilagring og -optimalisering, Andrew Tang, for en stund siden, er omtrent halvparten av firmaets virksomhet kraftproduksjonsenheter på land, så det er forståelig hvorfor firmaet håper å erstatte diesel med noe annet for det markedet. Beklager, Wärtsilä, din landbaserte kraftproduksjonsvirksomhet går i vanskelige tider de kommende årene. Tangs forretningslinje vil dominere energidivisjonen din i stedet, og marinmotorvirksomheten din kommer også til å slite med elektrifisering.

Energikostnad

Det neste punktet som ble reist var en påstand fra metanollobbysjefen om at jeg hadde antatt feil grunnlinje for prisen på metanol vs diesel. Jeg hadde sett over historiske priser for begge, ikke de rare de siste årene, og funnet ut at de begge var omtrent $1.80 per US gallon eller $0.48 per liter i gjennomsnitt. Jeg er komfortabel med at kildene jeg så på var nøyaktige, men for å være tydelig, de var hver enkelt, sammenlignbare kilder for USA, dekket ikke engroskjøp med metriske tonn og så ikke på avvik i forskjellige globale markeder. Hvis mine kilder var for snevre og geografien var en ytterside, ville kostnadsvurderingen min vært feil.

Sammenligningen jeg har utarbeidet er for kontrakterte metriske tonn metanol og diesel i tre geografier: USA, Europa og Kina. Spotmarkedsprisene svinger og er vanligvis billigere, men bunkring av skip krever hundretusenvis av tonn drivstoff daglig i store havner, så spotpriser er ikke det riktige målet. Jeg har forsøkt å få en sammenligning mellom epler og epler her, men det er utfordrende på tvers av bearbeidede varer, spesielt når det ene alltid er et drivstoff og det andre praktisk talt alltid er et industrielt råmateriale. Som alltid, hvis dette er en upassende antagelse eller du har bedre kilder, gi meg beskjed.

Den beste kilden for metanolpriser i bulk jeg var i stand til å finne var fra Singapore konsulentselskap MMSA. De viste gjennomsnittspriser i Nord-Amerika, Europa og Kina som fulgte hverandre til et gjennomsnitt på rundt 500 dollar per metrisk tonn fra 2001 til 2020. Ettersom praktisk talt all metanol er laget av naturgass, økte prisene ikke overraskende høsten 2022 med global prisøkning på naturgass.

Som jeg har påpekt noen ganger, har naturgassprisene beveget seg fra å være stabile og lave kostnader fra tidlig på 2000-tallet til omtrent 2020 til å klatre over inflasjonsraten og være mer volatile, ettersom skiferolje- og fracking-revolusjonene har blitt utfordret. av altfor gjeldsbelastede forretningsmodeller og globale oljepriskriger rettet mot høyere priset ukonvensjonell utvinning som skiferolje, som vanligvis kommer med fordelen av salgbar naturgass. Forvent at metanolprisene vil stige over inflasjonsnivået i gjennomsnitt, og bli høyere som et resultat.

Det var ingen sammenlignbar kilde for diesel, og derfor ble flere kilder samlet. VVM-data har den amerikanske gjennomsnittlige engrosprisen på diesel til $500 per tonn, nesten identisk med metanol, som min opprinnelige vurdering hadde rapportert. Samle data fra et par kilder (nåværende, 2018-2019, 2017) for Kina antyder en engrospris på diesel på rundt 1,100 dollar per tonn i gjennomsnitt de siste årene. Ulike kilder (en, to, tre) foreslår at den europeiske gjennomsnittlige bulkprisen per metrisk tonn er rundt $750.

Som en merknad er dette et interessant motpunkt til Kinas 40% kjøpekraftsparitetsfordel over Europa og USA, noe jeg diskuterte i en dialog med Tsinghua University i Beijings PBC School of Finance nylig. Det kan være en driver for Kinas betydelige fordel i forhold til disse geografiene, men spesielt USA vei og rail elektrifisering.

Min opprinnelige vurdering brukte amerikanske priser, og klart at bulk forholdet forblir det samme. Kostnaden per energienhet er 2.2 ganger høyere med metanol, som nevnt. For Europa er spredningen lavere, så det ville bare koste i gjennomsnitt 1.5 ganger så mye å drive et skip med metanol som med diesel. Kina var en interessant uteligger. Det er uklart hvorfor dieselen i gjennomsnitt er så mye dyrere i bulk enn i Europa eller USA, men etter å ha triangulert så godt jeg kunne i det alltid data-ugjennomsiktige landet, ser det ut til at det vil være kostnadsparitet for uforminsket metanol og diesel.

Vær oppmerksom på at disse prisene er for den "beste" dieselen typisk, lavere svovel, renere brennende varianter egnet for bruk i nærheten av mennesker. Men mest maritim skipsfart går på rest, det billige og skitne avfallet fra raffinering av råolje etter at alt av høyere verdi er fraksjonert. Det er i utgangspunktet flytende asfalt. Å erstatte resid er økonomisk utfordrende for ethvert alternativ, men som dette viser, vil metanol bli dyrere uansett de fleste steder.

Så den utfordringen var verdt å grave i. Det det viser er at med fossilt metanol er det ingen prisfordel i noe marked fremfor diesel, så ingen økonomisk grunn til å bytte. Som jeg påpekte, ville fossilt metanol fortsatt slippe ut 97% av CO2e som diesel, så det er ingen fordel å bytte dit. Det er mer giftig, så det er en streik mot det. Og fordelene med tanke på luftforurensning reduseres med batterielektrifisering av nesten alt i nærheten av mennesker og avtagende frakt over lengre avstander.

Selv om kostnadsavviket ikke var så høyt globalt som jeg hadde forventet, var dette en nyttig øvelse i å sammenligne potensielle energikilder i bulk globalt, så i det minste for det kan jeg takke administrerende direktør i metanollobbyforeningen, om ikke annet, inkludert mangelen på sivile interaksjoner.

Biologisk metanol

Den andre utfordringen som er verdt å vurdere er biologiske veier til metanol. Jeg hadde en mistanke om at alle veier ville føre gjennom biometan med høyt globalt oppvarmingspotensial, og det ser ut til at mistanken var velbegrunnet.

Den første veien er en jeg allerede hadde sett på, Methanex' påstand om å bruke biologisk hentet metan i sin standard metanolproduksjonsprosess, om enn ved slike homeopatiske fortynninger som gjorde den fullstendig grønnvasking. Det er flere kilder til biometan, og det er et stort håp fra naturgassindustriens side om at de vil bli ansett som en passende erstatning for fossil metan, men jeg er imot utvidelse av dette markedet.

Metanutslipp skjer på grunn av våre menneskelige økonomiske systemer noen få steder. Ikke overraskende er fossilt brensel det store problemet, og å eliminere bruken av dem med unntak av industrielle råvarer som ikke brennes er jobb en. Som et notat vil blått og svart hydrogen fra kull og naturgass opprettholde disse metanutslippene, et sentralt problem. Som et annet notat, er prosentandelen fra naturgass utvilsomt lav i dette, ettersom de siste tre årene har sett en rekke rapporter og studier som viser mye større lekkasje i USA og faktisk rundt om i verden fra naturgass enn historisk sett. .

Storfe, geiter, sauer og bøfler har tarmmikrober som bryter ned vegetasjonen de spiser og frigjør metan. Det metanet slipper ut i atmosfæren når dyrene raper. Det er et problem som ikke er rimelig å prøve å fange opp. Det er altfor diffust. Minimering av utslipp er den fornuftige strategien der, og det er det flere kosttilskudd og strategier som vil hjelpe med det. Det er også verdt å merke seg at selv om vi har mange av disse dyrene domestisert globalt, pleide det å være store ville flokker av mange av dem før vi ble involvert. Det er vanskelig å bestemme avvikene. På et tidspunkt regnet jeg ut at det bare var tre ganger så mange storfe i USA i moderne tid som bison og andre hovdyr i historisk tid før vår ankomst, men andre beregninger viser større antall. Oppfordringer om å redusere kjøttforbruket fra disse kildene er rimelige å forstå, men feiler en av mine grunnleggende filtre for løsninger, ved at det ville kreve at menneskets natur endres globalt. Vi kommer til å sitte fast med noe av dette fremover.

Gjødselhåndtering er en annen viktig kilde på linje med rapende husdyr. Hauger med storfegjødsel og dammer med grisegjødsel brytes ned anaerobt - uten tilstedeværelse av oksygen - for å lage metan også. Frittgående storfegjødsel brytes også delvis ned på denne måten, men det er mye mer oksygen for aerob nedbrytning som skaper karbonnøytral CO2 i stedet også, så det er lavere i forhold.

Det er mye arbeid som gjøres maksimere produksjonen av metan fra gjødsel. Det er riktig, for å maksimere det. Det er en type teknologi som kalles en anaerob koker. Legg husdyrgjødsel eller annen avfallsbiomasse inn i det, og det eliminerer oksygen fra å komme på det, så den eneste formen for fordøyelse er anaerob, og gassen som kommer ut er svært høyt globalt oppvarmingspotensial metan.

Mer produksjon av biometan gjennom denne ruten er, etter min mening, en veldig dårlig idé. Det er prosesser som går direkte fra anaerob nedbrytning til å lage flytende drivstoff uten lekkasje som er bedre. En godt designet og veldrevet biologisk prosess som samler opp biomasse og mater den gjennom et forseglet industrielt system som produserer biologisk hentet metanol kan være et fornuftig valg.

Det globale markedet er for tiden 170 millioner tonn metanol, og jobb en er å dekarbonisere det, ikke skape et nytt metanolmarked der det ikke eksisterer. Som jeg påpekte i den første artikkelen, er CO2e-utslippene fra dagens metanolproduksjon i størrelsesorden en kvart milliard tonn årlig, noe som er betydelig. En god og tett forseglet biometanolvei som presset dyremøkk gjennom til flytende metanol for industriell bruk ville være en god vei.

Men selvfølgelig, veier som går direkte til biodiesel og biokerosen, drivstoff med høyere energitetthet som er pluggkompatible med hele maritime og flydrivstoffindustrier, eksisterer i dag. Å kreve kapitalutgifter for lavere energitetthet, lik CO2e, dyrere, mer giftig drivstoff ser ut til å være kontraindisert.

Deponier er en annen stor kilde til menneskeskapt metan. Stable en haug med ting inkludert mye biomasse i en grop og dekk den over, og det resulterer i anaerob nedbrytning. Det er en bekymring, og det er tre veier for å håndtere det. Den første er å slutte å legge biomasse i deponier, og i stedet omdirigere den til kompostering og biomasseråstoff for lavkarbonprosesser som biodiesel og biokerosen. Det andre er å brenne det lokalt, gjerne i mindre kraftproduksjonsenheter. Konvertering av metan til CO2 reduserer dens globale oppvarmingseffekt med 29-86 ganger, og genererer nyttig elektrisitet. Det store flertallet av metan fra deponier er fra biomasse som er moderne, ikke fossilt brensel, så å konvertere metanet tilbake til CO2 er mye nærmere karbonnøytralt. For det tredje ville det vært bedre å bare fakle det av, brenne det uten å gjøre noe annet, men fakkeldata viser at mengden metan omdannet til CO2 er mye lavere enn historiske estimater.

Og for det fjerde er det rimelig ved første øyekast å anta at å sette et metanolproduksjonsanlegg på et stort deponi har en rimelig måte å dekarbonisere deler av metanolforsyningen på. Det er verdt å merke seg at et tonn metanol krever 0.6-0.7 tonn metan, slik at 170 millioner tonn årlig tilførsel krever omtrent 110 millioner tonn metan. Kontekstmessig produserer amerikanske søppelfyllinger rundt 4 millioner tonn metan årlig, og det er et svært høyt avfallssamfunn. Et enkelt moderne, høyeffektiv metanolanlegg krever omtrent 3,000 tonn metan om dagen, eller omtrent en million tonn hvert år, en fjerdedel av det totale USA. Det er over 1,200 store deponier i USA, så ingen av dem er i nærheten av å oppfylle behovene til et enkelt høyeffektiv metanolanlegg. Metanutslipp fra deponi må samles opp gjennom et diffust og permeabelt sett med innsamlingsanordninger for å samle nok av det til å garantere effektiv biometanolproduksjon. Å erstatte ett sett med tette metankilder og et høyeffektivt distribusjonssystem som lekker med et helt nytt sett med bittesmå, ineffektive og utvilsomt utette rør og samlere er ingen løsning.

Deponimetan bør reduseres årlig som et problem og/eller ressurs, avhengig av hvordan du ser på det, og det er det amerikanske data viser. Og mens biomassefermenteringsveier til biodrivstoff produserer CO2, er det åpenbart en brøkdel av bekymringene for global oppvarming av metan.

Min sterke preferanse er å eliminere menneskeskapte metanutslipp så mye som mulig, og å bruke eller nedgradere GWP for resten. Å gjøre biometan til et fraktdrivstoff vil gå i motsatt retning. Som jeg bemerket i min opprinnelige vurdering, selv med elektrifisering av mye av skipsfarten og nedgang i bulkfrakt, hvis metanol var det foretrukne fraktdrivstoffet, ville metanolvolumene tredobles årlig, derav den globale lobbygruppen og Methanex' interesse i å få det til ekte.

Enhver energivei som går gjennom metan er sannsynligvis et problem med utslipp av global oppvarming, men det er et annet problem med det også. Frem til 2022 var biometan dobbelt så dyrt som naturgass. Siden metan er den primære kostnadsdriveren for metanol, vil dobling av kostnaden for den primære inngangen også øke prisen på metanol.

Ikke-metangassveier

Det er ikke-metan-veier til metanol. En sivil kommentator påpekte Enerkems prosess. Den tar blandet fast, plast og biomasseavfall og setter det gjennom en proprietær termokjemisk prosess som produserer syngass, etanol og metanol. Teknologiens proprietære natur gjør det vanskelig å vurdere, men Paul Martin er det avviser denne kategorien sterkt av teknologier, og påpeker at det store flertallet av energienhetene fra dem er fra plast laget av fossilt brensel. Som en påminnelse er denne typen kjemiske anlegg akkurat det Martin har designet og bygget for kunder i 30 år: han er en ekspert på dette feltet. Å lage fossilt brensel til plast og deretter gjøre om plastavfall til metanol for å brenne i sjøfart er ikke en god syklus. Det er uklart hva prisen er for denne metanolen, men minst en påstand er at siden dumpere må betale for å legge søppel på søppelfyllinger, er råstoffet i hovedsak gratis.

En annen tilnærming samme kommentator pekte på er kraft og biomasse til X (PBtX) teknologier. Men som den koblede metaanalysen viser, for å få betydelig økonomisk verdi ut av det, må du elektrolysere en haug med vann for å lage hydrogen for å supplere prosessen, og med de optimistiske forutsetningene resulterer det fortsatt i betydelig dyrere metanol. Er dette en levedyktig vei for å avkarbonisere det eksisterende klimaproblemet med en kvart milliard tonn CO2e-metanol? Muligens. Er det en vei til å tredoble metanolvolumene for å drive sjøfart? Lite sannsynlig.

Det er verdt å merke seg en annen ting om de ovennevnte veiene til metanol: de brukes ikke av det store flertallet av metanolprodusenter. De produserer metanol fra naturgass med en dampreformeringsprosess drevet ved å brenne mer naturgass for å lage syngass som destilleres til metanol. Ingenting av dette er proprietært. Ikke mye av det er nyttig når det gjelder å lage faktisk lavkarbonmetanol. Metanolindustrien kan grønnvaske seg med dem, men den omfavner dem ikke.

Som alltid var det flott å få tilbakemelding fra informerte folk angående min innsats. Og som alltid tok jeg utfordringene på alvor og jobbet meg gjennom konsekvensene.

Jeg er fortsatt ikke overbevist om at metanol er verdt å vurdere som fraktdrivstoff sammenlignet med alternativene. Dens høye karbonpris er fortsatt høyere enn dagens drivstoff. Alternativene med lavere karbon er enten greenwashing eller mye dyrere enn andre biodrivstoff. De fleste prosessene for metanol går fortsatt gjennom metan med sitt høye globale oppvarmingspotensial, og noe som må reduseres betydelig som jobb én, ikke maksimeres. Dyremøkk og annet biomasseavfall kan omdannes til biodiesel like lett som til metanol og uten en metanfase som øker risikoen for lekkasje. Jeg er overbevist om at jobb en med metanol er å dekarbonisere eksisterende bruksområder før man finner opp nye.

Og så er jeg tilbake til batterier og biodrivstoff - men sannsynligvis unntatt biometanol - som fremtidens marine skipsenergikilder.

Jeg liker ikke betalingsmurer. Du liker ikke betalingsmurer. Hvem liker betalingsmurer? Her på CleanTechnica implementerte vi en begrenset betalingsmur en stund, men det føltes alltid feil – og det var alltid vanskelig å bestemme hva vi skulle legge bak der. I teorien ligger ditt mest eksklusive og beste innhold bak en betalingsmur. Men da er det færre som leser den! Vi liker bare ikke betalingsmurer, og derfor har vi bestemt oss for å droppe vår. Dessverre er mediebransjen fortsatt en tøff, tøff virksomhet med små marginer. Det er en uendelig olympisk utfordring å holde seg over vann eller kanskje - gispe — vokse. Så …

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• kilde: https://cleantechnica.com/2023/03/10/dismissal-of-methanol-as-marine-fuel-leads-to-pushback/