谈谈你对天然气制甲醇产业链的看法？
天然气制甲醇是一种可再生能源，它通过将天然气和氢气转化为甲醇来生产能源。这一过程通常需要使用催化剂来加速反应，并通过蒸汽重整来分离甲醇。
甲醇具有许多优点，例如，它是一种清洁的、可再生的能源，在生产过程中产生的二氧化碳可以通过植树或其他方式进行捕获和储存。此外，甲醇可以直接用于汽车燃料，或者通过一系列化学反应转化为其他化工产品，如聚乙烯、苯乙烯和甲苯等。
然而，天然气制甲醇产业链也存在一些挑战。首先，天然气的供应可能存在不稳定性，这可能导致甲醇生产的波动。其次，天然气制甲醇的生产过程需要大量能源，这可能会导致能源成本的上升。最后，天然气制甲醇生产过程中可能会产生有害废物，这需要进行有效处理。
总的来说，天然气制甲醇是一种有前途的能源，但是需要解决上述挑战才能实现其全面应用。
近日，中国科学院副院长、院士张涛公开表示，利用可再生能源发电制取绿氢，再和二氧化碳结合生成方便储运的绿色甲醇，是通向零碳排放的重要路径。
在氢的制、储、运、加环节成本居高不下，基础设施建设跟进缓慢的背景下，绿色甲醇经济或将推进氢能产业链降本增效，疏通产业“堵点”。
可作为安全高效的储氢载体
在张涛看来，绿色甲醇能量密度高，是理想的液体能源储运方式。
“甲醇是非常好的运氢、储氢的载体，甲醇和水反应的产氢量是同容积液氢的两倍。”澳大利亚国家工程院外籍院士刘科曾表示。
中科院大连化学物理研究所张家港产业技术研究院院长韩涤非认为：“甲醇作为常温常压下的液体燃料，可安全高效经济便捷储运。结合氢能产业发展现状，以甲醇作为高密度储氢材料，每吨甲醇与水重整可制出超过180公斤氢气，较之高压或低温液态储氢方式具有更高的的储氢能量密度。”
实际上，储能并不仅仅局限于储电，绿色甲醇就是一种理想的储能方式。在韩涤非看来，出于对储运安全和经济性的考量，甲醇是目前大规模安全高效储能的有效解决方案。“‘十四五’规划及2035年远景目标，都积极倡导发展可再生能源及大规模储能，而绿色甲醇可以在消纳可再生能源的同时，解决大规模储能问题，并最大程度实现二氧化碳减排。”
助力氢能各环节降本
韩涤非表示，甲醇制氢可大幅降低用氢成本。“甲醇价格一般在2000-3000元/吨，今年受新冠肺炎疫情及页岩油气价格战等因素影响，市场需求一度趋弱，甲醇市场价格偏低，西部地区不到1500元/吨，东部地区不到2000元/吨。随着市场转暖，近期价格反弹到2300元/吨以上。”
刘科也表示，在氢能使用成本方面，甲醇制氢的成本在理想情况下可低至15元/公斤，而国际上最低的综合用氢成本高达66.4元/公斤。
与此同时，甲醇也可实现氢能的即制即用。
韩涤非表示，利用甲醇储运的便捷性，可在氢能应用端开发建设加氢站，并在现场根据需求制氢，且氢气制备成本不高，终端应用，加氢价格低于35元/公斤，可有效打通可再生能源大规模电解水制氢、甲醇合成储运及现场制氢加氢站等整个产业链。“甲醇储运和汽油储运成本几乎持平，终端应用的加氢价格也能真实反映出整个制、储、运、加环节的成本。”
助推氢能产业链“绿色升级”
在张涛看来，绿色甲醇作为能源转化中枢，能够在碳足迹全流程上解决能源的清洁性问题，并起到拓展氢能应用产业链、降低碳排放、实现碳利用等一举多得的效果。
“可再生能源制氢结合煤化工制备甲醇，可减少二氧化碳排放，增加了甲醇产量，有效解决我国化石能源的进口依存度及碳排放量过高等能源安全和生态环境问题，有利于实现传统煤化工产业的新旧动能转换和绿色低碳发展。”韩涤非表示，“利用可再生能源电解水制氢与煤化工耦合生产甲醇，1.5吨煤可增产2吨甲醇，并减少3吨二氧化碳排放，比传统煤化工更经济环保。”
中国科学院大连化学物理研究所研究员、中国科学院院士李灿认为，绿色甲醇可有效解决跨季储能及长周期储能问题，成为除特高压输电外的另一种规模化输送能源的途径。
广东醇氢新能源研究院有限公司是甲醇制氢设备与技术的专业供应商，产品氢气主要应用于：粉末冶金、金属冶炼、新能源、燃料电池、化工、多晶硅、工业气体、电子、制药、浮法玻璃、食品加氢、军工、航天、环保等领域。
故答案为：＜；
②某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L密闭容器中充分反应，4分钟后反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.4mol，依据化学平衡三段式列式计算；
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始量（mol） 2 6 0
变化量（mol）1.6 3.2 1.6
平衡量（mol） 0.4 2.8 1.6
CO的反应速率=
| ||
| 4min |
平衡状态气体压强和起始压强之比等于气体物质的量之比P（平衡）：P（起始）=（0.4+2.8+1.6）：（2+6）=4.8：8=0.6；
故答案为：0.2mol/（L?min），0.6；
（2）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），反应的平衡常数K=
| c(H2O)c(CH3OH) |
| c(CO2)c3(H2) |
为了加快反应Ⅱ的反应速率，并且提高H2的转化率；
a．增大CO2的浓度，增大氢气的转化率，平衡正向进行，反应速率加快，故a符合；
b．增大H2的浓度，平衡正向进行，反应速率增大，氢气的转化率减小，故b不符合；
c．增大压强，反应速率增大，平衡正向进行，氢气转化率增大，故c符合；
d．加入催化剂改变化学反应速率不改变化学平衡，氢气转化率不变，故d不符合；
故答案为：K=
| c(H2O)c(CH3OH) |
| c(CO2)c3(H2) |
（3）反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
依据盖斯定律反应Ⅰ-反应Ⅱ得到CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=△H1-△H2；
图表中数据保持氢气初始浓度不变，一氧化碳浓度增大一倍，达到平衡所需时间缩短4分钟，所以分析判断n=4min；
故答案为：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=△H1-△H2 、4；
（4）甲醇和氧气以强碱溶液为电解质溶液的新型手机电池，燃料电池中燃料在原电池负极发生氧化反应，甲醇失电子在碱溶液中生成碳酸钾，该电池中甲醇发生反应的一极为负极，电极反应为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
故答案为：负，CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；
（5）用该电池作电源，用惰性电极电解饱和NaCl溶液时，CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，每消耗0.2mol CH3OH，转移电子1.2mol，阴极电极反应为2H++2e-=H2↑，产生标况下气体的体积=0.6mol×22.4L/mol=13.44L；
故答案为：13.44．
| （1）化合反应的原子利用率最高，为100%，故答案为：Ⅰ； （2）甲醇燃烧的反应原理是：正极反应一定是氧气得电子的过程，在碱性环境下，得到氢氧根离子，即O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - ，故答案为：O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - ； ②所有燃料电池的总反应是燃料的燃烧反应，溶液的pH减小，说明电解质氢氧化钾被消耗，即2CH 3 OH+3O 2 +4OH - =2CO 3 2- +6H 2 O，故答案为：2CH 3 OH+3O 2 +4OH - =2CO 3 2- +6H 2 O； （3）①0～5min这段时间所消耗的甲烷的浓度为0.5mol/L，根据热化学方程式CH 4 （g）+H 2 O（g）
CO（g）+3H 2 （g），△H═+206kJ/mol的含义，所以消耗的甲烷的浓度为0.5mol/L时，吸收的热量为：
②进行到5min钟时，甲烷的浓度为0.5mol/L，所以水蒸气以及一氧化碳的浓度为0.5mol/L，氢气的为1.5mol/L，据K=
③当反应进行到8min时，甲烷的浓度减小，所以是增加了水蒸气的量，设加入的水蒸气的量为x，则： CH 4 （g）+H 2 O（g）
CO（g）+3H 2 （g） 初始浓度：1 1 0 0 变化浓度：0.75 0.75 0.75 2.25 8min钟末浓度：0.25 1+x-0.75 0.75 2.25 则Qc=
解得x=4.8125，所以8min时c（H 2 O）=4.8125+0.25=5.0625≈5.1（mol/L）． 故答案为：5.1． |
| c(CH3OH) |
| c(CO)?c2(H2) |
| c(CH3OH) |
| c(CO)．c2(H2) |
（2）根据“先拐先平数值大”知T2＞T1，升高温度CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
②A．升高温度，平衡向逆反应方向移动，则减少甲醇产率，故错误；
B．将CH3OH（g）从体系中分离，平衡向正反应方向移动，则增加甲醇产率，故正确；
C．使用合适的催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，所以不能甲醇产率不变，故错误；
D．充入He，使体系总压强增大，但反应物、生成物浓度不变，则平衡不移动，甲醇的产率不变，故错误；
故选B；
（3）①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1
③H2O（g）═H2O（l）△H=-c kJ?mol-1
将方程式
| ①?②+4③ |
| 2 |
| b?a?4c |
| 2 |
故答案为：
| b?a?4c |
| 2 |
| （1）d （2）①<；②>；③b （3）①O 2 +4e - +4H + =2H 2 O；②1.2 （4）Al-3e - =Al 3+ ；Al 3+ +3HCO 3 - =Al(OH) 3 ↓+3CO 2 ↑ |
现在工业上都使用前一个反应CO+2H2=催化剂=CH3OH，但有两大途径：单产甲醇（分高压法、低压和中压）或与合成氨联产甲醇（联醇法）。都是以固体（如煤、焦炭）、液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气或其他可燃性气体）为原料、经造气、净化（脱硫）变换、除去二氧化碳、配制成一定配比的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件，合成粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。
作为一种可再生的绿色液态燃料，“液态阳光”发展日益受到各国重视，被视为解决二氧化碳减排甚至达到碳中和的理想途径。
所谓“液态阳光”，是将利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产氢，并将二氧化碳与氢合成为甲醇等便于储运的绿色液态燃料。
“‘液态阳光’是真正利用可再生能源资源化利用二氧化碳，实现规模化低碳乃至无碳能源的路径。”2020年12月14日，中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿在第九届全球能源安全智库论坛上表示。
值得注意的是，全球第一个规模化太阳燃料合成示范项目已于2020年1月在兰州正式投入运营，迈出了我国利用可再生能源大规模生产绿色甲醇的第一步，也意味着我国拉开了向“液态阳光”甲醇经济转型的“大幕”。
能源系统碳中和
“液态阳光”被寄予厚望
“我国提出了将在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。但与此同时，我国是世界上最大的能源生产国和消费国，要让这样一个以碳基能源为基础的超大能源系统实现碳达峰、碳中和，是一项艰巨的系统性工程。”中国 社会 科学院国际法研究所科研外事处处长廖凡在论坛上指出。
在李灿看来，富煤、贫油、少气是我国的能源资源禀赋特征，在我国消费结构中，化石能源占比超84%，超70%的石油资源仍依赖进口，想要在10年时间内实现碳达峰，30年时间内实现碳中和，除了从植物自然光合作用、海洋吸收、节能降耗外，发展可再生能源、提高非化石能源使用比例是更为重要的途径。
“尤其要注意发展‘液态阳光’技术，这是一条发展可再生能源，实现规模化低碳乃至无碳能源，回归地球生态平衡的重要路径，为实现碳中和提供可行技术方案。” 李灿认为。
相关测算显示，1吨甲醇可转化1.375吨二氧化碳。按照我国2020年甲醇年产能9358万吨计算，每年的甲醇产能可有望转化上亿吨二氧化碳；如果用可再生能源合成的“液态阳光”甲醇规模化替代汽油，那么每年则可实现减排二氧化碳超10亿吨，与我国植树造林减排二氧化碳的最大值相当。
一举多得
助力解决可再生能源间歇性难题
我国能源需求潜力巨大，导致二氧化碳减排任务艰巨。利用可再生能源替代化石燃料、保障液态燃料供给，实现低碳经济，是关系我国能源安全及经济可持续发展的重要课题。
“液态阳光”不仅是太阳能大规模经济利用的关键技术和发展方向，还是化学储能的一种新形式，可帮助解决可再生能源间歇性难题。
“‘液态阳光’是通过突破高效、低成本、长寿命规模化的电催化分解水制氢技术，制取甲醇，而氢能与甲醇均是稳定可长期储存的能源。” 在李灿看来，甲醇既是理想的化学储氢分子，可帮助解决当前氢能产业大规模发展面临的储运与加注掣肘。同时，“液态阳光”技术应用还有另一层要义，便是解决边远地区的可再生能源及弃电问题，将是除（特）高压输电之外的另一条规模化输送能源的途径。
从兰州新区建成投运的我国首个千吨级液态太阳燃料合成示范项目看，该技术路径已经具备可行性。
应用规模初具
呼吁政策鼓励绿色甲醇发展
“液态阳光”甲醇不仅是一种绿色液态燃料，还是一种重要的绿色化工原料。
李灿认为，“液态阳光”的大规模使用，将有助于建立新型绿色低碳、高效的能源系统，促进我国向绿色甲醇经济转型发展。特别是在我国强化碳减排的当下，“液态阳光”有望迎来爆发式发展。
我国拥有全球最大的甲醇市场。在能源化应用方面，当前，甲醇作为新型燃料，在餐饮、锅炉、采暖、交通等领域的应用市场已开始逐渐形成。
“液态阳光”甲醇作为绿色氢能载体，可解决氢能的储运难题，与此同时，还可使燃料电池 汽车 全链条绿色化，助力交通领域实现深度脱碳。
谈及未来甲醇发展，原机械工业部部长何光远建议，我国应将甲醇燃料作为新兴能源纳入国家能源体系，统筹协调各有关职能部门，出台政策性推广应用文件。“一要明确甲醇燃料推广应用全流程涉及的管理部门职责，以政策支持为抓手，明确职责，引导市场机制；二要鼓励坚持创新 科技 研究；三要统筹规范指导，发挥行业积极性，推进我国甲醇燃料应用。”
