وقود الميثانول

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يُعدّ وقود الميثانول وقودًا حيويًا بديلًا لمحركات الاحتراق الداخلي وغيرها من المحركات، سواءً بالاشتراك مع البنزين أو بشكل مستقل. يُعتبر إنتاج الميثانول (CH₃OH ) بشكل مستدام أقل تكلفة من إنتاج وقود الإيثانول ، على الرغم من أنه أكثر سمية منه وأقل كثافة طاقة من البنزين . يُعتبر الميثانول أكثر أمانًا للبيئة من البنزين، فهو عامل مضاد للتجمد، ويمنع تراكم الأوساخ والرواسب داخل المحرك، كما يتميز بدرجة حرارة اشتعال أعلى وقدرة على تحمل ضغط يعادل ضغط البنزين عالي الأوكتان . [ 1 ] ويمكن استخدامه بسهولة في معظم المحركات الحديثة. [ 2 ] ولمنع حدوث ظاهرة انحباس البخار نتيجة لكونه وقودًا نقيًا وبسيطًا، يمكن إضافة نسبة صغيرة من وقود آخر أو بعض الإضافات. يمكن إنتاج الميثانول من الوقود الأحفوري أو الموارد المتجددة ، وخاصة الغاز الطبيعي والفحم ، أو الكتلة الحيوية على التوالي. وفي حالة الكتلة الحيوية، يمكن تصنيعه من ثاني أكسيد الكربون ( CO₂ ) والهيدروجين . [ 3 ] تُصنع الغالبية العظمى من الميثانول المنتج عالميًا حاليًا باستخدام الغاز والفحم. [ 4 ] ومع ذلك، فقد شهدت المشاريع والاستثمارات وإنتاج الميثانول الأخضر ارتفاعًا مطردًا حتى عام 2023. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] يُستخدم وقود الميثانول حاليًا في سيارات السباق في العديد من البلدان، وشهد اعتمادًا متزايدًا من قِبل الصناعة البحرية .

في عام 2022، بلغ حجم سوق الميثانول الحيوي العالمي حوالي 120 مليون دولار أمريكي. ويُصنع معظمه حاليًا من الكتلة الحيوية. [ 10 ] ومن بين الشركات التي تستثمر بشكل كبير في إنتاج الميثانول الحيوي وأبحاثه: إنيركيم ، وسودرا ، وميثانكس ، وألبرتا باسيفيك ، وباسف . [ 11 ]

التاريخ والإنتاج

خلال أزمة النفط عام 1973 ، اقتُرح استخدام الميثانول المُنتَج من الفحم كوقود بديل للبنزين. [ 12 ] وفي عام 2005، اقترح جورج أ. أولاه " اقتصاد الميثانول " القائم على تخزين الطاقة في الميثانول المُنتَج صناعيًا. [ 13 ] [ 14 ]

في معظم البلدان، يُنتج الميثانول حاليًا عادةً من الغاز التخليقي ، المُستخلص من عملية إعادة تشكيل الميثان (المكون الرئيسي للغاز الطبيعي ) بالبخار . [ 15 ] أما في الصين، التي أنتجت حوالي 60% من إنتاج الميثانول العالمي عام 2014، فيُصنع بشكل أساسي من الفحم. [ 16 ] ومع ذلك، لكي يكون الميثانول وقودًا صديقًا للبيئة، يجب إنتاجه من مواد أولية متجددة، أهمها الكتلة الحيوية . يُطلق على الميثانول المُنتج من الكتلة الحيوية أحيانًا اسم الميثانول الحيوي. [ 15 ] يُنتج الميثانول الحيوي بشكل أساسي عن طريق تغويز الكتلة الحيوية. وكما هو الحال في إنتاج الميثانول التقليدي، ينتج عن هذه العملية الغاز التخليقي. بعد إزالة كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون ( التنقية )، اللذين يتكونان كمنتجات ثانوية أثناء عملية التغويز، يُمكن إنتاج الميثانول باستخدام الطرق التقليدية. [ 15 ] يُمكن لهذا المسار أن يُوفر إنتاجًا متجددًا للميثانول من الكتلة الحيوية بكفاءة تصل إلى 75%. [ 17 ]

كما اقتُرحت طرق إنتاج تستخدم ثاني أكسيد الكربون كمادة أولية. تتضمن هذه الطريقة تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع غاز الهيدروجين عند درجات حرارة وضغوط عالية بوجود عامل حفاز نحاسي . [ 18 ] يتمثل العيب الرئيسي لهذه الطريقة في صعوبة عزل ثاني أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين بالكميات الكبيرة المطلوبة وبدرجة نقاء عالية. [ 15 ] تُنتج كمية صغيرة من الميثانول سنويًا باستخدام ثاني أكسيد الكربون المُستخلص من غازات المداخن الصناعية . [ 19 ]

الاستخدامات

وقود محركات الاحتراق الداخلي

نظرًا لارتفاع رقم الأوكتان للميثانول (114) [ 20 ] ، فإنه يحقق كفاءة حرارية وقدرة خرج أعلى مقارنةً بالبنزين في المحركات المصممة لاستخدامه. مع ذلك، فهو أقل تطايرًا ويحترق عند درجة حرارة أقل من البنزين، مما يُصعّب تشغيل المحرك وتسخينه في الطقس البارد. إضافةً إلى ذلك، فإن طاقته النوعية المنخفضة نسبيًا (حوالي 17 ميجا جول/كجم، مقارنةً بـ 34 ميجا جول/كجم للبنزين) [ 21 ] ونسبة الهواء إلى الوقود (6.4:1) تعني أنه يستهلك وقودًا أكثر من أنواع الوقود الهيدروكربوني . ولأنه يُنتج كمية أكبر من بخار الماء عند احتراقه (كما هو الحال في محركات الاحتراق الهيدروجيني ) وبعض النواتج الثانوية الحمضية، فمن المرجح أن يزداد تآكل مكونات المحرك. وقد يحتوي على ملوثات قابلة للذوبان مثل أيونات الكلوريد [ 22 ] ، مما يجعله أكثر تآكلًا. تتسبب الملوثات غير القابلة للذوبان، مثل هيدروكسيد الألومنيوم (وهو ناتج عن تآكل أيونات الهاليد)، في انسداد نظام الوقود مع مرور الوقت. كما أن الميثانول مادة مسترطبة ، أي أنه يمتص بخار الماء من الجو. [ 23 ] ولأن الماء الممتص يُخفف من قيمة الميثانول كوقود (مع أنه يُخفف من طرق المحرك)، وقد يُسبب انفصالًا طوريًا في مزيج الميثانول والبنزين، يجب حفظ عبوات وقود الميثانول مُحكمة الإغلاق.

بالمقارنة مع البنزين، فإن الميثانول أكثر تحملاً لإعادة تدوير غاز العادم (EGR)، مما يحسن كفاءة استهلاك الوقود لمحركات الاحتراق الداخلي التي تستخدم دورة أوتو والإشعال بالشرارة. [ 24 ]

يقوم الميثانول، وهو حمض وإن كان ضعيفاً، بمهاجمة طبقة الأكسيد التي تحمي الألومنيوم عادةً من التآكل:

6 CH 3 OH + Al 2 O 3 → 2 Al(OCH 3 ) 3 + 3 H 2 O

تذوب أملاح الميثوكسيد الناتجة في الميثانول، مما ينتج عنه سطح ألومنيوم نظيف، يتأكسد بسهولة بواسطة الأكسجين المذاب . كما يمكن للميثانول أن يعمل كمؤكسد.

6 CH 3 OH + 2 Al → 2 Al(OCH 3 ) 3 + 3 H 2

تُغذي هذه العملية التبادلية التآكل بفعالية حتى يتآكل المعدن أو يصبح تركيز الميثانول ضئيلاً . وقد تمّت معالجة خاصية التآكل الناتجة عن الميثانول باستخدام مواد متوافقة معه ومضافات وقود تعمل كمثبطات للتآكل.

يُقترح الميثانول العضوي، المُنتَج من الخشب أو مواد عضوية أخرى ( الكحول الحيوي )، كبديل متجدد للهيدروكربونات المشتقة من البترول . ويمكن استخدام كميات قليلة من الميثانول في المركبات الحالية بإضافة مذيبات مساعدة ومثبطات للتآكل.

سباق

استُخدمت مزيجات الوقود عالية الأوكتان القائمة على الميثانول على نطاق واسع في سباقات الجائزة الكبرى الأوروبية للسيارات في ثلاثينيات القرن العشرين، وكان أنجحها مزيج يحتوي على 86% ميثانول مع إضافات من الأسيتون والنيتروبنزين والإيثر، وقد أنتجته شركة ستاندرد أويل في نيوجيرسي تجارياً في ذلك الوقت. [ 25 ]

يُشترط استخدام الميثانول النقي في سباقات الشاحنات العملاقة ، وسيارات سباق السرعة التابعة لاتحاد سباقات السيارات الأمريكية (USAC ) (وكذلك سيارات السباق الصغيرة والمعدلة وغيرها )، وسلسلة سباقات الطرق الترابية الأخرى، مثل سباقات World of Outlaws وHigh Limit Racing، وسباقات الدراجات النارية ، وذلك أساسًا لأن الميثانول لا يُنتج سحابة دخان كثيفة في حال وقوع حادث. منذ أواخر الأربعينيات، يُستخدم الميثانول أيضًا كمكون أساسي للوقود في محركات الطائرات التي يتم التحكم فيها عن بُعد ، والطائرات التي يتم التحكم فيها عن طريق الأسلاك، والطائرات النموذجية التي تطير بحرية (انظر أدناه) ، والسيارات والشاحنات؛ حيث تستخدم هذه المحركات شمعة احتراق من البلاتين تُشعل بخار الميثانول من خلال تفاعل تحفيزي. كما تستخدم سيارات سباق السرعة ، وسيارات سباق الطين، وجرارات السحب المعدلة بشكل كبير الميثانول كمصدر أساسي للوقود. يُشترط استخدام الميثانول مع المحرك المزود بشاحن توربيني في سيارات سباق السرعة التي تعمل بالكحول ، وحتى نهاية موسم 2006، كان على جميع المركبات المشاركة في سباق إنديانابوليس 500 أن تعمل بالميثانول. عند استخدامه كوقود لسيارات السباق في الوحل، ينتج الميثانول الممزوج بالبنزين وأكسيد النيتروز طاقة أكبر من البنزين وأكسيد النيتروز وحدهما.

ابتداءً من عام 1965، تم استخدام الميثانول النقي على نطاق واسع في سباقات سيارات إندي التابعة لـ USAC ، والتي كانت تشمل في ذلك الوقت سباق إنديانابوليس 500 .

كانت السلامة هي الدافع الرئيسي وراء اعتماد وقود الميثانول في سباقات السيارات ذات العجلات المكشوفة في الولايات المتحدة. على عكس حرائق البترول، يمكن إخماد حرائق الميثانول بالماء فقط. يحترق الميثانول بشكل غير مرئي، على عكس البنزين الذي يحترق بلهب مرئي. في حال نشوب حريق على الحلبة، لا يوجد لهب أو دخان يحجب رؤية السائقين القادمين بسرعة، ولكن هذا قد يؤخر اكتشاف الحريق وبدء عمليات إخماده. أدى حادث تصادم سبع سيارات في اللفة الثانية من سباق إنديانابوليس 500 عام 1964 إلى قرار الاتحاد الأمريكي لسباقات السيارات (USAC) بتشجيع استخدام الميثانول، ثم فرضه لاحقًا. توفي إيدي ساكس وديف ماكدونالد في الحادث عندما انفجرت سيارتاهما اللتان تعملان بالبنزين . تسبب الحريق الناتج عن البنزين في تكوين سحابة خطيرة من الدخان الأسود الكثيف الذي حجب رؤية الحلبة تمامًا عن السيارات القادمة. كان جوني روثرفورد ، أحد السائقين الآخرين المتورطين، يقود سيارة تعمل بالميثانول، والتي تسرب منها الوقود أيضًا بعد الحادث. رغم احتراق هذه السيارة جراء اصطدام كرة اللهب الأولى، إلا أن الحريق الذي أشعلته كان أصغر بكثير من حريق سيارات البنزين، وكان الحريق غير مرئي. وقد أدت هذه الشهادة، بالإضافة إلى ضغط الكاتب جورج مور من صحيفة "إنديانابوليس ستار" ، إلى التحول إلى استخدام وقود الكحول عام ١٩٦٥.

استُخدم الميثانول في سباقات CART طوال فترة وجودها (1979-2007). كما يُستخدم في العديد من سباقات الحلبات القصيرة، وخاصةً سباقات السيارات الصغيرة، وسيارات السرعة، ودراجات السباق . واستُخدم الميثانول النقي في سباقات IRL من عام 1996 إلى عام 2006.

في عام 2006، وبالشراكة مع صناعة الإيثانول ، استخدمت شركة IRL مزيجًا من 10% إيثانول و90% ميثانول كوقود. وابتداءً من عام 2007، تحولت IRL إلى استخدام الإيثانول "النقي" E100. [ 26 ]

كما يستخدم وقود الميثانول على نطاق واسع في سباقات السرعة ، وخاصة في فئة الكحول الأعلى ، في حين أنه يمكن استخدام ما بين 10٪ و 20٪ من الميثانول في فئات الوقود الأعلى بالإضافة إلى النيتروميثان .

لا تزال سباقات الفورمولا واحد تستخدم البنزين كوقود، ولكن في سباقات الجائزة الكبرى قبل الحرب، كان الميثانول يستخدم غالبًا في الوقود.

النقل البحري

في عام 2020، اعتمدت المنظمة البحرية الدولية التعميم MSC.1/Circular.1621 الذي يُقنن الاستخدام الأمثل للميثانول كوقود، وذلك استجابةً لتزايد استخدامه في الصناعات البحرية والشحن . [ 27 ] وبحلول عام 2023، طلبت شركات رائدة في هذا القطاع، من بينها ميرسك ، وكوسكو للشحن ، وسي إم إيه سي جي إم ، ما يقارب 100 سفينة تعمل بالميثانول . [ 28 ] [ 29 ] وتحتوي غالبية هذه السفن على محركات ثنائية الوقود ، أي أنها قادرة على حرق كلٍ من وقود السفن التقليدي والميثانول.

تتمثل التحديات الحالية التي تواجه الميثانول كوقود في التكلفة، والتوافر، ولوائح الانبعاثات. قد تصل تكلفة تحويل ناقلة نفط إلى الميثانول إلى حوالي 1.6 مليون دولار أمريكي. [28] بالإضافة إلى ذلك، يزيد الميثانول الأحفوري من إجمالي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري خلال دورة حياة الإنتاج. وتُنتج الغالبية العظمى من إنتاج الميثانول العالمي من مصادر أحفورية، مثل الغاز والفحم . [ 30 ] [ 4 ] ويُعد توافر الميثانول الأخضر ( الذي يُنتج من مصادر ذات انبعاثات كربونية صفرية أو سالبة، مثل الكتلة الحيوية ) محدودًا حاليًا، ويبلغ سعره ضعف سعر وقود السفن تقريبًا. ومع ذلك، يُقال إن تسريع إنتاج الميثانول المتجدد ليس تحديًا عالميًا كبيرًا، حيث يتوقع الكثيرون في هذا القطاع أن ينمو الإنتاج بشكل طبيعي مع استمرار طلبات سفن الميثانول. [ 28 ] في عام 2023، وقّعت شركة الشحن العملاقة ميرسك اتفاقيات مع منتجي الميثانول الأخضر من القطاع الخاص في مختلف البلدان لتلبية احتياجاتها من مليون طن لتشغيل سفنها الـ 19 المطلوبة. [ 28 ]

تستثمر دولة الإمارات العربية المتحدة في محطات التزود بالوقود من الميثانول الأخضر في مصر للسفن التي تستخدم قناة السويس.

وقود لمحركات النماذج

استخدمت المحركات النموذجية الأولى للطائرات النموذجية التي كانت تُحلّق بحرية قبل نهاية الحرب العالمية الثانية مزيجًا بنسبة 3:1 من البنزين الأبيض وزيت المحركات عالي اللزوجة لمحركات الإشعال الشراري ثنائية الأشواط المستخدمة في هواية الطيران آنذاك. وبحلول عام 1948، بدأ الابتكار الجديد آنذاك، وهو محركات الإشعال بشمعة التسخين ، في السيطرة على السوق، حيث كان يتطلب استخدام وقود الميثانول للتفاعل في تفاعل تحفيزي مع سلك البلاتين الملفوف في شمعة التسخين لتشغيل المحرك، وعادةً ما كان يُستخدم زيت الخروع كمادة تشحيم في مزيج الوقود بنسبة 4:1 تقريبًا. وبفضل عدم حاجتها إلى بطارية داخلية ، وملف إشعال ، ونقاط إشعال ، ومكثف كما هو الحال في محركات الإشعال الشراري، وفّرت محركات الإشعال بشمعة التسخين وزنًا ثمينًا، مما سمح للطائرات النموذجية بتحقيق أداء طيران أفضل. تُعدّ محركات الاحتراق الداخلي أحادية الأسطوانة التي تعمل بوقود الميثانول، بنوعيها التقليدي ثنائي الأشواط ورباعي الأشواط الذي يزداد رواجًا، الخيار الأمثل للطائرات المُسيّرة لاسلكيًا للاستخدام الترفيهي. تتراوح أحجام هذه المحركات من 0.8  سم مكعب (0.049 بوصة مكعبة) إلى 25-32  سم مكعب (1.5-2.0 بوصة مكعبة)، بالإضافة إلى أحجام أكبر بكثير لمحركات الطائرات النموذجية ثنائية ومتعددة الأسطوانات ذات التكوين الشعاعي، والتي يُعدّ الكثير منها رباعي الأشواط. ويمكن تشغيل معظم محركات الطائرات النموذجية التي تعمل بوقود الميثانول، وخاصةً تلك المصنّعة خارج أمريكا الشمالية، بسهولة باستخدام وقود الميثانول المُطابق لمواصفات الاتحاد الدولي للطيران (FAI) . وقد يشترط الاتحاد الدولي للطيران استخدام هذه الخلطات الوقودية في بعض فعاليات فئة "F" الدولية، التي تحظر استخدام نيتروميثان كمكوّن في وقود محركات الاحتراق الداخلي. في المقابل، تميل الشركات في أمريكا الشمالية التي تصنع محركات نموذجية تعمل بالوقود الميثانول، أو التي تتخذ من خارج تلك القارة مقراً لها ولديها سوق رئيسي في أمريكا الشمالية لمثل هذه المحركات المصغرة، إلى إنتاج محركات يمكنها، وغالباً ما تعمل، بشكل أفضل مع نسبة معينة من النيتروميثان في الوقود، والتي يمكن أن تكون عند استخدامها قليلة بنسبة 5% إلى 10% من الحجم، ويمكن أن تصل إلى 25% إلى 30% من إجمالي حجم الوقود.

طبخ

يُستخدم الميثانول كوقود للطهي في الصين، ويتزايد استخدامه في الهند. [ 31 ] ولا يحتاج موقده أو أسطوانته إلى منظمات أو أنابيب. [ 31 ]

خلايا الوقود

يُستخدم الميثانول كوقود في خلايا الوقود. ويُستخدم عادةً نوعان من خلايا الوقود : خلايا وقود الميثانول المُعاد تشكيله (RMFC) وخلايا وقود الميثانول المباشر (DMFC) . وتُعدّ التطبيقات المتنقلة والثابتة من التطبيقات الشائعة لخلايا وقود الميثانول، مثل توليد الطاقة الاحتياطية، وتوليد الطاقة في محطات الطاقة، وإمدادات الطاقة في حالات الطوارئ ، ووحدات الطاقة المساعدة (APU)، وزيادة مدى البطاريات ( في المركبات الكهربائية والسفن).

الميثانول الأخضر

الميثانول الأخضر وقود سائل يُنتج من خلال دمج ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين ( CO₂ + 3H₂ → CH₃OH + H₂O ) تحت ضغط وحرارة باستخدام عوامل محفزة . وهو وسيلة لإعادة استخدام الكربون المُحتجز لأغراض إعادة التدوير . يُمكن للميثانول تخزين الهيدروجين بكفاءة اقتصادية في درجات الحرارة والضغوط الخارجية القياسية ، مقارنةً بالهيدروجين السائل والأمونيا اللذين يحتاجان إلى طاقة كبيرة للحفاظ على برودتهما في حالتهما السائلة . [ 32 ] في عام 2023، كانت سفينة لورا ميرسك أول سفينة حاويات تعمل بوقود الميثانول. [ 33 ] تُعدّ مصانع الإيثانول في الغرب الأوسط الأمريكي موقعًا مثاليًا لتقنية احتجاز الكربون النقي لدمجه مع الهيدروجين لإنتاج الميثانول الأخضر، وذلك بفضل وفرة طاقة الرياح والطاقة النووية في ولايات أيوا ومينيسوتا وإلينوي . [ 34 ] [ 35 ] قد يؤدي خلط الميثانول مع الإيثانول إلى جعل الميثانول وقودًا أكثر أمانًا للاستخدام، لأن الميثانول لا يُصدر لهبًا مرئيًا في ضوء النهار ولا ينبعث منه دخان، بينما يُصدر الإيثانول لهبًا أصفر فاتحًا مرئيًا. [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] إنتاج الهيدروجين الأخضر بكفاءة 70%، وإنتاج الميثانول منه بكفاءة 70%، يُعطي كفاءة تحويل طاقة تبلغ 49% . [ 39 ]

سمية

يوجد الميثانول بشكل طبيعي في جسم الإنسان، ولكنه سامٌّ بتركيزات عالية. يستطيع الجسم استقلاب كميات صغيرة من الميثانول والتعامل معها بأمان، كما هو الحال في بعض المحليات الصناعية أو الفاكهة، مما ينتج عنه مؤقتًا نواتج ثانوية سامة في مجرى الدم مثل حمض الفورميك قبل إخراجها، بينما يعجز عن استقلاب الهيدروكربونات الأكثر تعقيدًا مثل البنزين بأمان. [ 40 ] قد يؤدي تناول 3.16 غرام فقط من الميثانول إلى تلف دائم في العصب البصري ، ويُقدَّر متوسط ​​الجرعة المميتة 50 (LD50) عن طريق الفم للإنسان بـ 56.2 غرامًا. [ 41 ] ومثل العديد من المواد الكيميائية المتطايرة، بما في ذلك الإيثانول والبنزين، يمكن للميثانول أن يُلحق الضرر بالجلد والعينين والرئتين عند التعرض لكميات كبيرة منه. أولئك الذين يتعرضون بشكل مزمن لمثل هذه الكميات الكبيرة مُعرَّضون لخطر الإصابة بآثار صحية جهازية طويلة الأمد تُشبه التسمم بالميثانول بتركيزات منخفضة إذا لم يتم علاجها. [ 41 ]

يبلغ الحد الأقصى المسموح به للتعرض في الهواء في الولايات المتحدة (40 ساعة أسبوعيًا) 1900  ملغم/ م³ للإيثانول، و900  ملغم/م³ للبنزين ، و1260  ملغم/م³ للميثانول . ومع ذلك، فإن الميثانول أقل تطايرًا بكثير من البنزين، وبالتالي تكون انبعاثاته التبخرية أقل، مما يقلل من خطر التعرض في حالة انسكاب مماثل. ورغم أن مسارات التعرض للسمية في الميثانول تختلف نوعًا ما، إلا أن سميته الفعالة لا تقل عن سمية البنزين، كما أن علاج التسمم بالميثانول أسهل بكثير. ومن أهم المخاوف أن التسمم بالميثانول يتطلب عادةً علاجه في مرحلة ما قبل ظهور الأعراض لضمان الشفاء التام.

يُخفف من خطر الاستنشاق رائحة نفاذة مميزة. عند تركيزات تزيد عن 2000 جزء في المليون (0.2%)، تكون الرائحة ملحوظة بشكل عام، إلا أن التركيزات المنخفضة قد لا تُكتشف، مع أنها قد تكون سامة عند التعرض لها لفترات طويلة، وقد تُشكل خطرًا للحريق أو الانفجار. وهذا مشابه للبنزين والإيثانول؛ إذ توجد بروتوكولات سلامة قياسية للميثانول، وهي مشابهة جدًا لتلك الخاصة بالبنزين والإيثانول.

يُقلل استخدام وقود الميثانول من انبعاثات بعض السموم المرتبطة بالهيدروكربونات، مثل البنزين و1،3-بيوتادين، ويُقلل بشكلٍ كبير من تلوث المياه الجوفية على المدى الطويل الناتج عن انسكاب الوقود. وعلى عكس أنواع الوقود الأخرى، يتحلل الميثانول بيولوجيًا بسرعة وبشكل غير سام دون إلحاق أي ضرر طويل الأمد بالبيئة، شريطة تخفيفه بدرجة كافية.

السلامة من الحرائق

يُعدّ الميثانول أصعب اشتعالًا من البنزين، ويحترق أبطأ بنسبة 60% تقريبًا. يُطلق حريق الميثانول طاقةً بمعدل يُقارب 20% من معدل حريق البنزين، مما ينتج عنه لهبٌ أقل حرارة. وهذا بدوره يُؤدي إلى حريقٍ أقل خطورةً وأسهل احتواءً باتباع الإجراءات الصحيحة. على عكس حرائق البنزين، يُعدّ الماء مقبولًا، بل ومُفضّلًا، كمادةٍ لإخماد حرائق الميثانول، لأنه يُبرّد النار ويُخفّف تركيز الوقود بسرعةٍ إلى ما دون الحدّ الذي يُحافظ فيه على قابليته للاشتعال الذاتي. هذه الحقائق تعني أن الميثانول، كوقودٍ للمركبات، يتمتّع بمزايا أمانٍ كبيرةٍ مقارنةً بالبنزين. [ 42 ] ويُشارك الإيثانول العديد من هذه المزايا نفسها.

نظرًا لأن بخار الميثانول أثقل من الهواء، فإنه يبقى عالقًا بالقرب من الأرض أو في الحفرة ما لم تكن هناك تهوية جيدة، وإذا تجاوز تركيز الميثانول في الهواء 6.7%، فإنه يشتعل بشرارة وينفجر عند درجة حرارة تزيد عن 12 درجة مئوية. وبمجرد اشتعاله، يُصدر حريق الميثانول غير المخفف ضوءًا مرئيًا ضئيلًا جدًا، مما يجعل من الصعب جدًا رؤية الحريق أو حتى تقدير حجمه في ضوء النهار الساطع، على الرغم من أن الملوثات أو المواد القابلة للاشتعال الموجودة في الحريق (مثل الإطارات أو الأسفلت) تُلوّنه في الغالبية العظمى من الحالات، مما يُحسّن من وضوحه. ويُشكّل الإيثانول والغاز الطبيعي والهيدروجين وأنواع الوقود الأخرى تحديات مماثلة فيما يتعلق بالسلامة من الحرائق، وتوجد بروتوكولات قياسية للسلامة ومكافحة الحرائق لجميع هذه الأنواع من الوقود. [ 43 ]

يُسهّل تخفيف الأضرار البيئية بعد الحوادث كون الميثانول منخفض التركيز قابلاً للتحلل الحيوي، وقليل السمية، وغير مُستديم في البيئة. غالبًا ما تتطلب عمليات التنظيف بعد الحرائق كميات إضافية كبيرة من الماء لتخفيف تركيز الميثانول المنسكب، يليها شفط السائل أو امتصاصه. أي ميثانول يتسرب حتمًا إلى البيئة سيكون له تأثير ضئيل على المدى الطويل، ومع التخفيف الكافي، سيتحلل حيويًا بسرعة مع ضرر بيئي ضئيل أو معدوم بسبب السمية. يمكن أن يتسبب انسكاب الميثانول مع انسكاب بنزين موجود مسبقًا في استمرار انسكاب خليط الميثانول/البنزين لمدة أطول بنسبة 30% إلى 35% مما كان سيحدث لو استمر البنزين وحده. [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]

يستخدم

في عام 2019، تم استخدام ما يقرب من 100 مليون طن من الميثانول، بشكل رئيسي للمواد الكيميائية . [ 46 ]

الولايات المتحدة

أطلقت ولاية كاليفورنيا برنامجًا تجريبيًا بين عامي 1980 و1990، سمح لأي شخص بتحويل سيارته التي تعمل بالبنزين إلى سيارة تعمل بنسبة 85% ميثانول مع 15% إضافات من اختياره. وقد تم تحويل أكثر من 500 سيارة إلى سيارات ذات ضغط عالٍ، مخصصة للاستخدام مع خليط الميثانول والإيثانول بنسبة 85/15.

في عام 1982، مُنحت الشركات الثلاث الكبرى مبلغ 5 ملايين دولار لكل منها لتصميم وتوريد 5000 مركبة للدولة. وكان ذلك استخدامًا مبكرًا للمركبات ذات الوقود المرن منخفض الضغط .

في عام 2005، أوقف حاكم ولاية كاليفورنيا، أرنولد شوارزنيجر ، استخدام الميثانول لينضم إلى الاستخدام المتزايد للإيثانول الذي حفزه منتجو الذرة. وفي عام 2007، تراوح سعر الإيثانول بين 3 و4 دولارات للجالون (0.8 إلى 1.05 دولار للتر) في محطات الوقود، بينما بقي سعر الميثانول المُصنّع من الغاز الطبيعي عند 47 سنتًا للجالون (12.5 سنتًا للتر) في السوق، وليس في محطات الوقود.

لا توجد حاليًا أي محطات وقود عاملة في كاليفورنيا تُزوّد ​​مضخاتها بالميثانول. وقدّم النائب إليوت إنجل [ديمقراطي - نيويورك 17] مشروع قانون "معيار الوقود المفتوح" إلى الكونغرس، والذي ينص على: "إلزام مصنّعي السيارات بضمان أن ما لا يقل عن 80% من السيارات التي يُصنّعها أو يبيعها كل مصنّع في الولايات المتحدة تعمل بمزيج وقود يحتوي على 85% من الإيثانول، أو 85% من الميثانول، أو وقود الديزل الحيوي." [ 47 ]

الاتحاد الأوروبي

يسمح توجيه جودة الوقود المعدل الذي تم اعتماده في عام 2009 بمزج الميثانول في البنزين بنسبة تصل إلى 3% حجم/حجم. [ 48 ]

البرازيل

كادت حملة إضافة نسبة كبيرة من الميثانول إلى البنزين أن تُطبّق في البرازيل ، بعد تجربة رائدة أجراها فريق من العلماء بين عامي 1989 و1992، شملت مزج البنزين بالميثانول. إلا أن التجربة الرائدة الأوسع نطاقًا، التي كان من المقرر إجراؤها في ساو باولو، رُفضت في اللحظة الأخيرة من قبل رئيس بلدية المدينة، خشيةً على صحة عمال محطات الوقود، الذين لن يُطلب منهم اتباع إجراءات السلامة. ( حتى عام 2006)لم تظهر الفكرة مجدداً.

الهند

أعلنت مؤسسة نيتي أيوج، وهي هيئة التخطيط المركزية في الهند، في 3 أغسطس/آب 2018، أنه في حال إمكانية تطبيق ذلك، ستعمل سيارات الركاب بوقود مخلوط بنسبة 15% من الميثانول. [ 49 ] وتستخدم السيارات في الهند حاليًا وقودًا مخلوطًا بالإيثانول بنسبة تصل إلى 10%. وفي حال موافقة الحكومة، سيؤدي ذلك إلى خفض تكاليف الوقود الشهرية بنسبة 10%. وفي عام 2021، بلغ سعر لتر الإيثانول 60 روبية، بينما قُدّر سعر لتر الميثانول بأقل من 25 روبية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "مقطع من فيلم Pump: Methanol" . يوتيوب . 23 نوفمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 7 يونيو 2022 .
  2. ↑ "الميثانول يفوز" . مجلة ناشيونال ريفيو . ديسمبر 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يونيو 2022 .
  3. ↑ "التكنولوجيا" . مجلة إعادة تدوير الكربون الدولية. 2011. مؤرشف من الأصل في 17 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه في 11 يوليو 2012 .
  4. 1 2 "آفاق الابتكار: الميثانول المتجدد" (ملف PDF) . الوكالة الدولية للطاقة المتجددة . 2021.
  5. ↑ "بدء تشغيل محطة لإنتاج الميثانول الحيوي من الغاز الحيوي في إيطاليا | مجلة بيوإنرجي إنسايت" . www.bioenergy-news.com . 18 يوليو 2023. تاريخ الاطلاع: 6 أغسطس 2023 .
  6. ↑ "منح مصنع أمستردام لإنتاج الميثانول الحيوي تصريحًا بيئيًا" . 9 مايو 2023.
  7. ↑ "الميثانول الأخضر مفتاح التحول الطاقي نحو خطط صافي الانبعاثات الصفرية" . www.spglobal.com . 30 سبتمبر 2022. تاريخ الاطلاع: 6 أغسطس 2023 .
  8. ↑ هيغينز، ماريسا (2023-07-07). "شركة بي بي توسع استثماراتها في وقود النفايات لإنتاج الميثانول الحيوي" . مجلة "قادة البيئة والطاقة " . تاريخ الاسترجاع: 2023-08-06 .
  9. ↑ "مؤسسة CIB تقدم قرضًا بقيمة 277 دولارًا لمشروع إعادة تدوير الكربون في فارين | Biomassmagazine.com" . biomassmagazine.com . تاريخ الاطلاع: 6 أغسطس 2023 .
  10. ↑ "حجم سوق الميثانول الحيوي وحصته | التوقعات - 2031" . رؤى أبحاث الأعمال . 11 مارس 2024. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 مارس 2024 .
  11. ↑ "سوق الميثانول الحيوي ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 24.51%: توقعات النمو من 2022 إلى 2030، مع تحليل اتجاهات السوق حسب التطبيق والتوقعات الإقليمية والإيرادات" . GlobeNewswire (بيان صحفي). 22 ديسمبر 2023. تاريخ الاطلاع: 29 مارس 2024 .
  12. ↑ ريد، توم ب.؛ ليرنر، ر.م. (ديسمبر 1973). "الميثانول: وقود متعدد الاستخدامات للاستخدام الفوري" (ملف PDF) . مجلة ساينس . 182 ( 4119): 1299-1304 . رمز Bibcode : 1973Sci...182.1299R . doi : 10.1126/science.182.4119.1299 . PMID 17733096. S2CID 21588319. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 28 يناير 2005.  
  13. ↑ جورج أ. أولاه (2005). "ما وراء النفط والغاز: اقتصاد الميثانول". Angewandte Chemie International Edition . 44 (18): 2636–2639 . doi : 10.1002/anie.200462121 . PMID 15800867 . 
  14. ↑ بوليس، كيفن (2 مارس 2006). "اقتصاد الميثانول" . مجلة إم آي تي ​​للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 مارس 2024 .
  15. 1 2 3 4 بيرولا، كارلو؛ بوزانو، جوليا؛ مانينتي، فلافيو (2018)، "مصادر أحفورية أم متجددة لإنتاج الميثانول؟" ، الميثانول ، إلسيفير، ص 53-93 ، doi : 10.1016/b978-0-444-63903-5.00003-0 ، ISBN  978-0-444-63903-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 مارس 2024
  16. ↑ لي، تشانغ هانغ؛ باي، هونغ تاو؛ لو، يوان يي؛ بيان، جينغ هونغ؛ دونغ، يان؛ شو، هي (يوليو 2018). "تقييم دورة حياة إنتاج الميثانول من الفحم في الصين" . مجلة الإنتاج الأنظف . 188 : 1004-1017 . Bibcode : 2018JCPro.188.1004L . doi : 10.1016/j.jclepro.2018.04.051 .
  17. ↑ "الميثانول المتجدد" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مايو 2021 .
  18. ↑ نارايانان، رامان (أبريل 2023). "الميثانول من ثاني أكسيد الكربون: نظرة عامة على التكنولوجيا والتوقعات" . التكرير الرقمي . تم الاسترجاع في 29 مارس 2024 .
  19. ↑ دزيجارسكي، بارتوش؛ كرزيزينسكا، ريناتا؛ أندرسون، كلاس (يونيو 2023). "الوضع الراهن لتقنيات احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه في الاقتصاد العالمي: دراسة استقصائية للتقييم الفني" . مجلة الوقود . 342 127776. رمز Bibcode : 2023Fuel..34227776D . doi : 10.1016/j.fuel.2023.127776 . ISSN 0016-2361 . تم نسخ النص من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License
  20. ↑ بيرتون، جورج؛ هولمان، جون؛ لازونبي، جون (2000). كيمياء سالترز المتقدمة: قصص كيميائية (الطبعة الثانية) . هاينمان. ISBN 0-435-63119-5
  21. ↑ فيرهيلست، سيباستيان؛ تيرنر، جيمس دبليو جي؛ سيليغيم، لويس؛ فانكولي، جيرون (يناير 2019). "الميثانول كوقود لمحركات الاحتراق الداخلي" . التقدم في علوم الطاقة والاحتراق . 70 : 43-88 . Bibcode : 2019PECS...70...43V . doi : 10.1016/j.pecs.2018.10.001 . hdl : 1854/LU-8589931 .
  22. ↑ برينكمان، ن.، هالسال، ر.، يورجنسن، س.و.، وكيروان، ج.إ.، "تطوير مواصفات وقود محسنة للميثانول (M85) والإيثانول (Ed85)"، ورقة تقنية SAE رقم 940764
  23. ↑ "أسئلة شائعة حول الميثانول" . ميثانكس. ١٣ سبتمبر ٢٠١١. مؤرشف من الأصل في ٢٠ أكتوبر ٢٠١٢. تم الاطلاع عليه في ٢٢ يونيو ٢٠١٣ .
  24. ↑ سيليغيم، لويس؛ فان دي جينست، مارتن (21-10-2011). "الميثانول كوقود لمحركات الاحتراق الداخلي الحديثة: دراسة الكفاءة" (ملف PDF) . قسم ميكانيكا التدفق والحرارة والاحتراق. جامعة غنت . غنت، بلجيكا. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 10-09-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 07-04-2017 . تشير النتائج على محرك أودي إلى أن الميثانول أكثر تحملاً لإعادة تدوير غاز العادم (EGR) من البنزين، وذلك بسبب سرعة لهبه الأعلى. وقد وُجد أن تحمل إعادة تدوير غاز العادم يبلغ 27% عند استخدام الميثانول. وتُعد كفاءة المحرك الذي يعمل بالميثانول مع إعادة تدوير غاز العادم أعلى من تلك التي تم الحصول عليها مع التشغيل المتكافئ المُقيد. 
  25. ↑ جيرمان، جيف ج. (1985). "مراجعة فنية لوقود سباقات السيارات" . معاملات جمعية مهندسي السيارات . 94 : 867-878 . ISSN 0096-736X . 
  26. ↑ المزيد عن الإيثانول ( مؤرشف في 16 يونيو 2006، على موقع Wayback Machine)
  27. ↑ "إرشادات مؤقتة لسلامة السفن التي تستخدم كحول الميثيل/الإيثيل كوقود" (ملف PDF) . المنظمة البحرية الدولية . 7 ديسمبر 2020.
  28. ١ ٢ ٣ ٤ باريس، كوستاس (٢٠٢٣-٠٢-٠٦). "الميثانول يتصدر مساعي قطاع الشحن نحو الوقود النظيف" . صحيفة وول ستريت جورنال . الرقم الدولي الموحد للدوريات ٠٠٩٩-٩٦٦٠ . تاريخ الاسترجاع ٢٠٢٣-٠٧-١٧ . 
  29. ↑ "الميثانول كوقود يتجه نحو التيار السائد في الشحن" .
  30. ↑ "صناعة الميثانول" . معهد الميثانول . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17-07-2023 .
  31. ١ ٢ "إطلاق برنامج وقود الطهي بالميثانول في الهند" . نيتي أيوج . ٨ أكتوبر ٢٠١٨. مؤرشف من الأصل في ١٤ مارس ٢٠١٩.
  32. ↑ سونغ، تشيان تشيان؛ تينوكو، رودريغو ريفيرا؛ يانغ، هاي بينغ؛ يانغ، تشينغ؛ جيانغ، هاو؛ تشين، يينغ تشوان؛ تشين، هان بينغ (2022-09-01). "دراسة مقارنة لكفاءة الطاقة في سلاسل الإمداد البحرية للهيدروجين المسال والأمونيا والميثانول والغاز الطبيعي" . علوم وتكنولوجيا احتجاز الكربون . 4 100056. Bibcode : 2022CCST....400056S . doi : 10.1016/j.ccst.2022.100056 . ISSN 2772-6568 . 
  33. ↑ "تدشين أول سفينة حاويات صديقة للبيئة في العالم في الدنمارك" . يورونيوز . 14 سبتمبر 2023. تاريخ الاطلاع: 14 أغسطس 2024 .
  34. ↑ سترونغ، جاريد (17 فبراير 2024). "الميثانول الأخضر: بديل لخط أنابيب ثاني أكسيد الكربون؟ • نبراسكا إكزامينر" . نبراسكا إكزامينر . تاريخ الاسترجاع: 14 أغسطس 2024 .
  35. ^ كورديرو لانزاك، توماس؛ راميريز، أدريان. نافاجاس، ألبرتو؛ جيفرز، ليفين؛ برونيالتي، سيريو؛ غانديا، لويس م.؛ أجوايو، أندريس تي؛ ماني ساراثي، س.؛ جاسكون ، خورخي (2022-05-01). "تقييم تقني واقتصادي ودورة حياة لإنتاج الميثانول الأخضر من ثاني أكسيد الكربون: المحفز واختناقات العملية" . مجلة كيمياء الطاقة . 68 : 255– 266. دوى : 10.1016/j.jechem.2021.09.045 . اتش دي ال : 10754/673022 . ISSN 2095-4956 . 
  36. ↑ لي، شو-هاو؛ وين، تشنهوا؛ هو، جونشينغ؛ شي، شوانغهوي؛ فانغ، بينغيا؛ غو، شياو؛ لي، يونغ؛ وانغ، تشنغهي؛ لي، شانغجون (2022). "تأثيرات الإيثانول والميثانول على خصائص احتراق البنزين باستخدام طريقة اضطراب التباين المنقحة" . ACS Omega . 7 (21): 17797–17810 . doi : 10.1021/acsomega.2c00991 . PMC 9161270. PMID 35664594 .  
  37. ↑ "رعب حرائق الميثانول | اللحظات الأخيرة" . يوتيوب . 17 مارس 2023.
  38. ↑ "مزيج من الإيزوبروبانول والإيثانول المائي لتلوين اللهب دون استخدام الأملاح أو المذيبات الخطرة" .
  39. ↑ "إنتاج الميثانول الأخضر - تحليل تقني واقتصادي" . www.linkedin.com . تاريخ الاطلاع: 14 أغسطس 2024 .
  40. ↑ "بيان لجنة السموم بشأن آثار التعرض المزمن للميثانول في النظام الغذائي" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يونيو 2022 .
  41. 1 2 مون، سي إس (2017). "تقديرات الجرعات المميتة وجرعات التعرض لأعراض نموذجية للميثانول لدى البشر" . حوليات الطب المهني والبيئي . 29 44. doi : 10.1186/s40557-017-0197-5 . PMC 5625597. PMID 29026612 .  
  42. ↑ ماشيل، بول أ. (1 مايو 1990). "ملخص آثار السلامة من الحرائق للميثانول كوقود للنقل" . تم الاسترجاع في 17 مايو 2025 .
  43. 1 2 دولان، غريغوري (12 ديسمبر 2007). "التعامل الآمن مع الميثانول" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 فبراير 2011 .
  44. ↑ سميث، ليزلي؛ مولسون، جون؛ مالوني، كيفن. "الآثار المحتملة لانبعاثات الميثانول النقي على المياه الجوفية" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 26 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 فبراير 2011 .
  45. ↑ "صحيفة بيانات سلامة المواد" (ملف PDF) . 24-04-2007. مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12-12-2010 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 28-02-2011 .
  46. ↑ "واقع جديد للهيدروجين: وقود من الرياح والمياه" . موقع سيمنز للطاقة العالمي . مؤرشف من الأصل في 5 ديسمبر 2020. يُستخدم الهيدروجين بكميات كبيرة (أكثر من 98 مليون طن في عام 2019)، بشكل أساسي كمادة خام للمواد الكيميائية (80%) وبكميات أقل كناقل للطاقة (20%).
  47. ↑ "الكونغرس الحادي عشر، مشروع قانون مجلس النواب رقم 1476: قانون معايير الوقود المفتوحة" . 2009.
  48. ↑ "التوجيه 2009/30/EC للاتحاد الأوروبي والمجلس" . 2009.
  49. ↑ شارما، يوجيما سيث؛ أرورا، راجات (2018-08-03). "قد تختبر لجنة التخطيط الوطنية (نيتي أيوج) خطة لتشغيل سيارات البنزين بنسبة 15% من الميثانول" . صحيفة إيكونوميك تايمز .
  • مخاوف السلامة المتعلقة بالميثانول، ومزاياه، وخصائصه المسببة للتآكل
  • عرض توضيحي على نطاق تجاري لعملية إنتاج الميثانول في الطور السائل، قسم الطاقة، إنتاج الميثانول بواسطة محطات توليد الطاقة بالفحم النظيف مقابل 0.50 - 0.60 دولار للغالون.
  • مركز بيانات الوقود البديل التابع لوزارة الطاقة الأمريكية - الميثانول
  • الميثانول كوقود بديل: تسجيل لنقاش مع الحائز على جائزة نوبل جورج أولاه تم بثه على الإذاعة الوطنية العامة (NPR) .
  • ثورة الطاقة بقلم روبرت زوبرين: إن إلزام السيارات التي تعمل بالوقود المرن باستخدام الإيثانول والميثانول بالإضافة إلى البنزين سيؤدي إلى قطع التمويل عن منتجي النفط الذين يمولون الإرهابيين. تتراوح تكلفة السيارة الواحدة بين 100 و800 دولار.
  • جامعة كامبريدج، الإدارة العامة للتسمم الحاد، حالات التسمم المحددة: الميثانول
  • كفاءة دورة الوقود الاصطناعي، فيزياء 240، جامعة ستانفورد ، خريف 2010