合作开展二氧化碳加氢制甲醇工业化技术的研发,在完成了近1200小时连续运转的单管试验的基础上,近期研发团队与设计部门完成了10-30万吨/年二氧化碳甲醇技术工艺包的编制。目前围绕该技术已申请国家发明专利10项,催化剂性能及单管试验结果超过目前公开报道的水平。
二氧化碳是造成全球变暖的祸首,但它作为工业原料的用途却十分广泛。传统的碳捕集与封存只是把二氧化碳封存起来,不能够实现再利用;并且投资大,收益甚微。因此,开发碳收集和再利用技术成为热点。将可再次生产的能源发电和二氧化碳转化为甲醇,形成低碳运输燃料,这是一条行之有效的解决途径。这项技术可实现把碳收集起来与氢氧合成甲醇,甲醇燃烧后又变成碳、氧、氢,这样就形成循环、持续的绿色清洁能源。
一是从工业生产里回收氢气和合成气,和二氧化碳反应生成甲醇,增加产品价值,减少碳排放。
二是提高电厂利用率,利用供需不匹配而过剩的电能弹性电解水制氢,与CO2合成甲醇,不仅削峰填谷,提高设备利用率,而且增强了电网的稳定性,减少碳排放。
三是将可再次生产的能源发电制氢,将二氧化碳转化为甲醇,形成低碳运输燃料,没有碳排放。
二氧化碳加氢合成甲醇一方面能够利用CO2合成化工原料,实现碳氢源的循环利用;另一方面能与新能源电解制氢、氯碱工业衔接,实现氢资源的储存。该过程曾经一度在全球引发关于“甲醇经济”的广泛探讨,但目前二氧化碳制甲醇的催化剂存在转化率和选择性较差的问题,为此国内外一些企业与研究机构如丹麦托普索(HaldorTopse)、日本关西电力公司(Kansai Electric Power)和三菱重工(MitsubishiHeavy Industries)、德国鲁奇公司(Lurgi)、韩国科学技术研究院(KOREA Institute of Science and Technology,KIST)等均在攻关高效催化剂及相应技术。
在科技部科技支撑计划、在深入研究CO2活化机理的基础上,解决了催化剂放大生产的全部过程中的核心问题,并通过与企业的合作,实现了中试工艺全流程贯通和平稳运行。目前,已完成10-30万吨/年二氧化碳甲醇技术工艺包的编制,并通过了专家组鉴定,具备了实施规模商业示范应用的条件。
日本三井化学株式会社2009年斥资1600万美元建成全球首套100吨/年二氧化碳制甲醇中试装置并获得成功。这是已有公布的消息中二氧化碳制甲醇最为领先的成果。目前全球唯一工业在产的二氧化碳加氢制甲醇项目是冰岛碳循环利用公司((Carbon Recycling International,CRI)开发的ETL技术,从工业排放物中提取二氧化碳,然后合成甲醇,既能实现减排又能为公司能够带来创收新途径。该公司与加拿大联合投资500万美元的世界上第一座甲醇厂已在冰岛实现商业投产。该套二氧化碳和氢气合成甲醇装置,2012年甲醇产能1300吨,2014年甲醇产能扩展到4000吨。碳循环国际公司的可再生甲醇面向欧洲市场,注册名称为Vulcanol,可同汽油混合用于生物燃油制品。
二氧化碳制甲醇作为一种新技术,需要政府的支持与激励。专业的人建议政府出台鼓励使用清洁燃料的政策,比如增加二氧化碳和PM2.5排放的税收,为资本投资项目建设审批提供便利,对第一套示范设备提供必要的帮助等。
2015年7月3日,我国的浙江吉利控股集团(简称“吉利集团”)宣布将对冰岛碳循环国际公司(Carbon Recycling International)进行总额四千五百五十万美金投资。该项资本预算将分步实施,首次投资后三年内将追加购买碳循环国际公司的股权。吉利集团将成为碳循环国际公司的重要股东,并派驻董事会成员。吉利集团和碳循环国际公司希望开展合作,探索在中国推广清洁甲醇燃料合成生产技术,同时研发并推广100%甲醇燃料汽车在中国、冰岛和世界别的地方的使用。双方一致认为,甲醇作为清洁、可持续燃料,将在中国、欧洲乃至全球发挥逐渐重要的作用。
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