綠色甲醇 “雙碳”背景下的清潔能源新范式

 

根據(jù)原料的來源，綠色甲醇主要分為二氧化碳與可再生能源制取的綠氫制甲醇（也可稱為電制甲醇）和生物質(zhì)制甲醇兩大類。其中，生物質(zhì)制甲醇又可以分為生物質(zhì)氣化制甲醇和生物質(zhì)發(fā)酵制甲醇。

 

•二氧化碳與綠氫制甲醇

 

二氧化碳與綠氫制甲醇是利用可再生電力電解水制綠氫，再以捕集的二氧化碳為原料，通過二氧化碳加氫制取甲醇，可分為直接加氫和間接加氫兩條路線。

 

直接加氫是二氧化碳通過一步加氫制甲醇，該路線存在熱力學平衡限制，二氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率在20%左右，反應(yīng)條件溫和，甲醇選擇性較低，通常在70%~80%。

 

間接加氫是二氧化碳先經(jīng)過逆水煤氣變換（RWGS）制一氧化碳，一氧化碳再進一步加氫制甲醇。間接加氫路線可突破熱力學平衡限制，顯著提高二氧化碳轉(zhuǎn)化率和甲醇收率，但需要較高的反應(yīng)溫度，且工藝流程更加復雜。冰島碳循環(huán)公司（CRI）最早實現(xiàn)二氧化碳直接加氫制甲醇的商業(yè)化應(yīng)用，國內(nèi)中國科學院大連化學物理研究所（直接法）、中國科學院上海高等研究院（直接法）、西南化工研究院（間接法）等已完成千噸級工業(yè)示范。當前，該技術(shù)主要面臨二氧化碳捕集、綠氫制備及儲運成本高等問題。

 

•生物質(zhì)氣化制甲醇

 

生物質(zhì)氣化制甲醇技術(shù)是將秸稈、木屑、玉米芯、稻殼、稻草和城市固體廢物等生物質(zhì)氣化，然后通過變換和脫碳得到碳氫比一定的合成氣來制備甲醇。

 

我國擁有豐富的生物質(zhì)資源，可以高效利用這些生物質(zhì)資源制甲醇，但在生物質(zhì)氣化項目中，生物質(zhì)原料的大規(guī)模和穩(wěn)定供應(yīng)是項目成功的關(guān)鍵，目前暫未實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。如何獲得組成穩(wěn)定、惰性氣體含量低的高品質(zhì)合成氣是目前甲醇項目面臨的主要問題，同時還要開發(fā)焦油處理、廢水處理等配套技術(shù)。

 

•生物質(zhì)發(fā)酵制甲醇

 

生物質(zhì)發(fā)酵制甲醇是利用微生物將生物質(zhì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣，通過甲烷重整轉(zhuǎn)化成氫氣與一氧化碳，并合成甲醇。當前該技術(shù)面臨的主要問題包括：厭氧發(fā)酵過程的總體效率和反應(yīng)速率較低，使得厭氧發(fā)酵以小型生產(chǎn)裝置為主；沼氣除含有甲烷外，還含有大量的二氧化碳、硫化氫、水蒸氣等，目前脫硫技術(shù)還有較大提升空間；甲烷-水蒸氣重整與甲烷-二氧化碳重整的反應(yīng)還需要在催化劑、反應(yīng)速率等方面提升。2024年10月，中國石油大慶煉化公司生物質(zhì)天然氣制綠色甲醇項目獲得了我國首張發(fā)酵工藝ISCC證書。 本+文+內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com