相较之下,,,通过 CO2加氢制甲醇技术,,,使用可再生能源电解水制取“绿氢”,,,或者通过天然气重整工艺共同碳捕集技术出产 “蓝氢”,,,与碳捕集技术捕获的CO2作为原资料出产甲醇的工艺蹊径碳排放强度较低。其中,,,绿氢与生物质起源CO2或直接空气碳捕集技术捕获的CO2合成甲醇过程靠近零排放,,,此类甲醇被称为“绿色甲醇”或“可再生甲醇”。目前,,,蓝色和绿色甲醇是全球公认的低碳燃料和原料,,,而CO2加氢制甲醇技术是出产这类甲醇的关键主题技术。
两步法制甲醇
两步法制甲醇是使用逆水煤气反映(RWGS)反映将CO2与氢气天生CO,,,制得含有CO与H2合成气,,,而后使用传统合成气出产甲醇的步骤制得甲醇::铣善霾状嫉墓ひ占际跻严嗟背墒臁F浞从撤匠淌饺缦:
CO2的碳原子处于最高氧化状态,,,也是能量最低的状态,,,化学不变性好,,,惰性较高,,,其在低温下很难活化,,,往往必要高温能力被充分活化和转化。相较之下,,,RWGS反映较容易产生,,,先利用RWGS出产合成气再制取甲醇比CO2与H2直接转化天生甲醇在热力学方面实现难度更低。

一步法制甲醇或直接法
目前CO2加氢合成甲醇的主流工艺为一步法制甲醇,,,即直接以CO2和氢气为原料,,,通过压缩、、、合成、、、气体分离、、、精馏等单元制成甲醇。其反映方程式如下::

目前主流的技术蹊径是一步法直接制甲醇工艺,,,即直接以CO2和H2为原料,,,通过压缩、、、合成、、、气体分离、、、精馏等单元制成甲醇。而基于RWGS的两步法制甲醇有关技术蹊径由于反映步骤多、、、能效低、、、对大型反映装置设计建造的难度高,,,因而不适合于大规模工业化利用。

CO2加氢除产生甲醇外,,,也可能天生CO、、、碳氢化合物(如甲烷、、、乙烷)、、、多碳含氧化合物(如二甲醚、、、乙醇)等副产品,,,降低甲醇的选择性和产率。因而开发高活性、、、高选择性和高不变性的催化剂是CO2合成甲醇工业化利用的关键。
CO2加氢制甲醇催化剂大体能够分为以下几类::以Cu基催化剂为主的过渡金属催化剂、、、贵金属催化剂、、、氧化物催化剂、、、金属有机骨架及分子筛结构衍生的新型纳米结构催化剂。目前甲醇合成催化剂处于钻研索求阶段,,,工业上仍不足有效的催化剂能同时满足较高的CO2转化率、、、甲醇选择性和不变性。CO2加氢制备甲醇工艺处于早期示范阶段,,,技术成本较煤制甲醇、、、天然气制甲醇偏高,,,对于CO2加氢制甲醇早期发展必要政策搀扶。
甲醇拥有易于液化、、、储能密度高、、、存储和运输安全性高、、、成本低等利益,,,是梦想的储能载体之一。抽水蓄能和电池储能的系统能效高达70%~98%,,,思考到甲醇发电的能量转换效能,,,以CO2为原料的电制甲醇储能技术在系统能效上的优势不凸起。然而,,,抽水蓄能和电池储能技术的储能密度别离为0.2~2 W·h/kg和30~200 W·h/kg,,,CO2储能密度远超以上储能技术,,,是电池储能密度的30倍以上。结合系统能效和储能密度来看,,,以CO2为原料的电制甲醇技术不合用于小规模短周期的储能场景,,,仅合用于大规模长周期的不宜使用电池储能的场景。


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