随着“双碳”战略的实施，绿氢正快速发展，并在工业和能源领域发挥重要作用，尤其对于难以减排的行业。同时，Power-to-X（电力多元转换）以绿氢为主要路径，也成为关键发展方向。
Power to X，即电解水制氢，是将绿色电子，转化为易于存储和输送的绿色分子，如氢气，并通过与N2或者CO2反应生成氨或者甲烷等碳氢化合物，用作燃料或原料。X通常指电子燃料，例如e-甲醇，e-甲烷，e-氨。
电解水制氢的发展源于两个关键层面：第一，能源维度，接力氢分子，将绿氢转化为碳氢或氮氢燃料，供能源应用；第二，原料维度，氢是氨和甲醇生产的关键原料，用于氨/化肥和甲醇/烯烃工业的脱碳。
相较作为传统化工大宗品的甲醇和氨，作为天然气主要成分的甲烷在能源领域具有显著优势。将绿氢转化为e-甲烷的优势在于其能够利用现有广泛的天然气管网和储气设施，具备强大的实用性和扩展性；利用天然气的能源属性，适用于多个难以减排的行业，如钢铁、玻璃、造纸和海运；与电力输送相比，此技术无需进行重大基础设施改造或新建，更符合3060达峰和中和目标，同时具备更快速、更可行的特点，并兼顾绿色和安全考量。
e-甲烷市场潜力巨大，全球天然气市场规模达4万亿立方米，占全球碳排放的14.5%，相当于40万亿千瓦时能量。仅替代5%的化石天然气需投资约3万亿人民币。相比之下，截至2022年底，全球甲醇总产能达1.89亿吨，能量仅仅1万亿千瓦时，是天然气市场的四十分之一！相比于甲醇和氨，甲烷的能源化应用场景广泛，接受度高，是难电气化领域最佳脱碳载体。但目前的项目多集中在甲醇和氨的合成，主要是市场和投资方对“甲烷”存在一定的误解。
误解一：甲醇比甲烷更具经济性
在探讨能源时，我们应当将电子燃料同时对比同一种化石燃料。如果e-甲烷需要对比化石天然气，那么e-甲醇也需要与化石天然气进行比较。如果e-甲醇值得投资，e-甲烷也值得投资。
这些事件背后的原因都与化石LNG价格便宜了有关，化石LNG既是e-甲烷的竞争对手，更是e-甲醇的竞争对手，因此，它们都应与化石LNG做对比。
在探讨能源时，我们应当将电子燃料同时对比同一种化石燃料。如果e-甲烷需要对比化石天然气，那么e-甲醇也需要与化石天然气进行比较。如果e-甲醇值得投资，e-甲烷也值得投资。
2024/01，马士基和赫伯罗特Hapag-Lloyd签署了一项名为“Gemini Cooperation”的新长期运营合作协议，涉及约290艘船舶，总容量为340万个集装箱（TEU）。赫伯罗特也是LNG动力船的支持者。
2024：赫伯罗特Hapag-Lloy正在研究开发电子甲烷e-甲烷项目
2024/06 马士基麦金尼莫勒中心总结一年的研究后发现：通过沼气提纯生物天然气和液化来制造LBM(液化生物甲烷)是最经济的选择”
2024/06 漫航观察网，传闻马士基正与集装箱船舶租赁商洽谈租赁一系列 LNG（液化天然气）双燃料新造船。此举背后的考量以及潜在影响值得业界深入探讨。
其实，早在2023年，我们就提出过警示：2023年9月，马士基与达飞达联手加速航运业脱碳，达飞订购了大量LNG动力船舶，曾提出LNG做为过度燃料并遭到马士基否定。
2024：达飞和能源公司ENGIE正在研究一项重要的合作伙伴关系，基于e-甲烷生态系统
这些事件背后的原因都与化石LNG价格便宜了有关，化石LNG既是e-甲烷的竞争对手，更是e-甲醇的竞争对手，因此，它们都应与化石LNG做对比。
再来看看马士基承购的4000元/吨的绿色甲醇有多贵？
4000元/吨甲醇=0.2元/兆焦=0.72元/kWh
7元/方生物甲烷=0.194元/兆焦=0.7元/kWh
2800元/吨甲醇=0.139元/兆焦=0.5元/kWh
5元/方生物甲烷 =0.139元/兆焦=0.5元/kWh
在绿色燃料里，包括生物燃料在内，这个价格并不算贵，但为何船东会青睐生物柴油，这也凸显了依赖外部市场的绿色甲醇的重大不确定性。
当前，化石LNG价格等热值比低硫燃料油还要便宜，而且LNG动力船舶碳排放更低，中期内无需缴碳税。欧洲LNG市场价格一年多来维持在合理水平，符合马士基自2023年开始布局LNG船舶船队的趋势。
1-船公司怎么选？会用因为甲醇是化工品，就选择甲醇，而不选择LNG么？
2-假设电子甲烷和电子甲醇的热值成本一致，而且用户有高温工业热需要脱碳，他会因为甲醇是化工品就选择甲醇，而放着厂里的燃气窑炉不用，改造一个甲醇窑炉么？
从燃料的角度看，电子甲醇和电子甲烷都是值得投资的选择。电子甲烷因其更广泛的适用性和作为真正的drop-in-fuel燃料比电子甲醇更受欢迎，除非应用端是“原料”属性，例如化工甲醇的下游，比如烯烃、甲醛等等。
误解二：甲醇合成耗氢比甲烷低，能效更高
甲醇的合成过程不仅消耗的氢气量与甲烷相比并无明显优势，其能效也未必更高。
CO2+4H2→ CH4（甲烷）+2H2O
CO2+3H2→ CH3OH（甲醇）+H2O
根据方程式，1摩尔甲醇只需要3摩尔氢，而1摩尔甲烷需要4摩尔氢，所以甲烷没有经济性，浪费氢。可事实上1摩尔甲烷的热值也比甲醇高得多。
如上图，合成甲醇的理论能效是比合成甲烷略高，但是：
合成甲醇：在250oC/3.5MPa压力，只有12%的收率；单程收率低，需要循环，反应工艺复杂，能耗高。
合成甲烷：在非常宽的温度和压力范围内热力学平衡都可达到95%以上，常温常压（生物法，高温高压（化学法）均可。
净结果是甲醇合成的理论能效优势消失。
实际上，甲醇的合成过程复杂，需要高能耗且反应收率低，反之，甲烷的合成在各种条件下能够达到高效率，其综合能效在模拟和现实项目中显示出不低于甲醇甚至略高的水平（包括注入管网或液化为LNG）。
误解三：甲烷比液态甲醇储运成本高很多
综合来看，液态甲烷LNG的储运成本比甲醇并没有太大劣势；气态甲烷在管道输送和地下储气库的帮助下，成本已经降低到了可忽略的程度。
以上分析表明，尽管液态甲醇在储运方面具有一定优势，但液态甲烷（LNG）在成本效益和运输效率上仍然是一个竞争力强大的选择。
电子甲烷、甲醇和氨成本对比
甲烷合成：根据合成气（CO+H2）甲烷化，1亿方甲烷产能的等温反应器（含安装、土建、土地）造价为1亿元，折合1400元/吨/年产能，对于CO2+H2甲烷化成本增加一倍，则2,800元/吨/年；50万吨电厂CO2捕集总投资3.85亿元，1吨甲烷需要2.8吨CO2，则CO2捕集投资折合2,156元/吨甲烷——含碳捕集甲烷化投资为4,956元/吨。1吨甲烷/年对应1.73kW甲烷，折合2,864元/kW产品；碳捕集/甲烷化约各占50% 氨合成：根据近年来内蒙绿氨备案环评等信息，10万吨级别的合成氨含空分投资在3000元/吨/年。1吨氨/年对应0.65kW/年，折合4,615元/kW产品 甲醇合成：根据调研，10万吨甲醇合成+精馏的投资约2.4亿元，折合2400元/吨/年产能；50万吨电厂CO2捕集总投资3.85亿元，1吨甲醇需要1.4吨CO2，则CO2捕集投资折合1,078元/吨甲醇——含碳捕集甲醇投资为3,478元/吨。1吨甲醇/年对应0.7kW，折合4,968元/kW产品；碳捕集/甲醇合成精馏占比30%/70% 三者在能效和投资上接近，最终单位热值产品的成本也接近。 
综上，尽管甲醇和氨在绿氢应用中也占有一席之地，但在能源领域，e-甲烷在生产成本接近的情况下，其储运便捷，消纳灵活，能源属性方面均具备更强的优势。
生物天然气：e-甲烷的重要可再生来源
生物天然气作为电子甲烷（e-甲烷）的重要来源之一，通常通过将有机废物（如农业残余物、食品废物等）进行生物转化过程而产生。这一过程通过厌氧发酵产生甲烷气体，经过处理后得到高纯度的甲烷。这种甲烷可以被视为一种可再生的天然气替代品，与传统的天然气在化学成分上基本一致。
在Power to Gas技术中，生物天然气中的二氧化碳可以被捕集和利用，结合由电解水制得的氢气，通过化学甲烷化反应即可生成电子甲烷。这一过程有效利用了可再生能源和废物资源，显著降低了温室气体排放，促进了能源系统的可持续发展。
因此，尽管生物天然气本身不直接产生电子甲烷，但其作为甲烷和CO2的供应来源，在电子甲烷的生产过程中扮演了重要的辅助角色。
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