跳动城乡网甲醇是化石燃料的有前途的替代品之一，全球航运和物流公士基等公司正在投资甲醇，以打造其未来的集装箱船队。然而，甲醇存在一个问题。目前，99%的甲醇生产都基于煤炭和天然气，这与绿色环保相去甚远。丹麦技术大学为开发一种基于沼气的甲醇生产新方法做出了贡献。
“当甲醇由沼气生产时，甲醇是绿色的，因为它来自可再生资源。沼气是家庭、农业和生产中废弃物降解的产物，”该项目的研究人员之一、丹麦技术大学化学工程系副教授PhilipFosbøl解释说。
2022年秋季，该技术安装在LemvigBiogas的一个40英尺集装箱中，一年后该工厂生产出第一升甲醇。
未加氢的甲醇
传统上，绿色甲醇是通过添加氢气从二氧化碳中生产的。氢气是通过电解过程获得的，其中水分子被分解成氢气和氧气。但电解需要大量以电力形式供应的能源，尽管电价已经下降，但成本仍然很高，以至于这种甲醇生产方式无法与化石能源生产的甲醇竞争。DTU的新方法不需要添加氢气来形成甲醇。
“我们将沼气转化为合成气，然后将合成气转化为甲醇。我们有一个工厂可以回收二氧化碳和氢气，并生产更多的甲醇，”Fosbøl说道。
沼气通常由三分之二的甲烷和三分之一的二氧化碳组成。合成气由一氧化碳和氢气组成。要从沼气转化为合成气，需要催化剂来实现这一过程，而问题通常出现在催化剂上煤的沉积。但使用一种新的创新催化剂，DTU研究人员消除了这个问题。
由于氢气是通过合成气形成的，因此无需添加氢气来生产甲醇。但是，由于沼气含有三分之一的二氧化碳，因此需要将二氧化碳与合成气中的氢气一起再循环，以便将二氧化碳也转化为甲醇。该工艺是全新的专利工艺，也是高效率的秘诀之一。成品中含有95%的纯甲醇，如果添加来自其他来源的额外氢气，则可以达到99.9%。总体而言，该方法是绿色甲醇生产的突破。
Fosbøl说道：“我相信我们是有史以来第一个证明可以从沼气生产甲醇的人。”
关键词是灵活性
大型沼气厂通常专注于为天然气管网生产生物甲烷。丹麦技术大学研究人员正在研究的技术也适用于无法将生物甲烷输送到天然气管网的小型沼气厂。相反，它们被迫燃烧沼气来供热或发电。
还有一些沼气厂距离氢气生产商太远，因此没有机会通过氢气输入将二氧化碳转化为沼气。不仅丹麦有很多这样的工厂，德国也有很多这样的工厂，那里有大约10,000个这样的小型沼气厂，在这里，新技术非常有吸引力，Fosbøl说。对于DTU研究人员和他的同事来说，建造一个灵活的甲醇工厂至关重要，因为未来的需求可能会迅速变化。
“我们的工厂设计为适应未来不断变化的需求。我们可以使用不同的原料气，并能快速切换，”他说。
这意味着你可以偶尔利用整个沼气，这样甲烷和二氧化碳都会转化为甲醇。有时你只能从甲烷生产甲醇，有时你可以选择只从二氧化碳生产甲醇，而甲烷则用于生产气体。这使得它非常灵活，Fosbøl解释道。
如果沼气不能通过处理输送到天然气管网，那么就需要储存。将沼气转化为甲醇是一种显而易见的解决方案，因为甲醇的体积要小得多，而且沼气厂本身也可以将燃料储存更长时间。
用沼气生产的甲醇比用二氧化碳和氢气生产的传统电子甲醇便宜得多。但它仍然比用煤和天然气生产的甲醇更贵。Fosbøl设想的一个解决方案是在一段时间内对黑甲醇征税，使其比绿甲醇更贵。这样，生产绿甲醇就可以盈利，而且随着生产方法的发展，绿甲醇将在正常的市场条件下具有竞争力。
下一步
现在投入运行的甲醇工厂是一个示范工厂。这意味着它不再只是实验室规模，而是“进入现实”，正如丹麦技术大学副教授所说。如果全天候运行，它每天可以生产400升甲醇，但由于只在白天生产，因此每天的产量不到100升。
“最大的突破是，我们能够不间断地完成这项工作，”PhilipFosbøl说道，他解释说，最长的连续生产时间是72小时。下一个里程碑将是连续生产500小时。
LemvigBiogas工厂每小时可转化10立方米沼气。下一步将扩大到每小时200立方米，相当于一座全规模的商业设施。但这需要大规模的支持。
Fosbøl表示：“我们开展的研究项目的预算略低于2000万丹麦克朗，但下一次扩大规模的成本很容易就达到1亿丹麦克朗左右，因此显然需要公众支持。”
该项目目前已获得丹麦能源署能源技术开发和示范计划(EUDP)的支持，除DTU外，该计划还包括三个合作伙伴。PentairUnion负责加工厂的建设，而示范工厂则由Elplatek建造。LemvigBiogas为示范工厂供应沼气。
当DTU的技术完全开发出来后，它将能够从典型的丹麦大型沼气生产商那里生产出多达6万吨甲醇。马士基未来拥有25艘甲醇动力集装箱船，每年需要75万吨甲醇，因此需要大量的沼气厂才能满足这一需求。
