Phần lớn những lượng khí này có thể được thu hồi
nếu tại những chỗ đó có những thiết bị chuyển đổi khí-lỏng kiểu di
động, có thể được di chuyển từ nơi này đến nơi khác với chi phí thấp.
Từ nhiều năm nay, ngành sản xuất năng lượng đã tìm
kiếm các quá trình chuyển hóa khí-lỏng với chi phí thấp để tạo điều
kiện vận chuyển một cách rẻ tiền khí thu hồi từ các mỏ khí bị bỏ hoang
sau khi đã chuyển khí này sang dạng lỏng. Nhưng các quá trình hiện có
đều tiêu thụ hơn một nửa hàm lượng năng lượng chứa trong khí đầu vào và
cần phải được thực hiện trên quy mô lớn với những thiết bị thu hồi
năng lượng rất đắt tiền, khiến cho việc thu hồi này trở nên tốn kém
hơn việc chuyển hóa từ dầu thô, vì vậy không có hiệu quả kinh tế.
Ngoài ra, khí thiên nhiên, nhất là khí metan, hiện
đang phải đốt bỏ với những lượng lớn tại các bãi rác (ước tính hàng
chục triệu m3 mỗi năm trên toàn thế giới) và ở các cơ sở sản xuất dầu
mỏ ngoài khơi. Nếu có các nhà máy chuyển đổi khí - lỏng được lắp đặt gần
các bãi rác, sẽ cho phép người ta sản xuất nhiên liệu có giá trị hơn
từ những lượng khí mêtan đang bị đốt bỏ, nhờ đó cũng sẽ loại bỏ được
sự phát tán khí thải ảnh hưởng đối với môi trường. Tương tự như vậy,
các nhà máy chuyển hóa khí-lỏng ở ngoài khơi sẽ cho phép thu hồi khí ở
dạng lỏng, sau đó phối trộn với dầu thô và làm tăng chất lượng của
dầu.
Mới đây, Công ty Energix Research (Mỹ) đã sản xuất
thành công nhiên liệu lỏng từ khí thiên nhiên thông qua một quy trình
hiệu quả, cho phép giảm vốn đầu tư và tăng tính linh động. Những thử
nghiệm của công ty này cho thấy có thể thực hiện toàn bộ quá trình
chuyển đổi từ khí sang lỏng với tỷ lệ tiêu thụ năng lượng trong nguồn
khí đầu vào chấp nhận được. Hơn nữa, do chi phí đầu tư thấp hơn nên
tổng chi phí của quá trình sản xuất này sẽ có tính cạnh tranh cao so
với các nhà máy lọc dầu thông thường với quy mô lớn mà hiện đang sản
xuất nhiên liệu từ dầu thô. Energix dự định sẽ phát triển các nhà máy
sản xuất nhiên liệu lỏng này ở quy mô cực nhỏ để tận dụng các nguồn
năng lượng chưa khai hết, ví dụ các mỏ khí thiên nhiên, các nguồn metan
ở các mỏ than.
Theo Energix, công nghệ của Công ty cho phép sản
xuất mỗi ngày hàng trăm tấn metanol, xăng, điezen hoặc dimetylete (DME
- nhiên liệu sạch có thể thay thế cho khí hóa lỏng),với những thiết bị
được lắp đặt trên xe tải, hoạt động bằng metan trong thành phần
biogas, chẳng hạn từ các bãi rác. Một nguồn khác có thể sử dụng là các
giếng khí đã bị bỏ hoang với trữ lượng rất nhỏ mà hiện tại việc khai
thác là không có hiệu quả kinh tế. Energix sẽ tập trung trước tiên vào
việc sản xuất metanol và DME. Mục đích của Công ty là giảm chi phí
liên quan đến việc vận chuyển nhiên liệu hoặc các sản phẩm hyđrocacbon
khác cũng như các loại dung môi hoặc các loại rượu. Bằng cách chuyển
đổi tại chỗ nhiên liệu khí thành nhiên liệu lỏng có hàm lượng năng lượng
cao và mức phát tán CO2 thấp, các quốc gia có những nguồn
khí đã bị bỏ phí này có thể tận thu nhiên liệu, giảm sự phụ thuộc vào
nguồn xăng dầu nhập khẩu và giảm phát tán CO2 liên quan với việc vận tải.
Energix đang thực hiện quy trình chuyển đổi trên
thông qua phản ứng tổng hợp Fischer - Tropsch với tỷ lệ chuyển hóa cao
(87%) và độ chọn lọc cao (99%) bằng cách áp dụng quy trình xúc tác
nanô được kích hoạt bằng điện. Đây là quy trình đã được Công ty đăng
ký phát minh sáng chế. Quy trình này của Energix áp dụng sự kích hoạt
điện tử cục bộ đối với chất xúc tác nanô. So với các quy trình truyền
thống, phương pháp này cho phép giảm hơn 50% nhiệt độ của khí nguyên
liệu đầu vào, vì năng lượng của phản ứng và sự kích hoạt xúc tác được
cung cấp trực tiếp đến chỗ cần thiết để tạo ra các phản ứng có độ chọn
lọc và hiệu suất cao. Do nhiệt độ của khí nguyên liệu đầu vào thấp
nên có thể giảm đáng kể chi phí đầu tư liên quan với các thiết bị thu
hồi năng lượng tại các nhà máy chuyển hóa khí-lỏng truyền thống. Đồng
thời hiệu quả sử dụng năng lượng được nâng cao, khiến cho quy trình
chuyển hóa siêu nhỏ của Energix trở nên rất khả thi.
Quy trình chuyển hóa khí - lỏng này là quy trình
thứ hai mà Energix đưa ra thị trường. Quy trình thứ nhất của Công ty
là quy trình sản xuất hyđro từ các loại nguyên liệu hyđrocacbon với tỷ
lệ chuyển hóa rất cao (98%) và chi phí đầu tư thấp (200 nghìn USD cho
một nhà máy với công suất 50 Nm3/giờ). Công nghệ này cũng đã được thử
nghiệm để sản xuất hyđro với công suất siêu nhỏ và chi phí sản xuất
tương đương chi phí của các nhà máy sản xuất hyđro quy mô lớn. Nhiều
thử nghiệm về độ ổn định vận hành đã được thực hiện và Công ty dự kiến
cuối năm 2009 sẽ đưa vào vận hành một máy phát điện tại chỗ với công
suất 5KW, dựa trên phản ứng reforming metanol bằng hơi nước, với mục
đích cấp điện cho các cơ sở của ngành viễn thông. Chi phí trực tiếp
của việc sản xuất điện bằng máy phát điện kiểu này sẽ thấp hơn 0,1
USD/kWh. |