富煤、少氣、貧油是我國能源的基本特點,而傳統(tǒng)能源中的煤炭直接燃燒則會帶來大量污染,在我國積極推進“雙碳”目標(biāo)落地之際,尋求更為清潔高效的能源迫在眉睫。
來源廣泛的甲醇,可以由煤、石油、天然氣、電能等作為原料來生產(chǎn),是生產(chǎn)原料最為豐富的燃料產(chǎn)品之一,可充分利用當(dāng)?shù)貎?yōu)勢資源,開辟新的能源產(chǎn)業(yè)。諾貝爾化學(xué)獎得主喬治奧拉曾表示,利用二氧化碳加氫合成甲醇的循環(huán)模式可以作為應(yīng)對能源緊缺問題的一條解決途徑。
近日,吉利控股集團投資的安陽十萬噸級綠色甲醇工廠正式投產(chǎn)。該工廠的投產(chǎn)為甲醇的制取路線開創(chuàng)了更多的可能性,未來,可利用便宜的風(fēng)能、太陽能加一些“碳”來更大規(guī)模地制造綠色甲醇。
利用二氧化碳制甲醇 開發(fā)綠色甲醇制取路線
甲醇可以用于合成纖維、甲醛、塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、合成蛋白質(zhì)等 化工產(chǎn)品。甲醇還可以用作直接甲醇燃料電池(dmfc)和改進的柴油發(fā)動機的液體燃料。甲醇甚至可以通過裂解釋放出氫氣, 從而成為氫氣儲運的載體。 甲醇分子結(jié)構(gòu)簡單,利用二氧化碳制備甲醇,過程也較為容易實現(xiàn),因此甲醇是從co2還原獲得的理想產(chǎn)物之一。通過co2制備甲醇,可以依托現(xiàn)有的c1化工體系來實現(xiàn)化工品的綠色制造,因此甲醇有望成為co2資源化利用的重要的方向。
制取甲醇所需二氧化碳的來源
制取甲醇需要大量的二氧化碳,工業(yè)副產(chǎn)品是其主要來源之一。吉利投資的河南安陽項目即將產(chǎn)業(yè)化,利用副產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣及年捕集15萬噸工業(yè)廢氣中的二氧化碳作為原料,年產(chǎn)11萬噸綠色低碳甲醇,目前項目整體已完工,即將投產(chǎn)運行。
太陽能、風(fēng)能也是制取甲醇的重要途徑??衫锰柲?、風(fēng)能等可再生能源電解水制綠氫,再由綠氫加二氧化碳轉(zhuǎn)化生產(chǎn)綠色甲醇。生物質(zhì)甲醇的制取技術(shù)也已達到小批量試生產(chǎn)階段。由此可知,綠色甲醇的技術(shù)路線已經(jīng)貫通,為碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)探索了一條新路。
綠色甲醇制取的意義
首先,二氧化碳加氫制甲醇是碳捕集及二氧化碳的資源化利用,該工藝在減碳排的同時獲得高附加值的化學(xué)品。
其次,提高電廠利用率,利用供需不匹配而過剩的電能彈性電解水制氫,與co2合成甲醇,不僅削峰填谷,提高設(shè)備利用率,而且增強了電網(wǎng)的穩(wěn)定性,減少碳排放。
最后,利用可再生能源發(fā)電制氫,將石油和煤化工生產(chǎn)過程中捕集的二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇,形成低碳運輸燃料,沒有碳排放。
吉利控股集團投資的安陽十萬噸級綠色甲醇工廠項目是我國企業(yè)推動產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型升級的創(chuàng)新實踐,對推動全國煤化工等行業(yè)碳減排具有重要的示范意義。