生物甲烷制CO2自给型生物甲醇的工艺路线评估与技术经济分析

《Bioengineering》：CO2 Self-Sufficiency in Renewable Methanol Production from Biomethane and Biohydrogen: Techno-Economic Assessment for Spain

　　

摘要

可再生甲醇通常被提出以生物质来源的生物甲醇（源自生物质或生物甲烷重整）或来自电解氢的CO₂加氢制取的电甲醇形式出现。本研究提出第三种概念：来自生物甲烷的CO₂自给型生物甲醇，其中通过结合碳捕集与利用的生物甲烷重整在内部生产生物氢和生物源CO₂。本文针对西班牙评估了四条工艺路线，结合了传统的CO/H₂甲醇合成和CO₂/H₂加氢技术。所提出的路线使用生物氢而非电解氢。在路线1（基准案例）中，传统甲醇生产中的化石甲烷和CO₂被可再生替代品取代。路线2通过蒸汽生物甲烷重整结合碳捕集与利用来生产氢和CO₂，产生CO₂盈余。路线3使用部分生物甲烷来生产CO₂和生物氢，为路线1提供所需的CO₂并产生多余的氢。最后，路线4将路线1和路线2整合，利用路线2的CO₂盈余作为路线1的原料。路线1和路线4仅生产甲醇，并分别实现了最高的产率（每GWh-HHV生物甲烷108.6吨和102.7吨）。除路线1外，所有路线均实现CO₂自给。对路线1和路线4的详细技术经济评估得出的甲醇成本分别为403–817欧元/吨和496–933欧元/吨。