שימוש במתנול כתחליף דלק

ליאור שמואלי

מתנול (Methanol) הוא כוהל טהור שנוסחתו הכימית היא CH3OH המופיע כנוזל חסר צבע. המתנול מופק בעיקר מגז טבעי, אולם ניתן לייצרו גם ממקורות מתחדשים, כגון: פסולת עירונית ופליטות פחמן דו חמצני. תהליך זה יקר יותר, אולם בגרמניה, למשל, הוא נעשה באופן קבוע משום ששוק הפסולת באירופה מפותח ויעיל. בפועל, תהליך הייצור מתרחש על ידי המרה של גז מתאן לגז סינתזה (syngas) שממנו באמצעות ריאקציה קטליטית ניתן לייצר מתנול, אמוניה ואדי מים.

 

המתנול משמש כחומר גלם וממס בתעשייה הכימית והפרמצבטית, בייצור מוצרי פלסטיק, חומרי בנייה,  שרפים, צבעים ועוד. במקביל, המתנול משמש כתחליף או תוסף לדלק לשימושים שונים, וזאת לאור האוקטן הגבוה שלו ורמת הבטיחות הגבוהה יחסית בשימוש בו בהשוואה לבנזין (בשל טמפרטורת הצתה גבוהה וקצב התפשטות איטי יותר). בזכות תכונות אלה, תערובות המתנול משמשות כדלק נבחר במרוצי פורמולה 1, דראג וראלי. יחד עם זאת, הערך הקלורי של מתנול נמוך מבנזין וסולר ולכן הכמות הדלק הנדרשת לאותה תפוקת אנרגיה גדולה יותר מאשר תזקיקי נפט רגילים.

הזמינות של המתנול גבוהה וזה שנים הוא משמש ברחבי העולם תחליף לדלק קונבנציונלי. בסין, למשל, צריכת המתנול הולכת וגוברת ומשנת וב- 2016 נעשה שימוש בכ-500,000 חביות ליום של מתנול לצרכי תחבורה, שהם כחמישה אחוזים מתמהיל מקורות האנרגיה לתחבורה בסין.

שימוש בתערובות מתנול כתחליף דלקים לתחבורה

בשנים האחרונות נערכו בארץ מספר ניסויים לשימוש במתנול כמרכיב בלילה בדלק. במסגרת ניסויים אלה נבחנו דגמים שונים של כלי רכב אשר השלימו נסועה של כשני מיליון קילומטר במצטבר. לאחר השלמת ניסויים בין קבוצה ישראלית לפיאט-קרייזלר פורסם תקן רשמי לאומי ראשון מסוגו עבור תערובת של 15 אחוזים מתנול עם בנזין ובעקבותיו הושק הדגם Fiat 500-M15 המונע בדלק M15 או בבנזין ועונה לתקני פליטה Euro 6.

להבדיל מכלי הרכב הישנים, שבהם שימוש במתנול מחייב לעיתים התאמה של צנרת הדלק הגמישה שמזינה את הדלק למנוע עצמו, הרי שכיום מתאימות יצרניות הרכב את מערכת הדלק בדגמים החדשים לסוגים של דלק שמכילים אלכוהול (כגון: E10), ואין צורך לבצע התאמות נוספות בדגמים אלה.

במקביל לשימוש בתערובות מתנול כתחליף לבנזין, הורחבו הניסויים גם לשימוש 100 אחוז מתנול (M100) בכלי רכב כבדים המונעים בסולר, שכידוע הם המזהמים העיקריים בענף התחבורה.

 

שימוש במתנול כתחליף דלק נקי לייצור חשמל

פרויקט שנערך בישראל וראשון מסוגו בעולם הוא שימוש במתנול כתחליף סולר לייצור חשמל. החל משנת 2014, לאור הצורך להגביר את אמינות אספקת החשמל לעיר אילת ולהפחית את פליטת המזהמים מהתחנה, הותאמה תחנת הכוח בעיר בהספק של כ- 50 מגה-וואט לפעולה על מתנול. בהשוואה לשריפת סולר, שריפת המתנול נקייה יותר ומפחיתה 80 אחוזים בתחמוצות חנקן (NOx), ומגיעה להפחתה גדולה עוד יותר בכמות החלקיקים הנשימתיים ותחמוצות הגופרית (SOx) הנפלטים מהתחנה.

תהליך ההתאמה דרש הגדלת יכולת הספיקה של פיות ההתזה במבער לאור הערך הקלורי הנמוך יחסית של מתנול לעומת סולר, וכן התאמה של מערכת הבקרה של התחנה כך שתפעל על מתנול. כיום, תחנת הכוח באילת פועלת על מתנול מסביב לשעון ומאפשרת אספקת חשמל לעיר.

ייצור אנרגיית גאות ושפל

טיפה בים הזיהום

אניית מטען אחת פולטת גזים רעילים כמו 50 מיליון מכוניות. הנתון המדהים הזה היה הכותרת של כתבה ב"גארדיאן", אי שם בשנת 2009. עוד לפני כן, השאיפה למצוא דלקים חלופיים בענף הספנות היא לא חדשה ובקרוב ייכנסו לתוקף התקנות שהחמיר ארגון השיט הבינ"ל (IMO) ברגולציה הסביבתית בנושא פליטות תחמוצות גופרית מכלי שיט. כיום שטות רוב הספינות על דלק מנפט כבד או דיזל, שני סוגי דלק שפולטים תחמוצות חנקן וגופרית הנגרמות משריפת הדלק באניות. לפי התקנות החדשות נקבע איסור על פליטה מכוונת של חומר מדלל אוזון ואף צעדים שיש לנקוט כדי לצמצם את פליטת החומרים האורגניים הנדיפים לאטמוספירה, אלו המשתחררים ממוצרי נפט בעיקר במהלך טעינה של אנייה. נוסף על כך, נקבעו אזורים מיוחדים שבהם נאכפות דרישות מחמירות יותר בנושא פליטת תחמוצות גופרית ותחמוצות חנקן מאניות.

לאור השינויים החלו חברות ספנות לחפש תחליפי דלק מתאימים יותר, כאלו שגם יש להם כדאיות כלכלית. כך למשל, חברת Stena הסבה את המעבורת שנוסעת בין גוטנברג בשוודיה לקיל בגרמניה למתנול. במסגרת הפרויקט, אשר נתמך גם על ידי האיחוד האירופאי, הוסב מנוע המעברות מתוצרת Wartsila בהספק 24MW על ידי החלפת משאבות הדלק ומערכת ההזרקה בלבד. הפרויקט תרם להפחתה של כ- 60 אחוז בפליטות ה- NOx ולהפחתת חלקיקי העשן בכ-90 אחוז, לעומת המנוע הקודם. נוסף על Stena, גם חברות אחרות כמו Mitsui ו- MV Lindanger, השיקו כלי שיט המונעים במתנול, ובשנה האחרונה אף הגדילה לעשות חברת הספנות Waterfront ורכשה צי של שבע מכליות בגודל 50,000 טון כל אחת המונעות במתנול. עלות ההסבה למנוע שעובד על מתנול היא נמוכה מעלות ההסבה למנוע גז טבעי, בשל איכויות הדלק. הדבר נכון גם לגבי מכוניות, אגב.

 

אז למה באמת המתנול לא הפך להיות משמעותי בכלי הרכב שלנו ? לא רק בגלל החשש מביצוע התאמות בחלק מהמנועים, או הקשיים בהחדרת מוצר חדש לשוק מסורתי. תוסיפו לזה את השליטה של תעשיית הפחמימנים בשוק הדלקים ואת הרגולציה שמהססת לתת לו תמריצים לעומת גז טבעי, ותקבלו מדוע המתנול לא זוכה לאותה תשומת לב שלה זוכה האתנול בארה"ב ובברזיל בזכות לובי חקלאי חזק. ואולם, הדיונים הארוכים שמקיימים כיום יצרני הרכב על המתנול והיתרונות הגלומים בו מאותתים על כך שגם לתחליף הדלק הזה יש עתיד.