在全球范圍內(nèi)，許多國(guó)家都依賴化石燃料的進(jìn)口。當(dāng)化石燃料的供應(yīng)和價(jià)格出現(xiàn)大幅波動(dòng)時(shí)，依賴于化石燃料會(huì)導(dǎo)致很多問(wèn)題，尤其對(duì)一個(gè)國(guó)家的能源安全有著重大影響。聯(lián)合國(guó)將能源安全定義為“持續(xù)提供多樣化，充足且經(jīng)濟(jì)適用的能源”。該定義強(qiáng)調(diào)了資源的可獲取、可靠性、多樣化、可負(fù)擔(dān)等關(guān)鍵問(wèn)題。因此，構(gòu)建強(qiáng)大的能源安全體系對(duì)保障國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。

為保證能源安全同時(shí)減少化石燃料消耗，我們亟需推進(jìn)能源的綠色轉(zhuǎn)型。甲醇作為化石能源的理想替代燃料正在發(fā)揮重要的戰(zhàn)略作用。甲醇在常溫常壓下呈液態(tài)，且是一種有效的能量載體，可以經(jīng)濟(jì)高效地大量存儲(chǔ)并在全世界便捷運(yùn)輸。此外，甲醇的生產(chǎn)原料來(lái)源豐富，可以在本地實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)。甲醇的分銷可利用全球現(xiàn)有的燃料基礎(chǔ)設(shè)施，例如柴油和汽油加油站，僅需對(duì)其進(jìn)行很小的調(diào)整即能實(shí)現(xiàn)甲醇加注，投資成本較低。由于甲醇所具備的多重優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的行業(yè)部門(mén)（例如交通運(yùn)輸行業(yè)）積極參與到促進(jìn)甲醇燃料的推廣和應(yīng)用活動(dòng)中來(lái)。作為被公認(rèn)的理想替代燃料，甲醇可以為構(gòu)建可持續(xù)的新能源安全體系做出積極貢獻(xiàn)。

甲醇的全球分布

2018年，全球甲醇生產(chǎn)能力約為1.4億噸，預(yù)計(jì)到2030年，這一數(shù)字將翻一番。如今，甲醇的生產(chǎn)遍布全球。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界共有90多個(gè)甲醇工廠。 根據(jù)全球甲醇行業(yè)協(xié)會(huì)（Methanol Institute）進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查顯示，目前全球大多數(shù)主要港口都有甲醇供應(yīng)。

全世界排名前100的港口中具有甲醇供應(yīng)功能港口的分布圖

圖片來(lái)源：?全球甲醇行業(yè)協(xié)會(huì)（Methanol Institute）

迄今為止，甲醇的生產(chǎn)主要基于化石資源（如煤和天然氣）。 這種類型的甲醇被稱為黑色甲醇。由于甲醇的生產(chǎn)成本主要取決于原料成本和技術(shù)成熟度，因此黑色甲醇占當(dāng)今世界甲醇總產(chǎn)量的大部分。 以中國(guó)為例，每年高達(dá)67％的甲醇生產(chǎn)來(lái)自煤。對(duì)于像中國(guó)這樣“富煤、貧油、少氣”的國(guó)家來(lái)說(shuō)，使用煤作為甲醇生產(chǎn)的主要原料具有較高的經(jīng)濟(jì)性。

但是，黑色甲醇的生產(chǎn)路線并不可持續(xù)。 為減少煤和其他化石燃料的消耗，使用可再生原料生產(chǎn)甲醇的轉(zhuǎn)型之路勢(shì)在必行。

綠色甲醇有益于氣候和環(huán)境

隨著全球?qū)μ寂欧艈?wèn)題的日益關(guān)注，人們正將注意力轉(zhuǎn)向生產(chǎn)來(lái)源廣泛的替代燃料——甲醇。甲醇可以用豐富的原料進(jìn)行生產(chǎn)，例如生物合成氣、農(nóng)業(yè)和木材廢料、城市固體垃圾以及二氧化碳廢氣。這種類型的甲醇被稱為可再生甲醇或綠色甲醇。從“礦井到車輪”的角度來(lái)看，綠色甲醇從生產(chǎn)到消耗的過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)碳中性和閉合碳循環(huán)。使用本地生產(chǎn)的甲醇可以減少對(duì)進(jìn)口化石能源的依賴，從而提高國(guó)家的能源安全。可再生甲醇燃料的使用可減少多達(dá)95％的二氧化碳排放。此外，結(jié)合先進(jìn)的燃料電池技術(shù)，以可再生甲醇作為燃料甚至可以完全消除氮氧化物、硫氧化物和顆粒物的排放。減少二氧化碳排放對(duì)于應(yīng)對(duì)氣候變化至關(guān)重要，而消除顆粒物將減少空氣污染，從而改善公眾健康。

中國(guó)綠色甲醇發(fā)展

盡管中國(guó)的甲醇生產(chǎn)仍以煤為主要原料，但中國(guó)已經(jīng)邁出了向綠色甲醇轉(zhuǎn)型的工業(yè)化生產(chǎn)第一步。 2020年1月17日，全球第一個(gè)規(guī)?；?yáng)燃料合成示范項(xiàng)目在中國(guó)蘭州正式投入運(yùn)營(yíng)。 該項(xiàng)目由太陽(yáng)能光伏發(fā)電、電解水制氫、二氧化碳加氫合成甲醇三大系統(tǒng)單元構(gòu)成，總投資約1.41億元。 將二氧化碳捕集和可再生能源相結(jié)合生產(chǎn)綠色液體燃料是一個(gè)革命性的進(jìn)步，這代表著中國(guó)利用可再生能源大規(guī)模生產(chǎn)綠色甲醇的發(fā)展開(kāi)端。

中國(guó)蘭州二氧化碳加氫制綠色甲醇示范項(xiàng)目

圖片來(lái)源：?中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所

全球綠色甲醇產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)

綠色甲醇可以由來(lái)源豐富的可再生原料生產(chǎn)，包括多種可持續(xù)生物質(zhì)，比如木材、木材廢料、草、農(nóng)作物、動(dòng)物糞便、水生植物、城市固體垃圾等；或者將二氧化碳與由可再生電力生產(chǎn)的氫相結(jié)合來(lái)生產(chǎn)。 世界各地越來(lái)越多的企業(yè)正在朝著這個(gè)方向努力：

?加拿大的Enerkem公司用城市固體垃圾作為原料生產(chǎn)綠色甲醇。 最近，Enerkem計(jì)劃與Nouryon（一家歐洲化學(xué)品公司）共同在荷蘭建立一座大型的用垃圾生產(chǎn)化學(xué)品的工廠。 該項(xiàng)目將幫助荷蘭實(shí)現(xiàn)其到2050年成為碳中性國(guó)家的目標(biāo)。

Enerkem在荷蘭的大型工廠用垃圾生產(chǎn)化學(xué)品

圖片來(lái)源：Enerkem

瑞典的一家林業(yè)公司S?dra已建成商業(yè)規(guī)模的生物甲醇工廠。 該公司的綠色生物甲醇是由紙漿廠生產(chǎn)過(guò)程中回收的粗甲醇提純而來(lái)。

荷蘭的BioMCN擁有歐洲最大的生物甲醇工廠之一，BioMCN利用垃圾處理工廠產(chǎn)生的沼氣來(lái)生產(chǎn)綠色甲醇。 此外，BioMCN還計(jì)劃用二氧化碳和綠氫來(lái)合成綠色甲醇。

丹麥公司Haldor Topsoe正在建設(shè)利用沼氣和可再生電力生產(chǎn)低成本綠色甲醇的示范工廠。 丹麥甲醇重整燃料電池制造商Blue World Technologies是該示范項(xiàng)目的參與者，作為該項(xiàng)目?jī)r(jià)值鏈的最后一環(huán)，Blue World Technologies藍(lán)界科技將對(duì)該項(xiàng)目生產(chǎn)的綠色甲醇在燃料電池汽車中進(jìn)行測(cè)試。

冰島公司Carbon Recycling International通過(guò)將地?zé)岚l(fā)電中捕獲的二氧化碳與可再生氫氣相結(jié)合來(lái)生產(chǎn)綠色甲醇。這家公司生產(chǎn)的綠色甲醇自2012年以來(lái)就已開(kāi)始在歐洲和中國(guó)銷售。

利用地?zé)岚l(fā)電的冰島甲醇廠

圖片來(lái)源：Carbon Recycling International （CRI）

從石油和天然氣到液態(tài)甲醇、再?gòu)暮谏状嫉骄G色甲醇的轉(zhuǎn)變

當(dāng)今世界能源結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷由化石燃料到可再生能源的逐步轉(zhuǎn)變。 相比于過(guò)渡到氫氣或其他替代燃料，從石油和天然氣過(guò)渡到液態(tài)甲醇具有許多優(yōu)勢(shì)。 而且，向綠色甲醇的進(jìn)一步過(guò)渡并不需要革命性的改變，可通過(guò)利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和本地的可再生原料來(lái)逐步進(jìn)行。

隨著全球范圍內(nèi)綠色甲醇生產(chǎn)的積極啟動(dòng)，全球?qū)G色甲醇的關(guān)注在近幾年中正急劇升溫。可以肯定的是，從化石能源到可再生能源的轉(zhuǎn)型正在順利進(jìn)行，而且液態(tài)燃料甲醇的生產(chǎn)也正在逐漸走向綠色。