煙氣二氧化碳捕集制甲醇–水泥行業(yè)碳捕集利用可能途徑展望
來(lái)源：徐榮 日期：2024-08-01 訪(fǎng)問(wèn)量：3535 次
? ? 例如：海螺集團(tuán)于2018年在白馬山水泥廠(chǎng)建成投產(chǎn)了5萬(wàn)噸級(jí)二氧化碳捕集純化示范項(xiàng)目，每年可生產(chǎn)3萬(wàn)噸食品級(jí)或5萬(wàn)噸工業(yè)級(jí)液態(tài)二氧化碳。有的水泥企業(yè)將水泥廠(chǎng)處理后高濃度二氧化碳煙氣與農(nóng)業(yè)大棚相結(jié)合，作為氣體肥進(jìn)行利用。
? ? 但是，僅水泥行業(yè)的碳排放總量就有12.1億噸，碳捕集逐漸普及后，未來(lái)各行各業(yè)捕集的天量二氧化碳何去何從？今天我們探討一條二氧化碳制備甲醇的技術(shù)路線(xiàn)，也許是一條不錯(cuò)的利用途徑。
海螺水泥白馬山公司碳捕集項(xiàng)目
? ? 二氧化碳在常溫常壓下是一種無(wú)色而略帶酸味的氣體，熱穩(wěn)定性高，屬于酸性氧化物。按照產(chǎn)品純度、用途的不同，二氧化碳可劃分為工業(yè)級(jí)二氧化碳和食品級(jí)二氧化碳。二氧化碳上游為尾氣回收和油田開(kāi)采，下游廣泛應(yīng)用于焊接、驅(qū)油、化工原料、食品等領(lǐng)域。
? ? 我國(guó)二氧化碳消費(fèi)量中工業(yè)（焊接、驅(qū)油、化工原料）占比約80%，食品及其他占比約20%。食品二氧化碳主要用于飲料、啤酒、煙草、食品保鮮等行業(yè)；工業(yè)二氧化碳主要用于焊接、機(jī)械鑄造、合成化工等制造業(yè)。
? ? 綜上可見(jiàn)，二氧化碳的市場(chǎng)需求并不大，未來(lái)碳捕集技術(shù)一旦普及后，巨量的二氧化碳用途是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。除了深層地下存儲(chǔ)、深層地下驅(qū)油、農(nóng)業(yè)用途開(kāi)發(fā)具有較大的應(yīng)用潛力外。二氧化碳加氫催化制甲醇是一個(gè)可行途徑。
? ??甲醇是重要的大宗基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，僅次于乙烯、丙烯和苯。近些年來(lái)，中國(guó)甲醇在產(chǎn)能、產(chǎn)量方面逐年上升，目前自給率在90%以上。甲醇在化工、能源領(lǐng)域的巨大需求為二氧化碳捕集后的利用提供了較為可行的途徑。
? ??二氧化碳加氫制綠色甲醇與煤制甲醇工藝上區(qū)別主要在于原料氣的來(lái)源不同（用二氧化碳代替一氧化碳），其余類(lèi)似，工藝主要由氣體壓縮、合成反應(yīng)及精餾等子系統(tǒng)組成。二氧化碳制甲醇的技術(shù)涉及多個(gè)方面，包括催化劑的選擇、反應(yīng)條件的優(yōu)化以及工藝流程的設(shè)計(jì)。目前，研究較多的催化劑體系包括?銅基催化劑、?鈀基催化劑等。這些催化劑在特定的溫度和壓力條件下，能夠高效地將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇。
? ? 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外掀起了針對(duì)CO2加氫制綠色甲醇的研究熱潮，陸續(xù)建設(shè)了千噸級(jí)、萬(wàn)噸級(jí)和十萬(wàn)噸級(jí)及以上規(guī)模的示范項(xiàng)目。
? ??中國(guó)在CO2加氫制綠色甲醇技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均處于工業(yè)示范階段，而生產(chǎn)成本則是CO2加氫制綠色甲醇實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵制約條件。
? ? 目前國(guó)內(nèi)碳捕集二氧化碳成本約300-900元/噸左右，高于工業(yè)二氧化碳生產(chǎn)價(jià)格。每生產(chǎn)一噸甲醇需消耗約0.19噸氫氣、1.5噸二氧化碳，氫氣成本目前約2900元/噸甲醇。生產(chǎn)一噸甲醇的成本約3900元，原料成本占比約85%，而目前甲醇的期貨價(jià)格約2493元/噸，還不具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
? ? 未來(lái)隨著碳捕集技術(shù)的發(fā)展，碳捕集二氧化碳價(jià)格有望下降到200元/噸以?xún)?nèi)。隨著光伏、風(fēng)電等綠電裝機(jī)容量的進(jìn)一步增大，綠電上網(wǎng)價(jià)格有望普遍低于0.1元/度，水電解制氫氣的成本有望低于900元/噸。屆時(shí)二氧化碳加氫制甲醇的生產(chǎn)成本將低于1600元/噸，具備較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
? ? 未來(lái)5000噸水泥廠(chǎng)有可能將相應(yīng)配套10-20萬(wàn)噸二氧化碳捕集系統(tǒng)及10萬(wàn)噸/年甲醇生產(chǎn)線(xiàn)。到那時(shí)水泥廠(chǎng)不但有可能成為碳中和工廠(chǎng)，還有可能成為甲醇綠色燃料生產(chǎn)工廠(chǎng)。
? ? “第二十四屆中國(guó)水泥技術(shù)年會(huì)”將于12月6-8日在北京工業(yè)大學(xué)召開(kāi)，此次會(huì)議將圍繞碳捕集、存儲(chǔ)、利用展開(kāi)深入探討交流。歡迎大家屆時(shí)參會(huì)。也歡迎相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覉?bào)名發(fā)言。
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