国家地理：绿色甲醇是什么？如何消除全球过量二氧化碳？

引言：甲醇与二氧化碳利用

什么是绿色甲醇？它如何消除全球过量的二氧化碳？

绿色甲醇正蓬勃发展，助力实现脱碳目标。

甲醇如果使用不当，会造成危险。甲醇中毒会导致失明、呼吸系统疾病，甚至死亡。因此，生产供人类饮用的烈酒的酿酒厂必须高度警惕。

但除了这个利基市场之外，甲醇在工业领域也是一种非常重要的化学品。这种最轻的酒精可用作防冻剂、燃料，以及包括塑料在内的许多其他化合物的原料。

但最近，人们谈论的不仅仅是甲醇的用途，还有它的各种可能性。近几十年来开展的多项研究表明，这种化合物可能是从大气中捕获过量二氧化碳并进行二次利用的关键。这可以减少工业和燃料的排放，使其更加高效和可持续。

与绿氢等其他方案相比，这种化合物的一大优势在于甲醇在室温下呈液态，更易于储存和运输。此外，当今许多内燃机和车辆都配备了接受一定比例甲醇作为燃料的系统，因此无需设计全新的基础设施来使用它。

据估计，2024 年，人类年产量约 1 亿吨甲醇。按照目前的趋势，到 2050 年，这一数字将增长五倍。

通常，甲醇的主要来源是通过一种名为蒸汽甲烷重整的工艺从天然气中获取。

在该工艺中，天然气与水混合生成一氧化碳和氢气。氢气再由这些化合物转化为甲醇，并将产生的二氧化碳排放到大气中。

因此，根据原有的工艺，甲醇生产会向大气中释放大量温室气体，并加剧人类活动引起的气候变化。因此，人们正在开发不排放二氧化碳或直接利用可再生能源的新技术。

无论何种制甲醇工艺，最终都会生成相同的化合物。因此，分类仅显示其来源。使用化石燃料生产的甲醇被称为灰甲醇；如果反应过程中产生的二氧化碳被捕获，则被称为蓝甲醇；如果纯粹来自可再生能源，则被称为绿甲醇。

绿甲醇也分为两种：来自有机物的生物甲醇和来自可再生电力和捕获的二氧化碳的电甲醇。生物甲醇可以通过气化（在受控温度下燃烧）或通过能够产生液体的微生物发酵获得，但最受关注的脱碳方法是电甲醇。

电网的电力生产和需求之间存在着不稳定的平衡。具体来说，在西班牙，超过 60% 的电力来自可再生能源，例如风能、太阳能和水力发电。

因此，有时需求大于产量，这时就必须启动联合循环电厂（天然气或其他化石燃料），必须对更多水力发电厂进行脱水，或者必须实施其他方案来维持电网稳定。

然而，当天气原因导致电力生产超过需求时，未消耗的额外能源的储存选择有限。除了电池之外，多余的能源可以用来将水泵入水力发电站，或者利用这些多余的电力通过电解将水（H₂O）分解成氢气和氧气。氢气可以用作燃料，但它是一种危险气体，因为它的爆炸性极强。

因此，一种方案是将氢气与大气中的二氧化碳，或来自混凝土或钢铁工业的二氧化碳结合，转化为绿色甲醇。这样，原本会被浪费的电力就被以液体甲醇（一种由水和空气制成的燃料）的形式化学储存起来。

自 2012 年芬兰第一家工厂投产以来，越来越多的国家加入了甲醇生产行列。尽管目前绿色甲醇仅能满足全球需求的一小部分，但预计它将逐渐取代灰色甲醇。希望以此为迈向更可持续、更环保的世界贡献一份力量。

【信息来源：国家地理杂志西班牙版】