Презентация на тему Ветроводородная диметиловая экономика. Национальный технологический проект

группы известных фирм (Amoco Corporation - США, AVL List

GmbH - Австрия, Haldor Topsoe - Дания) представили серию докладов, посвященных диметиловому эфиру (ДМЭ). Все они утверждали, что ДМЭ обладает всеми свойствами экологически чистого дизельного топлива.

После этого конгресса ДМЭ стали называть в публикациях «дизельным топливом XXI века».

газа и нефти из Каспийско-Кавказского региона в Западную Европу

(Италия, декабрь 2001 года).
Н.А.Платэ с соавторами Ю.А. Колбановским и А.Я. Розовским предложили транспортировать газ в виде диметилового эфира. Такой подход позволит перевозить энергоноситель танкерами в любой регион Европы вместо прокладки трубопроводов по территориям, где их безопасность трудно гарантировать. Был сделан вывод, что ДМЭ — потенциально крупнотоннажный продукт, масштабы потребления которого могут оказаться сопоставимыми с бензином и дизельным топливом.

Доклад произвел эффект разорвавшей бомбы.

Ола с соавторами в работе “Beyond Oil and Gas:

The Methanol Economy” предложили концепцию перехода в новую экономику.

Концепция основывается на постепенном переходе нынешней углеродной экономики, основанной на использовании ископаемых видов топлив, к экономике на базе метанола и диметилового эфира (ДМЭ) с организацией циркуляции углерода в экономике и использовании водорода, полученным экологически чистым способом.

В ближайшей перспективе диметиловый эфир будет во все больших объемах производиться из газа, угля, торфа, отходов деревопереработки и других углеродсодержащих отходов.

Постепенно в качестве сырья для получения ДМЭ будет использоваться двуокись углерода, выбрасываемая в атмосферу энергообъектами и промышленными предприятиями.

В конечном итоге будет создана замкнутая циркуляция углерода в экономике.

Лауреат Нобелевской премии Джордж Ола

составляет несколько десятков млн. тонн и быстро увеличиваются.
В КНР

в 2006 году принято законодательство, регламентирующее применение ДМЭ в качестве прямого автомобильного топлива. Стратегия расширенного применения синтетических моторных топлив оформлена в виде госзаказа на 130 млрд. долл. до 2020 года.
В Швеции и Дании общественный транспорт полностью переведен на ДМЭ
Корейская компания Коgas готова построить на Дальнем Востоке завод по производству диметилэфира (ДМЭ) стоимостью $470 млн. Корея планирует закупать всю продукцию завода. Планируемая мощность завода - 300 тыс. тонн ДМЭ в год с возможностью дальнейшего увеличения. Срок окупаемости завода - 4 года. Для строительства требуется участок площадью 150 тыс. кв. м, он должен находиться рядом с газопроводом, по которому газ будет поступать на завод, и недалеко от порта для отправки ДМЭ в Корею. По оценкам компании, к 2020 году Корея будет потреблять 6,5 млн тонн диметилэфира в год, поэтому данное предприятие обеспечит лишь 5% потребности страны в этом топливе.
Иранская компания Zagros Petrochemical Company строит завод по производству ДМЭ мощность 800 000 тонн ДМЭ в год.
Рядом японских компаний совместно с Total Fina Elf SA образована компания DME Development Co. Ltd., которая разработала производственную установку с проектной мощностью 825 тыс. тонн в год.

2002 г. «О Городской целевой программе использования альтернативных видов

моторного топлива на автомобильном транспорте города на 2002-2004 годы».
- N 808-ПП от 01 октября 2002 г. "О мерах поэтапной реализации Городской целевой программы использования альтернативных видов топлива на автомобильном транспорте города в 2002-2004 годы в части применения диметилового эфира"
- № 941-РП от 17 мая 2004 г. "Об организации работ по внедрению диметилового эфира на транспорте в качестве экологически безопасного альтернативного моторного топлива«.
- N 735-ПП от 27 сентября 2005 г. «Об увеличении количества автомобилей, использующих диметиловый эфир в качестве моторного топлива».
- N 290-ПП от 24.04.2007 г. «О расширении применения диметилового эфира и других альтернативных видов моторного топлива».

Распоряжение мэра Москвы от 3 июня 2003 г. № 217-РМ «О создании координационного совета при мэре Москвы по проблеме организации производства диметилового эфира и продуктов его переработки в качестве экологически безопасного альтернативного моторного топлива».

транспорт полностью переведен на ДМЭ
В России с 1992-го, а

за рубежом с 1994 г. ведутся работы по использованию ДМЭ в качестве моторного топлива для дизелей. Основными фирмами разработчиками в России является НИИ двигателей, а за рубежом Haldtr Topse A/S, Technical University of Denmark, AVL LIST Gmbh (Austria), Amoco Corp. (USA), Navistar International Co (USA).
Автомобили с двигателями, работающими на диметиловом эфире, разрабатывают KAMAZ, Volvo, Nissan и китайская компания SAIC Motor.
ДМЭ является наиболее перспективным моторным топливом, позволяющим обеспечить нормы, определяемых требованиями правил ЕЭК ООН №49-02 (нормы «Евро-3» и «Евро-4») нормы, без применения специальных дорогостоящих мероприятий.

«Бычок» с доработанным по результатам испытаний дизелем

Изотермический автофургон, оборудованный турбохолодильной установкой на ДМЭ

впервые опробованного в России, были получены практически идентичные мощностные

показатели дизеля по сравнению с работой на дизельном топливе. Переход на ДМЭ позволил снизить эмиссию NOx в 2 раза, а дымность отработавших газов – в среднем в 4 раза. Уровень шума снижается на 8 дБ.
Таким образом, потенциальные преимущества ДМЭ можно реализовать без существенных затрат. Нет принципиальных препятствий для создания надежной конструкции ДМЭ-автомобиля на основе существующих систем питания.

компрессионного двигателя превосходит альтернативные виды, включая традиционное. Исключение составляет

пониженная по сравнению с ДТ и метаном теплотворная способность, что частично компенсируется большей экономичностью двигателя и отсутствием затрат на очистку выхлопа.

энергии в ДМЭ ниже чем для природного газа, как

в случае трубопроводного транспорта, так и особенно при транспортировки железнодорожным, автомобильным и морским транспортом.

2. ДМЭ содержит в себе три ключевых атома: водород, углерод и кислород, при этом необходимый для дальнейшего оргсинтеза азот имеется в избытке в атмосфере и не нуждается в транспортировке. Это позволяет с наименьшими затратами организовывать конечные синтез-производства.

3. В ДМЭ могут быть полностью и без потерь преобразованы все первичные виды углеродсодержащего сырья воспроизводимого и невоспроизводимого характера.

4. Химические связи углерода являются наиболее удобным и компактным способом удержания водорода в автомобильном топливе (судовом, авиационным). Обращение с жидкостями хорошо отработано, безопасно, для них существует готовая инфраструктура, они могут долго храниться в ёмкостях.

5. ДМЭ нетоксичен и уже используется в качестве наполнителя в аэрозольных упаковках.

6. ДМЭ быстро дегидратирует в атмосфере и может применяться как хладоагент, обладающий нулевым значением потенциала озоноразрушения – отличный заменитель фреонов.

для синтеза бензина, дизельного топлива, этанола и моторных масел.

Сырьё для химической промышленности
Косметическая промышленность (ДМЭ нетоксичен и уже используется в качестве наполнителя в аэрозольных упаковках).
Холодильники и рефрижераторы (хладоагент, обладающий нулевым значением потенциала озоноразрушения).
Перспектива будущего применения ДМЭ - это использование его в качестве источника водорода для топливных элементов типа.
ЖКХ.

метанол.

При применении новейших разработок, уже опробованных в опытно-промышленном масштабе,

преимущества ДМЭ становятся более очевидными.

ВИДОВ СЫРЬЯ

и моторные топлива

генератор синтез-газа, в котором для окисления природного газа используется

кислород. Более масштабная опытно - промышленная установка, в которой окисление проводится кислородом воздуха, создана в Приморском НТЦ РКК "Энергия" с участием Институт нефтехимического синтеза РАН.
Производительность единицы объема таких аппаратов в десятки раз превышает производительность известных промышленных аналогов. Высокая производительность ведет за собой сокращение капитальных вложений, а простота технологии - уменьшение эксплуатационных расходов.

УрО РАН разрабатывают электрохимические технологии получения синтез-газа и природного

газа с помощью твердооксидных мембран со смешанным типом проводимости. Эта технология в настоящее время рассматривается в качестве одной из наиболее перспективных альтернатив парового риформинга.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА - Б

Воздух

Воздух

СТАДИЮ - 1В
В Институт нефтехимического синтеза РАН разработан процесс

одностадийного синтеза диметилового эфира (ДМЭ) из синтез-газа, отличающийся высокими технико-экономическими показателями: производительность единицы объема катализатора вдвое выше, чем в однотипном процессе синтеза метанола, а конверсия «за проход» - в два-три раза. В результате производство ДМЭ оказывается на 10-20% дешевле производства эквивалентного количества метанола, который в настоящее время используется в промышленности как сырье для синтеза ДМЭ. Процесс может быть осуществлен из синтез-газа любого состава, в том числе из «бедного» синтез-газа, получаемого при окислении природного газа воздухом, из газообразных продуктов газификации угля, растительных остатков и т.д.

H2) меняется вклад в брутто-реакцию синтеза ДМЭ следующих двух

реакций:

2CO + 4H2 (CH3)2O + H2O
3CO + 3H2 (CH3)2O + CO2

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ДМЭ ИЗ СИНТЕЗ-ГАЗА В ОДНУ СТАДИЮ – 2В

ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕДЕЛАХ ПРОИЗВОДСТВА ДМЭ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ

ВИДОВ СЫРЬЯ

В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕДЕЛАХ ПРОИЗВОДСТВА ДМЭ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ
Кислородный

насос

ветровых условий по территории России позволяет использовать ветроэнергетические системы

практически на всей территории страны.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕДЕЛОВ ПОЛУЧЕНИЯ ДМЭ

м по территории России (по данным НАСА)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ

ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕДЕЛОВ ПОЛУЧЕНИЯ ДМЭ

вертикально-осевые (справа)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕТРОВОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕДЕЛОВ ПОЛУЧЕНИЯ ДМЭ
За

последнее 20 лет мощность ВЭУ увеличилась в тысячи раз: до 6 мВт единичной мощности. По экономическим показателям ветроэлектростанции стали вполне конкурентоспособными с традиционной энергетикой в областях, где достаточен ветропотенциал. В строительстве ветроустановок появилось новое перспективное направление – ветроустановки с вертикальной осью вращения, которые более экономичны и шумобезопасны.

месте её потребления.
В рамках реализации программы «Ветроводородная демитиловая экономика.

Национальный технологический проект» будут созданы комбинированные автономные энергоустановки для распределенной энергетики, использующие возобновляемые энергоресурсы, в том числе переработку биомассы в диметиловый эфир.

Реализация этого проекта позволит обеспечить энергокомфорт в населенных пунктах, где отсутствует централизованное электро- и газоснабжение, удаленных буровых и других промышленных и социальных объектов, дать толчок и инструменты для развития депрессивных территорий, по-новому строить стратегию освоения перспективных, но необжитых местностей.

ЭКОНОМИКЕ

ЭКОНОМИКЕ

ЭКОНОМИКЕ

ЭКОНОМИКЕ

ЭКОНОМИКЕ

ЭКОНОМИКЕ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ.
Зачастую к источникам газа или небольшим газовым месторождениям нецелесообразно

подводить газопровод. Попутный газ приходиться просто сжигать, уничтожая ценное сырье и загрязняя окружающую среду. Переработка попутного нефтяного газа в жидкие энергоносители позволяет решить эту проблему. От эксплуатации небольших газовых месторождений во многих случаях приходится отказываться. Примером может служить Бухаровское месторождение природного газа в Свердловской области. К нему невыгодно подводить газопровод, но месторождение расположено вблизи промышленного района, нуждающегося в топливе. Переработка природного газа в ДМЭ и затем транспортировка его наземным транспортом может сделать эксплуатацию Бухаровского месторождения экономически перспективной.

УГОЛЬ)
Электролиз воды
э/э
э/э
Производство ДМЭ
Водород
Кислород
Промышленные предприятия, энергоустановки
ДМЭ
CO2

включая углекислый газ: природный газ, попутный нефтяной газ, шахтный

газ, биогаз, CO, CO2, уголь, торф, древесные отходы, биомасса и др.

ТЕХНОЛОГИИ И ОТРАСЛИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ВЕТРОВОДОРОДНОЙ ДИМЕТИЛОВОЙ ЭКОНОМИКИ
Технологии: получение ДМЭ, водорода и кислорода.
Машиностроение: общее, энергетическое, химическое, электротехническое.
Производства: реакторов по синтезу ДМЭ с использованием новейших российских ракетных технологий, углепластиков, редкоземельных магнитов, электролизеров, функциональной керамики, топливных элементов, автономных комбинированных энергоустановок для распределенной энергетики, дирижаблей.

ОСНОВНЫЕ И СОПУТСТВУЮЩИЕ ПРОДУКТЫ
Диметиловый эфир, товарный водород и кислород, электро- и теплоэнергия.

ПОТРЕБИТЕЛИ И РЫНКИ СБЫТА
Топливо для транспорта, топливо для газотурбинных электростанций, сырьё для синтеза бензина, дизельного топлива, этанола и моторных масел, косметическая промышленность, холодильное оборудование, автономные комбинированные энергоустановки, ЖКХ, экспорт.

инициаторами постановки проблем для решения программными методами на федеральном

уровне могут выступать только федеральные органы исполнительной власти целесообразно, чтобы проект концепции национальной стратегии и государственной программы «Ветроводородная диметиловая экономика. Национальный технологический проект» был представлен Президенту и Правительству РФ губернаторами Урала, в первую очередь, ЯНАО, Свердловской и Челябинской областей для максимального использования экономических потенциалов данных регионов.
Для объединения усилий и организации совместных действий промышленных предприятий, научных и учебных заведений, органов власти, заинтересованных в разработке концепции, продвижении и реализации стратегии и программы «Ветроводородная диметиловая экономика. Национальный технологический проект» создан Консорциум «Ветроводородная диметиловая экономика. Национальный технологический проект».
В настоящий момент подтвердили заинтересованность в участии в Консорциуме:
Уральское отделение РАН, Департамент по науке и инновациям Ямало-Ненецкого автономного округа, Национальный исследовательский Южно-Уральский государственный университет, ОАО «Международная биржа коммерциализации инноваций» (МБКИ), НИИ "Уралмет", ООО «ГРЦ-Вертикаль», Исполнительный комитет МА «Большой Урал», Инвестиционная группа «АЗ Капитал», ОАО «Уралхиммаш», ООО «Эльмаш (УЭТМ)».
В настоящее время вопрос о присоединении к Консорциуму рассматривают: Министерство промышленности и науки, Министерство энергетики и ЖКХ Свердловской области, Институт химии твердого тела УрО РАН, Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН и др.

области для разработки программы «Рациональное использование углеводородных и возобновляемых

ресурсов Свердловской области на период до 2020 года», которая должна включать разделы:
1.1. Получение диметилового эфира и моторных топлив из природного газа, торфа, древесных отходов и биомассы.
1.2. Использование диметилового эфира на транспорте.
1.3. Производство энергоустановок для распределенной энергетики: ветрогенераторов, топливных элементов, электролизеров воды, реакторов биогаза.
1.4. Разработка технологий получения диметилового эфира из углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу промышленными энергоустановками.
1.5. Подготовка кадров.

Состав рабочей группы
Представители:
министерств Правительства Свердловской области (промышленности и науки, энергетики и жилищно-коммунального хозяйства, агропромышленного комплекса и продовольствия, транспорта и связи, общего и профессионального образования);
заинтересованных предприятий, научных и образовательных учреждений Свердловской области;
ключевых разработчиков технологий из других регионов (Южно-Уральский государственный институт, ООО «Южно-Уральская генерирующая компания», ООО «ГРЦ-Вертикаль», Институт нефтехимического синтеза РАН, НТЦ РКК "Энергия» и др.

2013 год, 10 млн. руб.

области для организации выполнения межотраслевой областной программы «Рациональное использование

углеводородных и возобновляемых ресурсов Свердловской области на период до 2020 года»
Декабрь 2013 года.
3. Создание демонстрационной установки получения диметилового эфира.
2014 год.
4. Создание демонстрационного высокотемпературного электролизера воды на твердооксидных электролитах.
2014 год.
5. Разработка ветрогенераторов с вертикальной осью вращения мощностью 10 кВт.
2014 год.
6. Создание опытно-промышленной установки получения диметилового эфира из природного газа Бухаровского месторождения.
2015 год.
7. Создание промышленного производства ветрогенераторов с вертикальной осью вращения мощностью 3-10 кВт, наиболее востребованных на рынке Урала и России.
2015 год.
8. Создание опытно-промышленного производства высокотемпературных электролизеров воды на твердооксидных электролитах.
2015 год.

ДОРОЖНАЯ КАРТА