ภูมิทัศน์เทคโนโลยี: ผู้เล่นหลักในไพโรไลซิสมีเทน

• พลาสมา: ไพโรไลซิสมีเทนในรูปแบบที่โตเต็มที่ที่สุดใช้ไฟฉายพลาสม่าที่ไพโรไลซ์ก๊าซมีเทนที่อุณหภูมิระหว่าง 1,000 °C (พลาสมาเย็น) ถึง 2,000 °C (พลาสมาร้อน) พลาสมาเย็นมักนําไปสู่การแปลงมีเทนน้อยกว่า 50% โดยไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาในขณะที่พลาสมาร้อนมักส่งผลให้เกิดการแปลงสูงกว่า 90% บริษัท Kværner ของนอร์เวย์ (ปัจจุบันคือ Aker Solutions) ได้ติดตั้งโรงงานไพโรไลซิสมีเทนเชิงพาณิชย์แห่งแรกและแห่งเดียวที่ใช้เทคโนโลยีพลาสมาร้อนในปี 1997 ซึ่งไฮโดรเจนที่ผลิตได้ถูกหมุนเวียนในไฟฉายพลาสมา โรงงานแห่งนี้ถูกปลดประจําการในปี 2546 เนื่องจากคุณภาพของผลิตภัณฑ์คาร์บอนแบล็คไม่เพียงพอ ปัจจุบัน Monolith Materials เป็น บริษัท ชั้นนํา ใช้เทคโนโลยีพลาสม่าร้อนตามกระบวนการของ Kværner และเปิดตัวโรงงานสาธิตแห่งแรกในสหรัฐอเมริกาในปี 2020 โดยผลิตคาร์บอนแบล็คเป็นผลิตภัณฑ์หลัก แก๊ซพรอมเป็น บริษัท เดียวที่ใช้งานเทคโนโลยีพลาสมาสําหรับไพโรไลซิสมีเทน - เทคโนโลยีพลาสมาเย็นได้รับการสนับสนุนโดยตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลเพื่อให้มีประสิทธิภาพในการแปลงมีเทน 80% แต่เทคโนโลยียังคงอยู่ในระดับห้องปฏิบัติการ
• ความร้อน: ในไพโรไลซิสความร้อนมีเทนจะแยกตัวเป็นไฮโดรเจนและคาร์บอนที่อุณหภูมิระหว่าง 1,000 °C ถึง 1,500 °C ความแตกต่างหมุนรอบประเภทของเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการ BASF ใช้เครื่องปฏิกรณ์เตียงเคลื่อนที่ด้วยความร้อนด้วยไฟฟ้าซึ่งเม็ดคาร์บอนไหลสวนทางกับเฟสก๊าซและไพโรไลซ์มีเทนโดยตรงบนเม็ดที่ 1,400 °C KIT ผ่านมีเทนผ่านเครื่องปฏิกรณ์คอลัมน์ฟองดีบุกเหลวที่ 1,200 °C ซึ่งคาร์บอนแข็งที่เกิดขึ้นจะลอยอยู่ด้านบนของของเหลวและสามารถแยกออกได้ด้วยวิธีการที่ไม่เปิดเผย TNO ยังใช้เครื่องปฏิกรณ์โลหะหลอมเหลวที่ทํางานสูงกว่า 1,000 °C และแยกคาร์บอนแบล็คออกจากโลหะเหลวโดยใช้เกลือหลอมเหลว ปัจจุบันแพลตฟอร์มเทคโนโลยีทั้งหมดในไพโรไลซิสความร้อนอยู่ในระดับห้องปฏิบัติการและไม่น่าจะถึงระดับเชิงพาณิชย์ก่อนปี 2030
• ตัวเร่งปฏิกิริยา: ในไพโรไลซิสตัวเร่งปฏิกิริยามีเทนจะแตกตัวเป็นไฮโดรเจนและคาร์บอนเหนือตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นนิกเกิลหรือเหล็กที่อุณหภูมิน้อยกว่า 1,000 °C ปัจจุบัน Hazer Group เป็นผู้เล่นชั้นนําในพื้นที่นี้ - บริษัท ใช้เครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดพร้อมตัวเร่งปฏิกิริยาแร่เหล็กซึ่งทํางานที่อุณหภูมิ 850 °C ขณะนี้อยู่ในระดับนําร่องโดยไม่มีเป้าหมายที่ชัดเจนสําหรับการค้า C-Zero เป็นผู้เข้าแข่งขันรายใหม่ล่าสุดในภาคไพโรไลซิสมีเทน ในขณะที่เทคโนโลยียังไม่ชัดเจน แต่ดูเหมือนว่า บริษัท ใช้กระบวนการเร่งปฏิกิริยา แต่ยังหลอมเหลวเกลือเพื่อแยกคาร์บอนที่เป็นของแข็งออก

โดยรวมแล้วภูมิทัศน์ทางเทคโนโลยีสําหรับไพโรไลซิสมีเทนนั้นกระจัดกระจายระหว่างเทคโนโลยีโดยไม่มีการเดิมพันที่แน่นอน ในขณะที่ Monolith Materials ดูเหมือนจะอยู่ในระดับใกล้เคียงกับเชิงพาณิชย์ด้วยเทคโนโลยีพลาสมา แต่การขาดรายละเอียดเกี่ยวกับโครงการรวมถึงประวัติศาสตร์เชิงพาณิชย์ที่ไม่ดีของกระบวนการ Kværner ทําให้เราไม่สามารถเรียกพลาสมาว่าเป็นผู้ชนะที่ชัดเจนในไพโรไลซิสมีเทน

BASF และ TNO กําลังพัฒนาแพลตฟอร์มไพโรไลซิสความร้อนอย่างแข็งขัน แต่ยอมรับว่าโรงงานเชิงพาณิชย์ไม่น่าจะเกิดขึ้นก่อนปี 2030 สําหรับสตาร์ทอัพหลายรายที่ทํางานในพื้นที่เป้าหมายเชิงพาณิชย์มักจะมีความทะเยอทะยานสูงและพวกเขายังไม่ได้จัดหาพันธมิตรหรือเงินทุนที่จําเป็นเพื่อขยายเทคโนโลยีของพวกเขา

#LuxTake

เมื่อพิจารณาถึงระยะแรกของไพโรไลซิสมีเทนและช่วงของเทคโนโลยีที่มีอยู่การประเมินทางเศรษฐกิจของกระบวนการยังคงขาด วรรณกรรมทางวิชาการและการสนทนากับนักพัฒนาเทคโนโลยีระบุว่าไพโรไลซิสมีเทนจะมีราคาแพงกว่าไฮโดรเจนสีน้ําเงิน อย่างไรก็ตามผู้สนับสนุนเทคโนโลยีนี้ชี้ให้เห็นอย่างรวดเร็วว่าการขายผลพลอยได้จากคาร์บอนออกสู่ตลาดจะทําให้ราคาถูกกว่าไฮโดรเจนสีน้ําเงิน อย่างไรก็ตามนักประดิษฐ์ควรระมัดระวังเนื่องจากข้อสันนิษฐานดังกล่าวอาจเป็นการทรยศอย่างมาก

ตลาดคาร์บอนแบล็คทั่วโลกในปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 15 ล้านตันต่อปี หากคาร์บอนแบล็คทั้งหมดนี้ถูกจัดหาโดยไพโรไลซิสมีเทนมันจะสอดคล้องกับการผลิตไฮโดรเจน 6 ล้านตันต่อปี ซึ่งเทียบเท่ากับเพียง 8% ของตลาดไฮโดรเจนทั่วโลก ดังนั้นการปรับใช้ไพโรไลซิสมีเทนในระดับโลกจะนําไปสู่ความผิดพลาดในตลาดคาร์บอนแบล็คและทําให้ไร้ค่า

สมมติว่าเทคโนโลยีประสบความสําเร็จในการปรับขนาดและไม่ได้ขายคาร์บอนแบล็คออกสู่ตลาดการตัดสินใจสร้างโรงงานไพโรไลซิสมีเทนหรือโรงงานไฮโดรเจนสีน้ําเงินส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับการจัดการผลพลอยได้จากคาร์บอนและผลกระทบต่อเศรษฐศาสตร์ของการผลิตไฮโดรเจน เพื่อให้ไพโรไลซิสมีเทนชนะค่าใช้จ่ายในการจัดการคาร์บอนที่เป็นของแข็งจะต้องถูกกว่าค่าใช้จ่ายในการบีบอัดการขนส่งและการแยกการปล่อย CO2 จากโรงงานไฮโดรเจนสีน้ําเงิน

ผู้ที่สนใจควรติดตามการพัฒนาไพโรไลซิสมีเทน แต่ยังคงตระหนักดีว่าในขณะที่มันจะแกะสลักส่วนแบ่งของตลาดไฮโดรเจนคาร์บอนต่ํา แต่ก็ไม่น่าจะขับไล่ไฮโดรเจนสีน้ําเงินออกจากส่วนผสมอย่างสมบูรณ์