Перспективи застосування технологій метанування для виробництва синтетичного відновлюваного метану в Україні



DOI: http://dx.doi.org/10.31548/energiya3(73).2024.107

T. Suprun

Анотація


Відомо, що однією з найважливіших і найактуальніших проблем сучасної світової енергетики став пошук і розробка відновлюваних джерел енергії як альтернатив традиційним викопним паливам.

Метанування, тобто реакція перетворення вуглекислого газу і водню з отриманням синтетичного відновлюваного метану, є одним із напрямів пошуку і освоєння альтернативних джерел енергії як замінника дефіцитного природного газу.

Об'єктом цього дослідження є синтетичний відновлюваний метан, а також особливості технологій метанування для його виробництва.

Мета роботи - огляд світового досвіду розробки технологій метанування для виробництва синтетичного відновлюваного метану та визначення перспективних шляхів впровадження цих технологій в Україні.

Методи дослідження включають вивчення і аналіз літературних та інших даних, зокрема результатів впровадження проєктів з метанування.

Як показали проведені дослідження, особливо цікавими для умов України є технології метанування тільки з відновлюваними компонентами. Саме такі технології і аналізуються в статті.

У роботі розглянуті технологічні можливості застосування методів каталітичного і біологічного метанування з метою ефективного використання відновлюваної сонячної і вітрової електроенергії для генерування водню шляхом електролізу води, а також вуглекислого газу органічного походження для виробництва синтетичного відновлюваного метану.

Найдокладніше розглянуто технологію біологічного метанування як перспективного напряму впровадження технологій метанування в Україні для виробництва синтетичного відновлюваного метану. Проаналізовано аспекти, пов’язані з сучасними технологіями, такими як in situ, ex situ. Показано особливості концепції підземного метанування, що є одним із напрямів біологічного метанування.

У роботі розглянуті різні конструкції реакторів для каталітичного і біологічного метанування, зазначені їх переваги і недоліки.

Ключові слова: синтетичний відновлюваний метан, технології метанування, відновлювані джерела енергії


Повний текст:

PDF

Посилання


Geletukha, G., Kucheruk, P., Matveev, Yu. (2022). Prospects and potential for biomethane production in Ukraine. Ecological Engineering & Environmental Technology, 23 (4), 67–80. http://www.ecoeet.com/Prospects-and-Potential-for-Biomethane-Production-in-Ukraine,149995,0,2.html

Gotz, M., Lefebvre, J., Mors, F. et al. (2016). Renewable power-to-gas: A technological and economic review. Renewable Energy, 85, 1371-1390. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.07.066

Bailera, M., Lisbona, P., Romeo, L.M. et al. (2017). Power to Gas Projects Review: Lab, Pilot and Demo Plants for Storing Renewable Energy and CO2. Renew. Sustain. Energy Rev, 69, 292–312. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.130

Thema, M., Bauer, F., Sterner, M. (2019). Power-to-Gas: Electrolysis and Methanation Status Review. Renew. Sustain. Energy Rev., 112, 775–787. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2019.06.030

Klimenko V.M., Suprun T.T. (2022) Tekhnolohiyi metanatsiyi dlya otrymannya syntetychnoho vidnovlyuvanoho metanu [Methanation technologies for producing synthetic renewable methane]. Thermophysics and Thermal Power Engineering, 44 (3), 63-72. https://doi.org/10.31472/ttpe.3.2022.6

Klimenko, V.N., Suprun, T.T. (2023). Analysis of synthetic renewable methane production technologies for implementation in Ukraine. Eurasian Physical Technical Journal, 20 (2(44)), 41–45. https://doi.org/10.31489/2023No2/41-45

Chung Hong, Tan, Saifuddin, Nomanbhay, Abd Halim, Shamsuddin, et al. (2022). Current Developments in Catalytic Methanation of Carbon Dioxide – A Review. Front. Energy Res., 9, 795423. https://doi.org/10.3389/fenrg.2021.795423

Janke, C., Duyar, M.S., Hoskins, M. et al. (2014). Catalytic and adsorption studies for the hydrogenation of CO2 to methane, Appl. Catal. B Environ., 152-153, 184-191, http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.01.016

Project HELMETH Available at: http://www.helmeth.eu/index.php/project

Bellini, R., Bassani, I., Vizzarro, A. et al. (2022). Biological Aspects, Advancements and Techno-Economical Evaluation of Biological Methanation for the Recycling and Valorization of CO2. Energies, 15(11), 4064. https://doi.org/10.3390/en15114064

Bassani, I., Kougias, P.G., Angelidaki, I. (2016). In-Situ Biogas Upgrading in Thermophilic Granular UASB Reactor: Key Factors Affecting the Hydrogen Mass Transfer Rate. Bioresour. Technol., 221, 485–491. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.09.083

Kougias, P.G., Treu, L., Benavente, D.P. et al. (2017). Ex-Situ Biogas Upgrading and Enhancement in Different Reactor Systems. Bioresour. Technol, 225, 429–437. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.11.124

Rusmanis, Davis, O’Shea, Richard, Wall, et al. (2019). Biological hydrogen methanation systems – an overview of design and efficiency. Bioengineered, 10, 604-634. https://doi.org/10.1080/21655979.2019.1684607

Voelklein, M.A., Rusmanis, Davis, Murphy, J.D. (2019). Biological methanation: Strategies for in-situ and ex-situ upgrading in anaerobic digestion. Appl. Energy, 235, 1061-1071. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.11.006

Strobel, Gion, Hagemann, Birger, Huppertz Thiago, Martins. et al. (2020). Underground bio-methanation: Concept and potential. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 123, 109747. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109747


Метрики статей

Завантаження метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Bookmark and Share