绿色甲醇长远来看具备较强经济性，调节碳氢比是当前技术要点
时间：2024-06-25 22:27:09
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近期，在“2024氢基能源绿色发展论坛”上，中国化学赛鼎工程技术中心副部长刘航发表题了题为“新形势下绿色甲醇产业发展机遇与挑战”的演讲。
演讲中，刘航围绕国内外甲醇应用标准及要求、当前绿色甲醇制备的技术难点、未来绿色甲醇经济性及市场前景等问题为大家带来了精彩内容。现截取演讲中的部分内容及观点，供大家参考。绿色氢氨醇等是国内外实现能源及生产的清洁转型的重要途径在欧盟碳关税和国际海事组织减排的双重压力驱动之下，全球航运的能源变革已经开始。国际海事组织在 2018 年通过温室气体减排的初步战略，对国际航运提出新要求，预期目标是 2030 年要比 2008 年减少碳排放40%， 2050 年要力争减少70%，航运业的温室气体排放总量要较 2008 年减少50%，因此，航运行业减排是刻不容缓的。从长远看来，航运行业采用低碳和零碳燃料代替传统的石化燃料，这个是实现净零排放的绝对路径。航运行业将采用绿色、低碳燃料代替石化燃料，真正实现净零排放。各个航运公司已经开始积极地探索多种能源的替代方案，国际上有名的航运公司，马士基、中原海运、达菲太平洋船务、招商轮船等都在积极探索这个方向，目前统计改为绿色燃料的轮船，已经达到了 100 多艘。远期的航运事业的绿色甲醇需求量我们估算接近1亿吨每年。目前全球的绿色甲醇产量只占全球甲醇总产量的1%，存在巨大的供不应求的现象，因此绿色甲醇的价格是居高不下的。在绿色溢价之下，在国外，尤其是欧洲和北美洲一侧，绿色甲醇的价格高达 1000 美元每吨。从国内来看，在习近平总书记主持召开的中央深化全面改革会议的第二次会议上，也通过了一条关于推动能耗双控向碳排放双控的这样一条意见。这条意见有两个主要特点：第一个是重点关注温室气体的排放，要将温室气体的排放作为核心的指标，以应对气候变化为出发点，直接限制和管理碳排放的水平。第二个是着眼于低碳经济转型，碳排放的双控要更强调经济结构的调整和转型，通过推动低碳基础和清洁能源的应用，减少碳排放，促进经济的绿色转型。尤其是在今年产业结构调整目录中，也在鼓励绿色技术创新和绿色环保产业的发展，推进重点领域节能降碳和绿色转型。之前有的专家也讲到了将电解水制氢和二氧化碳催化转化成绿色甲醇列入了鼓励类发展项目，并且将甲醇燃料、氨燃料、生物质燃料等替代燃料动力船舶列入了国家鼓励发展的项目。
海外绿色甲醇标准比较严格，原料的绿色属性及其应用是关键
绿色甲醇的绿色与否主要取决于它原料的属性，合成甲醇的原料的氢气合成气，或者说二氧化碳的来源。甲醇按照生产原料的来源，所以分为绿醇、蓝醇、灰醇等各种醇类。当原料的氢气和二氧化碳的来源为可再生的时候，合成的甲醇可以认定为是绿醇。其中的可再生的氢气指的是可再生能源电解水制解，可再生能源制取的氢气包括刚才讲的电解水制氢，还有绿色生物质氢。可再生的二氧化碳主要指的是来源于绿色生物质的、或者直接从空气中补集的二氧化碳。海外绿色甲醇的标准目前来比较高，但是政策上对碳的来源要求已经有了缓和的趋势。欧盟在针对欧盟可再生能源指令的补充条例中明确表示，短期内不会再强求生物质甲醇的与电制甲醇作为绿色甲醇的唯二方式，而是把可计入欧盟碳排放交易体系和在工业和火电厂场景中捕集来的不可再生二氧化碳制备的甲醇也认定为绿色甲醇，但是这个甲醇的全生命周期的碳排放不能超过28.2 gCO2/MJ，对应过来就是1千克甲醇要排放要低于 0.56 g的二氧化碳。但是根据分析来看，煤电厂就烟道中捕集的二氧化碳和可再生电力制氢产生的甲醇碳排放量要达到33.1g，要超过欧盟标准的，因此还是有很大一部分要走绿色甲醇的制备路线，目前来讲主要有两种路线，一种是绿氢加二氧化碳，另一种就是生物质能源。现阶段下绿色甲醇的生产，我个人认为，不应过于追求二氧化碳的可再生的属性。对于灰碳的充分利用，对全行业的这个进行降碳，实现双碳目标是有重要的意义的。因为首先生物质的绿碳还是相对比较少的，另外从空气中捕集二氧化碳这种工艺是成本过高，因此短期内，真正的绿色二氧化碳加氢制甲醇，它的经济性还是存在一定的考验的。但是利用灰碳生产的灰醇方面，利用现在工业上排放的二氧化碳，能实现这个灰碳的低成本回收，真正实现化工、水泥、玻璃还有各种行业碳排放大户的二氧化碳排放降低，因此会是未来的一个重点方向。
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用生物质生产绿色甲醇，核心在于制出合适的合成气，包括工艺路线选择、原料处理、专有设备研发等
世界生物质能源又被分为城市垃圾、工业废料、固体生物质沼气、液态生物燃料这五大类。生物质能源来源比较广泛，成本也比较低廉，是可再生能源的重要主可再生能源的重要组成部分，其凭借着绿色、低碳、清洁、可再生的优点，成为了仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源。我国各类有机废弃物的资源总量是 63 亿吨，折合标煤是 10- 12 亿吨，其中供应量比较丰富的固体生物质就是生物质气化的原料，比如各种生物质秸秆等。
甲醇合成来自于合成气，要满足甲醇合成的这个合成气要求，最主要就是要调整原料中的碳氢比。在工业上合成绿色合成甲醇需要满足氢碳比 2.1到 2.15 这样一个指标。
一个重点是工艺路线的选择。有两种不同的工艺路线，第一种是绿电电解水制绿氢再加上二氧化碳。按照甲醇合成对合成气的组成要求，结合绿色氢气与可再生的一氧化碳、二氧化碳这种碳源来决定绿色甲醇合成的技术路线。
另一重点是生物质气化产生的合成气要经过一系列的前处理，制备成满足甲醇合成的合成气。最主要是通过调整气占比来满足合成甲醇的要求，赛鼎公司也花了大量的精力来做这块的技术开发。首先一是生物质原料的成型，将从地里收回来的秸秆通过收集、破碎、成型以及添加相应的粘结剂做成适合于固定床气化这种方式的生物质成型颗粒。二是开发生物质成型、生物质颗粒的气化技术，以及对它进行专有设备的开发。我们目前做了一些探索性的项目。包括一套首个的万吨级的生物质气化中试装置，还有一个年处理万吨生物质原料的一个中试装置。这个低碳原料其中之一是垃圾，这个原料做成的RDF；另外是玉米秸秆做的这种生物质原料，就经过预处理的生物质成型颗粒进入固定床气化炉制备。合成气经过转化以及净化脱除，调节氢碳比，去除里头的杂质和条件性暗比，用作甲醇合成就是这么一个样一个路线。有的项目的场景里有丰富的绿电资源，以生物质气化跟绿电资源、绿电制取的氢气进行充分的耦合，能够实现更好的降碳效果。从这种路线来讲，首先把生物质气化完后的合成气，加上一部分绿氢调节氢碳比之后合成甲醇。同时在生物质气化的过程中，不可避免地会排放一部分的二氧化碳，这部分二氧化碳是真正意义上的绿色二氧化碳，把这部分绿色二氧化碳再收集回来之后跟绿电制取的氢气耦合，再生产一部分的绿色甲醇，能够实现生物质气化过程的碳的零排放，同时多产绿色甲醇，减少空分、副产液氧和蒸汽。
客服1