迈向利用生物质和可再生能源高效生产绿色甲醇

《Nature Communications》：Toward efficient green methanol from biomass and renewable power

　　绿色甲醇有助于交通和工业的脱碳，但由于生物质转化、可再生氢供应、电力排放与成本之间存在紧密耦合，其生产路线图仍存在不确定性。本文基于中试级气化数据和工业过程参数，比较了四种基于生物质与可再生电力的甲醇生产路线在技术性能、生命周期温室气体排放和生产成本方面的差异，并识别了与部署相关的边界条件。气化结合可再生氢在碳利用率和能效之间取得平衡，分别达到92%和54%。直接燃烧后二氧化碳加氢使碳利用率提高至96%，但需要大幅增加电解制氢用量。在风光混合电力条件下，所有路线均低于欧洲低碳燃料门槛值，尽管与该门槛值兼容的最大电力排放因子在0.057至0.373千克二氧化碳当量每千瓦时之间波动。不加氢的气化路线目前成本最低。当可再生电力成本低于21美元每兆瓦时时，加氢气化路线的成本接近前者；当碳价为40至90美元每吨二氧化碳时，其成本接近煤基甲醇。这些结果定义了各路线部署的可行边界。