Methanol Economy and its Benefits in India

Methanol Economy: Hydrocarbon fuels like petrol and diesel etc. have also badly affected the environment with Green House Gas Emissions (GHG). India is the third-largest carbon dioxide emitter country in the world. Nearly 30% of pollution in cities like Delhi comes from automobiles and also the rising number of automobiles on the road will further worsen the pollution. The current situation is alarming and it is imperative for the government to present a comprehensive road map to reduce urban pollution and stop pollution-related deaths completely.

METHANOL ECONOMY

Demand for Methanol

During the last few years, the use of methanol and (Di Methyl Ether) DME as fuel has increased significantly. Methanol demand is growing at a robust 6 to 8 % annually. The world has installed capacity of 120 MT of Methanol and will reach to 200 MT by 2025.

China alone produces 65% of world Methanol by using its coal resources. They have converted millions of vehicles running on Methanol. Israel, Italy have adopted the Methanol 15% blending program with Petrol and fast-moving towards M85 & M100. Japan, Korea have extensive Methanol & DME usage and Australia has adopted GEM fuels (Gasoline, Ethanol & Methanol) and blends almost 56% Methanol.

What is Methanol? & Its Features

“Methanol as a low-carbon, hydrogen-carrier fuel”, produced from high ash coal, agricultural residue, CO2 from thermal power plants and natural gas, is the best pathway for meeting India’s commitment to COP 21. 

• It burns efficiently in all internal combustion engines,
• It produces no particulate matter
• It produces no soot
• It produces almost nil SOX and NOX emissions (Near Zero Pollution).
• The gaseous version of Methanol – (Di Methyl Ether) DME can blend with LPG and can be an excellent substitute for diesel in large buses and trucks.
• METHANOL 15(M15, blending 15% methanol) in petrol will reduce pollution by 33% and diesel replacement by methanol will reduce by more than 80 %.

Need for Methanol for India

• Methanol Economy is very crucial for India to reduce the emissions intensity of its GDP by 33 to 35 percent by 2030 from the 2005 level.
• To achieve about 40 percent cumulative electric power installed capacity from non-fossil fuel-based energy resources by 2030 with the help of the transfer of technology and low-cost international finance including from Green Climate Fund (GCF).
• Methanol is a clean-burning drop-in fuel that has the potential to replace both petrol & diesel in transportation & LPG, Wood, Kerosene in cooking fuel.
• It can also replace diesel in Power Generation, Railways, Gensets, and Marine Sector.
• Methanol-based reformers could be the ideal complement to Hybrid and Electric Mobility.
• Methanol Economy is the ‘bridge’ to the dream of a complete “Hydrogen based fuel systems”.
• Methanol is a significant solution to the burning problem of urban pollution

Methanol Production

• Methanol can be produced from Natural Gas, Indian High Ash Coal, Bio-mass, Municipal Solid Waste, stranded and flared gases.
• India can achieve, through right technology adaptation, to produce Methanol at Rs.19 a litre from Indian coal and all other feedstock.
• Renewable Methanol by capturing CO2 back from the atmosphere is becoming very popular and is seen by the world as the “Enduring Energy Solution known to Mankind”.
• Countries across the world are already moving towards renewable methanol from CO2 and the perpetual recycling of CO2 into Methanol, say CO2 emitted from Steel plants, Geothermal energy or any other source of CO2, effectively “Air to Methanol”.

Steps taken by the Government

India has an installed Methanol Production capacity of 2 MT per annum. As per the plan prepared by NITI Aayog, using Indian High Ash coal, Stranded gas, and Biomass can produce 20 MT of methanol annually by 2025.  India, with 125 Billion Tonnes of proven Coal reserves and 500 million tonnes of Biomass generated every year & the huge quantities of Stranded & Flared gases have a huge potential for ensuring energy security based on alternate feedstock and fuels.

NITI Aaayog has drawn out a road map to substitute 10% of Crude imports by 2030, by Methanol alone. This requires approximately 30 MT of Methanol. Methanol & DME are substantially cheaper than Petrol and Diesel and India can look to reduce its fuel bill 30% by 2030.

NITI Aayog’s road map for Methanol Economy comprises:

• Production of methanol from Indian high ash coal from indigenous Technology, in large quantities and adopting regional production strategies and produce Methanol in large quantities at Rs. 19 a litre.
• India will adopt CO2 capturing technology to make the use of coal fully environment friendly and meet our commitments to COP21.
• Almost 40% of Methanol Production can be through Bio-mass, Stranded Gas & MSW feedstocks.
• Use of methanol as well as DME in transportation – rail, road, marine and defence.
• Industrial Boilers, Diesel Gensets & Power generation & Mobile towers are other applications.
• Utilization of methanol and DME as domestic cooking fuel – cookstoves.
• LPG – DME blending
• Use of methanol in fuel cell applications in Marine, Gensets and Transportation.

Methanol Benefits

1. Methanol Benefits in the Transportation sector

• India is shortly going to implement Methanol 15% blending program with Petrol and the cost of petrol is expected to come down immediately by 10%.
• 15% of all vehicle fuels can be converted to Methanol & Di Methyl Ether (DME), with very little modifications to existing engines (vehicles) and fuel distribution infrastructure.
• M100 program for buses and trucks will be implemented soon
• Global engine manufactures like Volvo, Mercedes in collaboration with Indian players can manufacture these engines under the Make in India and will result in big FDI investments.
• The development of this sector will bring jobs in the engineering sector.

2. Methanol Benefits in Marine Sector

• The marine sector is shifting to Methanol as the fuel of choice due to emission regulations being implemented stringently by IMO (International Maritime Organisation).
• Being very efficient in liquid form and practically generating no SOx or NOx, Methanol is much cheaper than LNG and Bunker / Heavy Oil.

3. Methanol in Railways

• Indian Railways consumes about 3 billion litres a year and the annual diesel bill is in excess of 15000 Crores.
• A Methanol locomotive prototype is being implemented by Indian Railways under a grant by Department of Science & Technology and once all 6000 diesel engines are converted to methanol (at very minimal cost of less than 1 crore an engine), the annual diesel bill can be reduced by 50%.
• It is complementary to the goals of electrification in Railways.

4. Methanol & DME in Cooking fuel program

• The cooking fuel program of Methanol liquid fuel and LPG-DME blending is a low hanging fruit for India.
• A 20% blending program with LPG, without any infrastructure modifications, would result in an immediate savings of Rs.6000 Crores a year.
• Protects women health from indoor pollution
• Methanol supplied in canisters would ensure fuel supply in the remotest part of North East and Himalayas.

Progress made by India thus far

• India has successfully converted a two-wheeler engine, a Genset, power weeder (agriculture equipment).
• And now India is all set to convert many IC engines to Methanol, including railways and marine.
• Focus is on augmenting Methanol production capacity of existing producers like GNFC, RCF & Assam Petro and through various routes of production, India will target a Methanol production of at least 5 million tons by 2021.
• PSUs like BHEL, CIL & SAIL are planning to produce Methanol though the coal route and Oil PSU’s through the stranded gas route.
• BHEL at Trichy, the Talcher Fertilizer plant can also produce Methanol in Large quantities in a short period of time.

The final roadmap for ‘Methanol Economy’ being worked out by NITI Aaayog is targeting an annual reduction of $ 100 Billion by 2030 in crude imports.

Conclusion

India by adopting Methanol can have its own indigenous fuel at the cost of nearly Rs. 19 a litre at least 30% cheaper than any available fuel.

Make in India program will get a further boost by both producing fuels indigenously and an associated growth in automobile sector adding engineering jobs and also investments in Methanol based industries (FDI and Indian).

Methanol fuel can result in great environmental benefits and can be the answer to the burning urban pollution issue.

Methanol blending program would revolutionise the Indian energy sector, and costs saved from the methanol economy will be used to spend more on social-sector development– health and education and invest more in the R&D sector.

मेथनॉल अर्थव्यवस्था
(Methanol Economy)

हाइड्रोकार्बन ईंधन जैसे- पेट्रोल और डीजल आदि ने भी ग्रीन हाउस गैस उत्सर्जन (GHG) के साथ पर्यावरण को बुरी तरह से प्रभावित किया है। भारत विश्व का तीसरा सबसे बड़ा कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जक देश है। दिल्ली जैसे शहरों में लगभग 30% प्रदूषण ऑटोमोबाइल से आता है तथा सड़क पर ऑटोमोबाइल की बढ़ती संख्या प्रदूषण को और भी अधिक खराब कर देगी। वर्तमान स्थिति चिंताजनक है और सरकार के लिए शहरी प्रदूषण को कम करने और प्रदूषण से होने वाली मौतों को पूरी तरह से रोकने के लिए एक व्यापक रोडमैप प्रस्तुत करना अनिवार्य है।

मेथनॉल की मांग

पिछले कुछ वर्षों के दौरान, ईंधन के रूप में मेथनॉल और (डाइमिथाइल ईथर) DME का उपयोग काफी बढ़ गया है। मेथनॉल की मांग वार्षिक रूप से 6 से 8% तक के मजबूत स्तर पर बढ़ रही है। विश्व ने मेथनॉल की 120 मीट्रिक टन की क्षमता स्थापित की है और यह 2025 तक 200 मीट्रिक टन तक पहुंच जाएगी।

चीन अकेले अपने कोयला संसाधनों का उपयोग करके 65% विश्व मेथनॉल का उत्पादन करता है। उन्होंने लाखों वाहनों को मेथनॉल-चालित वाहनों में  बदल दिया है। इज़राइल, इटली ने पेट्रोल के साथ 15% मेथनॉल सम्मिश्रण कार्यक्रम को अपनाया है तथा M85 और M100 की ओर तेजी से बढ़ रहा है। जापान, कोरिया के पास व्यापक मेथनॉल और DME उपयोग है और ऑस्ट्रेलिया ने GEM ईंधन (गैसोलीन, इथेनॉल और मेथनॉल) को अपनाया है और लगभग 56% मेथनॉल को मिश्रित किया है।

मेथनॉल क्या है और इसकी विशेषताएं

“मेथनॉल, एक निम्न कार्बन, हाइड्रोजन-वाहक ईंधन के रूप में“, जो उच्च राख युक्त कोयले, कृषि अवशेष, ताप ऊर्जा संयत्रों से CO₂ और प्राकृतिक गैस से उत्पादित होता है, COP 21 के लिए भारत की प्रतिबद्धता को पूरा करने के लिए सबसे अच्छा मार्ग है।

• यह सभी आंतरिक दहन इंजनों में दक्षता से जलता है,
• यह कोई कणिका तत्व उत्पन्न नहीं करता है
• यह कोई कालिख उत्पन्न नहीं करता है
• यह लगभग शून्य SOX और NOX उत्सर्जन (शून्य प्रदूषण के निकट) उत्पन्न करता है।
• मेथनॉल का गैसीय संस्करण – (डाइमिथाइल ईथर) DME को एलपीजी के साथ मिश्रित किया जा सकता है और यह बड़ी बसों और ट्रकों में डीजल के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प हो सकता है।
• पेट्रोल में मेथनॉल 15 (M15, 15% मेथनॉल का मिश्रण) 33% तक प्रदूषण को कम कर देगा और मेथनॉल द्वारा डीजल का प्रतिस्थापन 80% से अधिक प्रदूषण को कम कर देगा।

भारत के लिए मेथनॉल की आवश्यकता

• भारत के लिए 2005 के स्तर से 2030 तक अपने सकल घरेलू उत्पाद की उत्सर्जन तीव्रता को 33 से 35 प्रतिशत कम करने के लिए मेथनॉल अर्थव्यवस्था बहुत महत्वपूर्ण है।
• प्रौद्योगिकी के हस्तांतरण और हरित जलवायु कोष (GCF) सहित निम्न लागत वाले अंतर्राष्ट्रीय वित्त की सहायता से 2030 तक गैर-जीवाश्म ईंधन-आधारित ऊर्जा संसाधनों से लगभग 40 प्रतिशत संचयी इलेक्ट्रिक ऊर्जा स्थापित क्षमता प्राप्त करने के लिए।
• मेथनॉल एक स्वच्छ ज्वलनशील ड्रॉप-इन ईंधन है जो परिवहन में पेट्रोल और डीजल दोनों को तथा रसोई ईंधन में एलपीजी, लकड़ी, केरोसीन को प्रतिस्थापित करने की क्षमता रखता है।
• यह ऊर्जा उत्पादन, रेलवे, जनरेटर सेट और समुद्री क्षेत्र में भी डीजल को प्रतिस्थापित कर सकता है।
• मेथनॉल आधारित सुधारक हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक गतिशीलता के लिए आदर्श पूरक हो सकते हैं।
• मेथनॉल अर्थव्यवस्था एक पूर्ण “हाइड्रोजन आधारित ईंधन प्रणाली” के सपने के लिए एक ‘सेतु’ है।
• मेथनॉल शहरी प्रदूषण की ज्वलंत समस्या का एक महत्वपूर्ण समाधान है।

मेथनॉल का उत्पादन

• मेथनॉल का उत्पादन प्राकृतिक गैस, भारतीय उच्च राख-युक्त कोयला, बायोमास, नगरपालिका ठोस अपशिष्ट, फंसी हुए और भड़कती गैसों से किया जा सकता है।
• भारत सही प्रौद्योगिकी अनुकूलन के माध्यम से भारतीय कोयला और अन्य सभी कच्चे माल से मेथनॉल का उत्पादन 19 रुपये प्रति लीटर पर कर सकता है।
• वायुमंडल से CO₂ को वापस प्राप्त करने के द्वारा अक्षय मेथनॉल बहुत लोकप्रिय हो रहा है और इसे विश्व द्वारा “मानव जाति के लिए ज्ञात स्थायी ऊर्जा समाधान” के रूप में देखा जाता है।
• विश्व भर के देश पहले से ही CO₂ से अक्षय मेथनॉल और CO₂ के मेथनॉल में लगातार पुनर्चक्रण, माना कि इस्पात संयत्रों, भूतापीय ऊर्जा या CO2 के किसी अन्य स्रोत से उत्सर्जित CO₂, प्रभावी रूप से “वायु से मेथनॉल” के  पुनर्चक्रण की ओर बढ़ रहे हैं।

सरकार द्वारा उठाए गए कदम

भारत ने प्रति वर्ष 2 मीट्रिक टन की मेथनॉल उत्पादन क्षमता स्थापित की है। नीति आयोग द्वारा तैयार की गई योजना के अनुसार, भारतीय उच्च राख-युक्त कोयला, फंसी हुए गैस और बायोमास का उपयोग करके 2025 तक प्रतिवर्ष 20 मीट्रिक टन मेथनॉल का उत्पादन किया जा सकता है। भारत के पास, 125 बिलियन टन प्रमाणित कोयला भंडारों और प्रत्येक वर्ष उत्पन्न 500 मिलियन टन बायोमास तथा फंसी हुई और भड़कती हुई गैसों की विशाल मात्राओं के साथ, वैकल्पिक कच्चे माल और ईंधन के आधार पर ऊर्जा सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए एक बड़ी क्षमता है।

नीति आयोग ने अकेले मेथनॉल द्वारा 2030 तक 10% कच्चे आयात को प्रतिस्थापित करने के लिए एक रोड मैप तैयार किया है। इसके लिए लगभग 30 मीट्रिक टन मेथनॉल की आवश्यकता है। मेथनॉल और DME पेट्रोल और डीजल की तुलना में काफी सस्ते हैं और भारत 2030 तक अपने ईंधन बिल को 30% तक कम कर सकता है।

मेथनॉल अर्थव्यवस्था के लिए नीति आयोग के रोड मैप में शामिल हैं

• स्वदेशी प्रौद्योगिकी से भारतीय उच्च राख-युक्त कोयले से बड़ी मात्रा में मेथनॉल का उत्पादन और क्षेत्रीय उत्पादन रणनीतियों को अपनाना और 19 रुपये प्रति लीटर पर बड़ी मात्रा में मेथनॉल का उत्पादन।
• भारत कोयले के उपयोग को पूरी तरह से पर्यावरण के अनुकूल बनाने और COP 21 के लिए हमारी प्रतिबद्धताओं को पूरा करने के लिए CO₂ अधिग्रहण तकनीक को अपनाएगा।
• लगभग 40% मेथनॉल का उत्पादन बायोमास, फंसी हुई गैसों और MSW कच्चे माल के माध्यम से हो सकता है।
• परिवहन- रेल, सड़क, समुद्री और रक्षा में मेथनॉल के साथ-साथ में DME का उपयोग।
• औद्योगिक बॉयलर, डीजल जेनसेट और ऊर्जा उत्पादन और मोबाइल टॉवर अन्य अनुप्रयोग हैं।
• घरेलू रसोई ईंधन – कुकस्टोव के रूप में मेथनॉल और DME का उपयोग।
• एलपीजी – डीएमई सम्मिश्रण
• समुद्री, जेनसेट्स और परिवहन में ईंधन सेल अनुप्रयोगों में मेथनॉल का उपयोग।

मेथनॉल के लाभ

1. परिवहन क्षेत्र में मेथनॉल के लाभ

• भारत जल्द ही पेट्रोल के साथ 15% मेथनॉल सम्मिश्रण कार्यक्रम को लागू करने जा रहा है और पेट्रोल की लागत में 10% की कमी आने की उम्मीद है।
• मौजूदा इंजन (वाहन) और ईंधन वितरण अवसंरचना में बहुत कम संशोधनों के साथ सभी वाहन ईंधनों के 15% को मेथनॉल और डाइमिथाइल ईथर (DME) में परिवर्तित किया जा सकता है।
• बसों और ट्रकों के लिए M100 कार्यक्रम जल्द ही लागू किया जाएगा।
• वैश्विक इंजन विनिर्माता जैसे कि वोल्वो, मर्सिडीज भारतीय खिलाड़ियों के साथ मिलकर मेक इन इंडिया के तहत इन इंजनों का निर्माण कर सकते हैं और इसके परिणामस्वरूप बड़े एफडीआई निवेश होंगे।
• इस क्षेत्र के विकास से इंजीनियरिंग क्षेत्र में नौकरियां आएंगी।

2. समुद्री क्षेत्र में मेथनॉल के लाभ

• IMO (अंतर्राष्ट्रीय समुद्री संगठन) द्वारा उत्सर्जन नियमों को सख्ती से लागू किए जाने के कारण समुद्री क्षेत्र अपने पसंदीदा ईंधन के रूप में मेथनॉल की ओर रुख कर रहा है।
• तरल रूप में बहुत दक्ष होने और व्यावहारिक रूप से कोई SOx या NOx उत्पन्न नहीं करने के कारण, मेथनॉल एलएनजी और बंकर/भारी तेल की तुलना में बहुत सस्ता है।

3. रेलवे में मेथनॉल

• भारतीय रेलवे में प्रति वर्ष लगभग 3 बिलियन लीटर डीजल की खपत होती है और वार्षिक डीजल बिल 15000 करोड़ से अधिक है।
• भारतीय रेलवे द्वारा एक मेथनॉल लोकोमोटिव प्रोटोटाइप को विज्ञान और प्रौद्योगिकी विभाग द्वारा एक अनुदान के तहत लागू किया जा रहा है और जब सभी 6000 डीजल इंजनों को मेथनॉल में परिवर्तित कर दिया जाएगा (एक इंजन के लिए 1 करोड़ से भी कम बहुत कम लागत पर), तो वार्षिक डीजल बिल में 50% तक की कमी हो सकती है।
• यह रेलवे में विद्युतीकरण के लक्ष्यों का पूरक है।

4. रसोई ईंधन कार्यक्रम में मेथनॉल और DME

• मेथनॉल तरल ईंधन और एलपीजी-डीएमई सम्मिश्रण का रसोई ईंधन कार्यक्रम भारत के लिए एक आसानी से प्राप्त हो जाने वाला फल है।
• बिना किसी अवसंरचना संशोधनों के एलपीजी के साथ 20% सम्मिश्रण कार्यक्रम के परिणामस्वरूप प्रति वर्ष 6000 करोड़ रुपये की तत्काल बचत होगी।
• इनडोर प्रदूषण से महिलाओं के स्वास्थ्य की रक्षा करता है।
• कनस्तरों में आपूर्ति की जाने वाली मेथनॉल उत्तर पूर्व और हिमालय के दूरस्थ भाग में ईंधन की आपूर्ति सुनिश्चित करेगी।

5. इस प्रकार भारत द्वारा अब तक की गई प्रगति

• भारत ने एक दो पहिया वाहन इंजन, जेनसेट, पावर वीडर (कृषि उपकरण) को सफलतापूर्वक बदल दिया है।
• और अब भारत कई आईसी इंजनों को मेथनॉल में बदलने के लिए तैयार है, जिसमें रेलवे और समुद्री भी शामिल हैं।
• मुख्य ध्यान GNFC, RCF और असम पेट्रो जैसे मौजूदा उत्पादकों की मेथनॉल उत्पादन क्षमता बढ़ाने पर है और उत्पादन के विभिन्न मार्गों के माध्यम से, भारत 2021 तक कम से कम 5 मिलियन टन मेथनॉल उत्पादन का लक्ष्य रखेगा।
• BHEL, CIL और SAIL जैसे सार्वजनिक क्षेत्र के उपक्रम कोयला मार्ग और तेल PSUs फंसी हुई गैसों के मार्ग से मेथनॉल का उत्पादन करने की योजना बना रहे हैं।
• त्रिची में BHEL, तालचर उर्वरक संयंत्र भी कम समय में बड़ी मात्रा में मेथनॉल का उत्पादन कर सकता है।

‘मेथनॉल अर्थव्यवस्था’ के लिए नीति आयोग द्वारा तैयार किए जा रहे अंतिम रोडमैप का लक्ष्य कच्चे आयात में 2030 तक 100 बिलियन डॉलर की वार्षिक कमी है।.

निष्कर्ष

मेथनॉल को अपनाकर भारत के पास लगभग 19 रुपये की लागत पर अपना स्वयं का स्वदेशी ईंधन हो सकता है जो किसी भी उपलब्ध ईंधन की तुलना में कम से कम 30% सस्ता है।

मेक इन इंडिया कार्यक्रम ईंधन का स्वदेशी रूप से उत्पादन करके और इंजीनियरिंग नौकरियां को बढ़ाकर ऑटोमोबाइल क्षेत्र में एक संबद्ध वृद्धि करके और साथ ही मेथनॉल आधारित उद्योगों में निवेश (एफडीआई और भारतीय) के द्वारा और भी अधिक मजबूत हो जाएगा।

मेथनॉल ईंधन के परिणामस्वरूप पर्यावरण को बहुत लाभ मिल सकता है और यह शहरी प्रदूषण के ज्वलंत मुद्दे का उत्तर हो सकता है।

मेथनॉल सम्मिश्रण कार्यक्रम भारतीय ऊर्जा क्षेत्र में क्रांति लाएगा और मेथनॉल अर्थव्यवस्था से बचाई गई लागत का अधिक से अधिक उपयोग सामाजिक-क्षेत्र के विकास– स्वास्थ्य और शिक्षा तथा आर एंड डी क्षेत्र में अधिक निवेश करने के लिए किया जाएगा।

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