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实现燃气碳中和的“甲烷化”技术

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摘  要为了实现“2050年碳中和”目标,全球正在加速推动燃气脱碳化运动。其中一种备受期待的方法是由二氧化碳和氢气合成“甲烷”的“甲烷化”技术。通过用这种合成甲烷代替目前作为城市燃气原料的天然气,以实现燃气的脱碳化。本文将介绍甲烷化技术及其潜力,以及今后的目标和课题。

关键字:燃气碳中和、甲烷化、燃气脱碳化、合成甲烷、碳中和甲烷

 

 

燃气脱碳化的必要性

 

提到“能源的脱碳化”,许多人都会想到电力部门的脱碳化(不使用石油、煤炭等二氧化碳排放量大的化石燃料发电)和汽车的电动化。但是实际上,在日本,“热需求”约占能源消费的6成,例如工厂等“产业部门”的蒸汽加热、家庭和企业等“民生部门”的热水和暖气等。实现这种热需求的脱碳化也是一项重要的课题。

 

热需求范围广泛,包括从以民生部门为中心的低温热到产业部门中使用的高温热,而燃气可以制造不同温度范围的热量。此外,与煤炭和石油相比,天然气燃烧时产生的二氧化碳排放量较少,是一种高度环保的能源,因此可以实现目前的低碳化。而且,今后可以通过对燃气本身进行脱碳来助力碳中和。

 

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燃气有多种脱碳化技术,但最受期待的是通过氢(H2)和二氧化碳(CO2)反应合成天然气主要成分甲烷(CH4)的“甲烷化”技术。

 

甲烷在燃烧时会排放CO2,但如果利用从发电站和工厂等回收的CO2作为甲烷化原料,则燃烧时排放的CO2会与回收的CO2相抵消,因此不会增加大气中的CO2量。也就是说,CO2净排放量为零。

 

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此外,如果使用由可再生能源电力电解水而产生的“绿氢”作为原料“氢”,则不会对环境造成负担。用这种方法制成的合成甲烷可以称得上是为燃气脱碳化作出贡献的新一代“环保(Environment)”能源。

 

甲烷化备受关注的原因还在于,城市燃气的原料——天然气的主要成分是甲烷,因此使用合成甲烷替代天然气时,可以继续使用城市燃气管道和燃气消费设备等现有基础设施和设备。也就是说,甲烷化的“经济效率(Economic Efficiency)”高,有望降低成本,顺利推进脱碳化。

 

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