甲醇含碳 可以是零碳能源吗？

  富煤贫油少气是我国的基本国情，第一次工业革命是蒸汽机，有个炉子烧开水就行，炉子不挑食，煤油气都能用。而第二次工业革命的代表产品内燃机却不是这样，只能液体或者气体燃料。但中国没那么多石油和天然气来烧啊，如果全依赖进口，那么中国的能源安全就成大问题。怎么能把煤炭这个硬疙瘩塞进内燃机里烧成了我国早期保障能源安全的一个重大课题，在这个背景之下诞生了甲醇燃料。

  煤炭在气化重整之后，就有了甲醇，虽然能量有了些损失，但解决了把煤炭塞进内燃机的问题。如果仅从解决我国能源安全的角度上看，甲醇是一个非常好的解决方案。然而正当甲醇能代替石油成功逆袭走上醇生巅峰时，碳中和来了，甲醇有了新的任务。

  甲醇的分子式是CH3OH，传统甲醇的主要的组成原材料来自煤炭气化后产生的氢气和二氧化碳。也就是说，甲醇中有一个碳是来自煤炭也就是化石能源。这横看竖看，都觉得甲醇不能成为零碳能源。

  但反过来一想，生产甲醇原料并不一定是煤炭，它需要的只是氢气和二氧化碳，假如氢气来源是零碳的，二氧化碳又是碳中性的，那么这产出的甲醇可不就是零碳的吗？

  在这个思路下，国际可再生能源署发布了一个可再生甲醇的报告，提出了生产可再生甲醇的几种思路。下面我们就来分析分析，在全球碳中和的大背景下，甲醇能源是否能独辟蹊径，在未来的零碳能源上获得一席之地。

  首先我们大家都知道，生产甲醇需要两种原料，一是氢气，二是二氧化碳。如果甲醇想要成为零碳能源，那么这两种原料首先得是零碳的。

  先看氢气。我们大家都知道，目前市场上95%以上的氢气仍然来自化石能源，其全生命周期碳排放甚至会超过燃油，但这不妨碍人们把氢气认定为未来的零碳能源，为啥？因为我们已确定未来的氢气将通过绿电电解水制成。所以，在氢气的来源方面，甲醇只需要搭氢气零碳化的便车就行。

  再看二氧化碳，二氧化碳的来源就能够说是五花八门了，几乎所有消耗化石能源的工厂都会排放二氧化碳，可以说取之不尽用之不竭，但我们得考虑经济性、追溯碳源及未来这些碳源的变化趋势。

  如果仅从成本考虑，尾气排放浓度最高的二氧化碳是最优质的原料，因为浓度低的二氧化碳提纯的过程是非常耗能的。所以，像富氧燃煤电厂、合成氨工厂这种尾气中二氧化碳浓度几乎是100%的二氧化碳是最好的原料。

  那么问题来了，像富氧燃煤电厂、合成氨工厂这些厂的原料目前仍然是化石能源。那么通过他们尾气中的二氧化碳产出的甲醇能不能算零碳呢？我认为至少不能全算，虽然这个碳并不是为了制甲醇而额外排放的，但这个甲醇中的碳确实是来自化石燃料。这就牵扯到这部分二氧化碳排放的责任归属问题。

  以燃煤电厂为例，假如燃煤电厂排放的二氧化碳虽然被用去做了甲醇，但其排放量完全算在燃煤电厂头上，那么这个甲醇的二氧化碳就能够说是零碳的。假如燃煤电厂说我的二氧化碳根本没向大气排放，而是作为商品卖掉了。那么甲醇的二氧化碳部分是要计算排放的。目前我国还没有一点关于如何区分尾气二氧化碳再利用责任权属的规则出台，所以一切都是未知数，但无论能不能够达到零碳，它相对于煤制甲醇低碳是肯定的。

  如果仅从碳源考虑，那么如果二氧化碳是来自生物质，我们就可以称其为零碳的。比如生物质电厂、生物质乙醇厂等，这些工厂排放的二氧化碳来自生物质，本身就具有碳中性，所以我们大家可以认为它是零碳的。但以生物质为原料的工厂通常规模都比较小，而且浓度也比较低。所以原料的获取成本就大幅度的提升了。二氧化碳的另一种获取方式是从空气中获取，也就是DAC。这种二氧化碳的获取成本就更别提多高了。

  综上所述，甲醇想要实现零碳化，需要同时实现氢气和二氧化碳的零碳化，氢气的实现路径很明确，而二氧化碳的路径虽然很多，但并没有哪一条路线有着非常明显的优势。

  我们为何需要讨论甲醇、氢气和电力，其最大的原因之一就是在交通领域，车辆作为随时移动的用能设备，必须要有带在车上跑的“能量包”，也就是储能介质，z在以前，这个储能介质是汽柴油，但在碳中和时代，汽柴油不能在使用，我们就需要寻找零碳的储能替代品。

  从上面甲醇的生产的基本工艺我们大家可以看出，生产甲醇需要氢气，所以从另一种角度来看，甲醇属于氢气的载体。而绿氢主要是通过电解制备，在作为燃料电池的原料时，它又属于电力的载体。仅从能源储存的角度来看，他们都各有利弊，也正因如此，才有了在碳中和背景下，在交通领域这种储能作为标配的领域，有了各自展示自己的机会。

  电力的化学储能是目前最主流的储能方式，但因为单位体积内的包含的能量低、充电速度慢、生产电池需要稀有金属等原因，使得人们并不寄希望于让它独挑大梁。

  氢能储能是目前比较热门的方向，但因为储运成本难以降低，且需要天量的加氢站基础设施的投资，使得人们对氢能仍然是走一步看两步。

  甲醇可以完美继承传统燃油的所有基础设施，但因其本身含碳，在没明确的“脱碳路线图”的情况下，人们对甲醇也是望而却步。

  假如甲醇要像氢能一样，成为未来潜在的零碳能源得到发展，那么官方就一定得有明确的政策支持和发展的指导方针。那么最优的发展路线如何呢，我这里做一个简单地设想。

  首先，需要尽快出台尾气中二氧化碳利用的责任归属问题，规定二氧化碳排放责任由原排放企业负责。这样做才能够为早期以尾气制造甲醇的绿色属性定性。

  再次，鼓励利用生物质制甲醇，其排放的尾气再加上绿氢制甲醇。我认为生物质用来发电是一种浪费，发电这种事，让风光水核去负责就行了。像生物质这种可以生产移动能源的原料，用来发电着实可惜。

  早期：批量生产以灰氢+工厂尾气为主，少部分精品绿醇来自生物质甲醇中期：以绿氢+工厂尾气和生物质甲醇平分天下后期：化石能源工厂绝迹，无尾气可用， 则以生物质甲醇为主，生物质为原料的工厂尾气+绿氢为辅，少量DAC+绿氢，大后期：DAC+绿氢制甲醇一体化工厂。

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