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【资讯】都在卷绿醇?电子甲烷(e-甲烷)更有性价比!

科学温故社  · 公众号  ·  · 2024-07-29 08:15

正文


随着“双碳”战略的实施,绿氢正快速发展,并在工业和能源领域发挥重要作用,尤其对于难以减排的行业。同时,Power-to-X(电力多元转换)以绿氢为主要路径,也成为关键发展方向。

Power to X,即 电解水制氢 将绿色电子,转化为易于存储和输送的绿色分子,如氢气,并通过与N2或者CO2反应生成氨或者甲烷等碳氢化合物,用作燃料或原料。 X通常指 电子燃料 ,例如e-甲醇,e-甲烷,e-氨。

电解水制氢的发展源于两个关键层面: 第一, 能源维度 ,接力氢分子, 将绿氢转化为碳氢或氮氢燃料,供能源应用; 第二,原料维度 ,氢是氨和甲醇生产的关键原料, 用于氨/化肥和甲醇/烯烃工业的脱碳

相较作为传统化工大宗品的甲醇和氨,作为 天然气主要成分的 甲烷 在能源领域具有显著优势。 绿氢转化为e-甲烷的优势 在于其能够利用现有广泛的天然气管网和储气设施,具备强大的实用性和扩展性;利用天然气的能源属性, 适用于多个难以减排的行业,如钢铁、玻璃、造纸和海运 ;与电力输送相比,此技术无需进行重大基础设施改造或新建,更符合3060达峰和中和目标,同时具备更快速、更可行的特点,并兼顾绿色和安全考量。

e-甲烷市场潜力巨大 ,全球天然气市场规模达 4万亿立方米 ,占全球碳排放的 14.5% ,相当于 40万亿千瓦时能量 。仅替代5%的化石天然气需投资约3万亿人民币。相比之下,截至2022年底,全球甲醇总产能达1.89亿吨,能量仅仅 1万亿千瓦时 ,是天然气市场的四十分之一! 相比于甲醇和氨,甲烷的能源化应用场景广泛,接受度高,是难电气化领域最佳脱碳载体。 但目前的项目多集中在甲醇和氨的合成,主要是 市场和投资方对“甲烷”存在一定的误解



误解一:甲醇比甲烷更具经济性


在探讨能源时,我们应当 将电子燃料同时对比同一种化石燃料 。如果 e-甲烷需要对比化石天然气,那么e-甲醇也需要与化石天然气进行比较 。如果e-甲醇值得投资,e-甲烷也值得投资。

相关动态与实证分析

2024/01,马士基和赫伯罗特Hapag-Lloyd签署了一项名为“Gemini Cooperation”的新长期运营合作协议,涉及约290艘船舶,总容量为340万个集装箱(TEU)。 赫伯罗特也是LNG动力船的支持 者。

2024:赫伯罗特Hapag-Lloy正在研究开发电子 甲烷e-甲烷 项目

2024/06 马士基麦金尼莫勒中心总结一年的研究后发现:通过沼气提纯生物天然气和液化来制造 LBM(液化生物甲烷) 是最经济的选择”

2024/06 漫航观察网,传闻马士基正与集装箱船舶租赁商洽谈租赁一系列 LNG(液化天然气) 双燃料新造船。此举背后的考量以及潜在影响值得业界深入探讨。

其实,早在2023年,我们就提出过警示:2023年9月,马士基与达飞达联手加速航运业脱碳,达飞订购了大量 LNG动力船舶 ,曾提出 LNG做为过度燃料 并遭到马士基否定。

2024:达飞和能源公司ENGIE正在研究一项重要的合作伙伴关系,基于 e-甲烷生态系统


这些事件背后的原因都与化石LNG价格便宜了有关,化石LNG既是e-甲烷的竞争对手,更是e-甲醇的竞争对手,因此,它们都应与化石LNG做对比。


再来看看马士基承购的4000元/吨的绿色甲醇有多贵?

4000元/吨甲醇=0.2元/兆焦=0.72元/kWh

7元/方生物甲烷=0.194元/兆焦=0.7元/kWh

2800元/吨甲醇=0.139元/兆焦=0.5元/kWh

5元/方生物甲烷 =0.139元/兆焦=0.5元/kWh

在绿色燃料里,包括生物燃料在内,这个价格并不算贵,但为何船东会青睐生物柴油,这也凸显了依赖外部市场的绿色甲醇的重大不确定性。

当前,化石LNG价格等热值比低硫燃料油还要便宜,而且LNG动力船舶碳排放更低,中期内无需缴碳税。欧洲LNG市场价格一年多来维持在合理水平,符合马士基自2023年开始布局LNG船舶船队的趋势


1-船公司怎么选?会用因为甲醇是化工品,就选择甲醇,而不选择LNG么?


2-假设电子甲烷和电子甲醇的热值成本一致,而且用户有高温工业热需要脱碳,他会因为甲醇是化工品就选择甲醇,而放着厂里的燃气窑炉不用,改造一个甲醇窑炉么?


从燃料的角度看,电子甲醇和电子甲烷都是值得投资的选择。电子甲烷因其更广泛的适用性和作为真正的drop-in-fuel燃料比电子甲醇更受欢迎, 除非应用端是“原料”属性,例如化工甲醇的下游,比如烯烃、甲醛等等。


误解二:甲醇合成耗氢比甲烷低,能效更高

甲醇的合成过程不仅消耗的氢气量与甲烷相比并无明显优势,其能效也未必更高

CO2+4H2→ CH4(甲烷)+2H2O

CO2+3H2→ CH3OH(甲醇)+H2O

根据方程式,1摩尔甲醇只需要3摩尔氢,而1摩尔甲烷需要4摩尔氢,所以甲烷没有经济性,浪费氢。可 事实上1摩尔甲烷的热值也比甲醇高得多。







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