Ero sivun ”Fischer–Tropsch-menetelmä” versioiden välillä

Wikipediasta
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
[arvioimaton versio][arvioimaton versio]
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Rivi 33: Rivi 33:
Fischer-Tropsch-menetelmä on vakiintunutta tekniikkaa ja sitä on jo käytetty suuressa mittakaavassa, mutta sen suosiota heikentävät korkeat pääomakustannukset, korkeat käyttö- ja ylläpitokulut sekä öljyn epävakaa hinta. Erityisesti maakaasun käyttö syötteenä on käytännöllistä vain kaukana asutuksesta sijaitsevien esiintymien yhteydessä, muutoin kaasun suora myynti asiakkaille on tuottoisampaa. Useat yritykset kehittävät teknologiaa maakaasuvarantojen hyödyntämiseksi. Geologien mukaan maakaasun käytön odotetaan saavuttavan huippunsa 5-15 vuotta [[öljyhuippu|öljyhuipun]] jälkeen. Toisaalta tällaiset ennustukset ovat vaikeita tehdä ja usein hyvin epävarmoja.
Fischer-Tropsch-menetelmä on vakiintunutta tekniikkaa ja sitä on jo käytetty suuressa mittakaavassa, mutta sen suosiota heikentävät korkeat pääomakustannukset, korkeat käyttö- ja ylläpitokulut sekä öljyn epävakaa hinta. Erityisesti maakaasun käyttö syötteenä on käytännöllistä vain kaukana asutuksesta sijaitsevien esiintymien yhteydessä, muutoin kaasun suora myynti asiakkaille on tuottoisampaa. Useat yritykset kehittävät teknologiaa maakaasuvarantojen hyödyntämiseksi. Geologien mukaan maakaasun käytön odotetaan saavuttavan huippunsa 5-15 vuotta [[öljyhuippu|öljyhuipun]] jälkeen. Toisaalta tällaiset ennustukset ovat vaikeita tehdä ja usein hyvin epävarmoja.


Fischer-Tropsch-menetelmää voidaan käyttää laajojen hiilivarantojen muuttamiseksi nestemäiseksi polttoaineeksi, jos öljypohjaisten polttoaineiden hinta nousee. Biomassan kaasuttamisen ja Fischer-Tropsch-synteesin yhdistäminen on lupaava reitti uudistuvan tai "vihreän" liikennepolttoaineen tuottamiseksi.
Fischer-Tropsch-menetelmää voidaan käyttää laajojen hiilivarantojen muuttamiseksi nestemäiseksi polttoaineeksi, jos öljypohjaisten polttoaineiden hinta nousee. Biomassan kaasuttamisen ja Fischer-Tropsch-synteesin yhdistäminen on lupaava reitti uudistuvan tai "vihreän" liikennepolttoaineen tuottamiseksi. Vihreä polttoaine syntyy vain biomassoista, fossiilisesta hiilestä tai turpeesta tehty polttoaine aiheuttaa n. kaksinkertaiset hiilidoksidipäästöt verrattuna perinteiseen öljynjalostukseen.


Syyskuussa [[2005]] [[Pennsylvania]]n osavaltion kuvernööri ''Edward Rendell'' ilmoitti <ref>http://www.state.pa.us/papower/cwp/view.asp?Q=446127&A=11</ref> Fischer-Tropsch-tehtaan rakentamisesta. Laitos käyttäisi polttoaineena hiilen louhinnasta jäänyttä ns. jätehiiltä ja se tuottaisi matalarikkistä dieselpolttoainetta. Laitos käyttää Sasolilta ja Shellilta lisensoitua teknologiaa. Osavaltio on sitoutunut ostamaan merkittävän osan laitoksen tuotannosta sekä tarjonnut yhdessä Yhdysvaltojen energiaministeriön kanssa yli 140 miljoonan dollarin verohelpotukset. Muut Yhdysvaltojen hiiltä tuottavat osavaltiot tekevät samankaltaisia suunnitelmia. [[Montana]]n osavaltion kuvernööri ''Brian Schweitzer'' on ehdottanut Fischer-Tropsch-laitoksen rakentamista hiilen muuttamiseksi polttoaineeksi, jotta Yhdysvaltojen riippuvuus ulkomaisista polttoaineista laskisi. <ref>http://www.billingsgazette.com/index.php?id=1&display=rednews/2005/08/02/build/state/25-coal-fuel.inc</ref>
Syyskuussa [[2005]] [[Pennsylvania]]n osavaltion kuvernööri ''Edward Rendell'' ilmoitti <ref>http://www.state.pa.us/papower/cwp/view.asp?Q=446127&A=11</ref> Fischer-Tropsch-tehtaan rakentamisesta. Laitos käyttäisi polttoaineena hiilen louhinnasta jäänyttä ns. jätehiiltä ja se tuottaisi matalarikkistä dieselpolttoainetta. Laitos käyttää Sasolilta ja Shellilta lisensoitua teknologiaa. Osavaltio on sitoutunut ostamaan merkittävän osan laitoksen tuotannosta sekä tarjonnut yhdessä Yhdysvaltojen energiaministeriön kanssa yli 140 miljoonan dollarin verohelpotukset. Muut Yhdysvaltojen hiiltä tuottavat osavaltiot tekevät samankaltaisia suunnitelmia. [[Montana]]n osavaltion kuvernööri ''Brian Schweitzer'' on ehdottanut Fischer-Tropsch-laitoksen rakentamista hiilen muuttamiseksi polttoaineeksi, jotta Yhdysvaltojen riippuvuus ulkomaisista polttoaineista laskisi. <ref>http://www.billingsgazette.com/index.php?id=1&display=rednews/2005/08/02/build/state/25-coal-fuel.inc</ref>

Versio 16. joulukuuta 2008 kello 12.16

Fischer–Tropsch-menetelmä on katalyyttinen kemiallinen reaktio, jossa hiilimonoksidia ja vetyä muunnetaan erilaisiksi nestemäisiksi hiilivedyiksi. Tyypillisesti katalyytit ovat rauta- ja kobolttipohjaisia. Menetelmän ensisijainen tarkoitus on tuottaa synteettistä öljyn korviketta käytettäväksi synteettisenä voiteluaineena tai synteettisenä polttoaineena.

Alkuperäinen menetelmä

Alkuperäistä Fischer-Tropsch -menetelmää kuvaa seuraava kemiallinen yhtälö:

Yllä olevan reaktion lähtöaineet (esimerkiksi CO ja H2) voidaan tuottaa toisilla menetelmillä, kuten esimerkiksi metaanin osittaisella poltolla (kaasusta nesteeksi sovelluksissa):

tai hiilen tai biomassan kaasutuksella:

Hiilimonoksidin ja vedyn seosta kutsutaan synteesikaasuksi. Tuotetut hiilivety-yhdisteet jalostetaan halutunlaiseksi synteettiseksi polttoaineeksi.

Hiilidioksidia ja hiilimonoksidia tuotetaan hiili- ja puupohjaisten polttoaineiden osittaisella hapetuksella. Prosessi on käyttökelpoinen tuottamaan nestemäisiä hiilivetyjä tai vetyä kiinteästä polttoaineesta, kuten hiilestä tai erityyppisistä kiinteää hiiltä sisältävistä jätteistä. Kiinteän aineen hapeton pyrolyysi tuottaa synteesikaasua jota voidaan käyttää suoraan polttoaineena ilman Fischer-Tropsch-muunnosta. Jos tarvitaan nestemäistä öljyn kaltaista polttoainetta, voiteluainetta tai vahaa, voidaan käyttää Fischer-Tropsch-menetelmää. Jos vedyn tuotanto halutaan maksimoida, voidaan käyttää vesi-kaasu-muunnosreaktiota , jolloin tuotokseksi jää vain hiilidioksidia ja vetyä eikä ollenkaan hiilivetyjä. Muunnokset nesteestä kaasumaisiin polttoaineisiin on helppo tehdä.

Historia

Saksalaisten Kaiser Wilhelm -instituutin tutkijoiden Franz Fischerin ja Hans Tropschin keksittyä menetelmän 1920-luvulla siihen on tehty monia muutoksia ja säätöjä. Nykyään termi Fischer-Tropsch käsittää monia samankaltaisia prosesseja (Fischer-Tropsch-synteesi tai Fischer-Tropsch kemia).

Menetelmä keksittiin Saksassa 1920-luvulla nestemäisten polttoaineiden tuottamiseksi. Saksalla oli paljon hiiltä, mutta vain vähän öljyä. Saksa ja Japani käyttivät menetelmää toisen maailmansodan aikana vaihtoehtoisten polttoaineiden tuottamiseen. Saksan vuosittainen synteettisen polttoaineen tuotanto saavutti yli 124 000 barrelia päivässä eli noin 6,5 miljoonaa tonnia vuonna 1944 [1].

Sodan jälkeen vangitut saksalaiset tiedemiehet värvättiin Operaatio Paperclipin kautta jatkamaan työtään synteettisten polttoaineiden parissa Yhdysvalloissa Yhdysvaltojen kaivosviraston Synteettiset nestepolttoaineet -ohjelman alaisuudessa.

Käyttö

Nykyään vain muutamat yritykset ovat kaupallistaneet Fischer-Tropsch-teknologiaa.

  1. Shell käyttää maakaasua Bintulassa, Malesiassa syötteenä matalarikkisten diesel-polttoaineiden ja elintarvikeluokan vahan tuottamiseen.
  2. Sasol käyttää Etelä-Afrikassa hiiltä ja maakaasua syötteenä erilaisten synteettisten öljytuotteiden tuotannossa. Sasol tuottaa suurimman osan maan diesel-polttoaineesta.

Prosessia käytettiin Etelä-Afrikassa apartheidin aikana kauppasaarron aiheuttaman energiapulan takia energian tuotannossa. Menetelmä on saanut uutta huomiota matalarikkisen dieselin tuotannossa dieselmoottoreiden ympäristövaikutusten minimoimiseksi.

Fischer-Tropsch-menetelmä on vakiintunutta tekniikkaa ja sitä on jo käytetty suuressa mittakaavassa, mutta sen suosiota heikentävät korkeat pääomakustannukset, korkeat käyttö- ja ylläpitokulut sekä öljyn epävakaa hinta. Erityisesti maakaasun käyttö syötteenä on käytännöllistä vain kaukana asutuksesta sijaitsevien esiintymien yhteydessä, muutoin kaasun suora myynti asiakkaille on tuottoisampaa. Useat yritykset kehittävät teknologiaa maakaasuvarantojen hyödyntämiseksi. Geologien mukaan maakaasun käytön odotetaan saavuttavan huippunsa 5-15 vuotta öljyhuipun jälkeen. Toisaalta tällaiset ennustukset ovat vaikeita tehdä ja usein hyvin epävarmoja.

Fischer-Tropsch-menetelmää voidaan käyttää laajojen hiilivarantojen muuttamiseksi nestemäiseksi polttoaineeksi, jos öljypohjaisten polttoaineiden hinta nousee. Biomassan kaasuttamisen ja Fischer-Tropsch-synteesin yhdistäminen on lupaava reitti uudistuvan tai "vihreän" liikennepolttoaineen tuottamiseksi. Vihreä polttoaine syntyy vain biomassoista, fossiilisesta hiilestä tai turpeesta tehty polttoaine aiheuttaa n. kaksinkertaiset hiilidoksidipäästöt verrattuna perinteiseen öljynjalostukseen.

Syyskuussa 2005 Pennsylvanian osavaltion kuvernööri Edward Rendell ilmoitti [2] Fischer-Tropsch-tehtaan rakentamisesta. Laitos käyttäisi polttoaineena hiilen louhinnasta jäänyttä ns. jätehiiltä ja se tuottaisi matalarikkistä dieselpolttoainetta. Laitos käyttää Sasolilta ja Shellilta lisensoitua teknologiaa. Osavaltio on sitoutunut ostamaan merkittävän osan laitoksen tuotannosta sekä tarjonnut yhdessä Yhdysvaltojen energiaministeriön kanssa yli 140 miljoonan dollarin verohelpotukset. Muut Yhdysvaltojen hiiltä tuottavat osavaltiot tekevät samankaltaisia suunnitelmia. Montanan osavaltion kuvernööri Brian Schweitzer on ehdottanut Fischer-Tropsch-laitoksen rakentamista hiilen muuttamiseksi polttoaineeksi, jotta Yhdysvaltojen riippuvuus ulkomaisista polttoaineista laskisi. [3]

Lokakuussa 2006 suomalainen paperi- ja selluvalmistaja UPM ilmoitti suunnitelmista tuottaa biodieseliä Fischer-Tropsch-menetelmällä eurooppalaisten tehtaidensa yhteydessä. Raaka-aineena käytettäisiin jätebiomassaa paperin- ja sellunvalmistusprosesseista. [4]

Maaliskuussa 2007 VTT ja Neste Oil julkistivat yhteistyöhankkeen, jossa puuperäisestä raaka-aineesta valmistetaan kaasutusmenetelmällä polttoainetta. Projekti liittyy Neste Oilin ja Stora Enson biopolttoaineyhteistyöhön. Ensimmäisessä vaiheessa Stora Enson Varkauden tehtaan yhteyteen rakennetaan megawattiluokan koelaitos. [5]

Ympäristövaikutukset

Synteettisten polttoaineiden laajamittaisesta tuotosta keskusteltaessa pitää ottaa huomioon kiinteiden ja kaasumaisten hiililähteiden nesteeksi muuntamisen huono energiahyötysuhde. Tyypillisesti prosessien energiahyötysuhde on 30% tienoilla. Huono energiahyötysuhde lisää hiilidioksidipäästöjä. Yhdysvaltojen National Renewable Energe Laboratoryn mukaan hiilipohjaisten synteettisten polttoaineiden tuotanto aiheuttaa lähes kaksinkertaiset hiilidioksidipäästöt öljypohjaisiin polttoaineisiin verrattuna. Myös muiden saasteiden päästöt kasvat suuresti, tosin monet päästöistä voidaan puhdistaa heti tuotantovaiheessa (mitkä saasteet, voisiko joku täydentää?). Hiilen kaappaamista ja varastointia on ehdotettu lieventämään kasvihuonekaasupäästöjä. Vaikka hiilen kaappaaminen on jo rajoitetussa käytössä, sen tekninen ja taloudellinen käyttökelpoisuus on vielä kyseenalaista. [6]

Katso myös


Lähteet

  1. http://www.fe.doe.gov/aboutus/history/syntheticfuels_history.html
  2. http://www.state.pa.us/papower/cwp/view.asp?Q=446127&A=11
  3. http://www.billingsgazette.com/index.php?id=1&display=rednews/2005/08/02/build/state/25-coal-fuel.inc
  4. http://newsroom.finland.fi/stt/showarticle.asp?intNWSAID=14179&group=Business
  5. http://www.vtt.fi/uutta/2007/20070316.jsp
  6. http://www.netl.doe.gov/coal/Gasification/pubs/pdf/GHGfinalADOBE.pdf

Aiheesta muualla

Käännös suomeksi
Käännös suomeksi
Tämä artikkeli tai sen osa on käännetty tai siihen on haettu tietoja muunkielisen Wikipedian artikkelista.
Alkuperäinen artikkeli: en:Fischer-Tropsch process