​甲烷化学方程式（甲醇燃烧化学方程式）

甲烷化学方程式（甲醇燃烧化学方程式）

在当前环境问题日益加剧的背景下，国内外纷纷进行二氧化碳直接利用技术的开发，二氧化碳加氢制甲烷技术就是其中一个比较热门的研究方向。

本文简略介绍了二氧化碳加氢制甲烷技术的原理、产业化情况，和经济性、环保性方面的认识。

一、技术原理

二氧化碳加氢制甲烷由法国科学家Paul?Sabatier提出，因此该反应又被称为Sabatier反应。一定比例的二氧化碳和氢气通过负载有催化剂的反应器，在150-500℃，0.1-10MPa下反应生成甲烷和水。

反应式是：CO2+4H2 CH4+2H2O

理论上1000Nm3CO2、4000Nm3H2，可以生产1000Nm3CH4，同时副产1.6t水。

二、技术产业化情况

目前二氧化碳加氢制甲烷技术的开发以德国等欧洲国家为首，但由于催化机理尚不明确，高反应、长寿命的催化剂成为困扰技术发展的瓶颈。截至目前，该技术已开展了小规模的工业示范试验，尚未实现商业应用。

由于国外较早开展了二氧化碳加氢制甲烷技术的研发，因此，已经有相关企业开展工业示范的报道，如2013年德国奥迪在Werlte开发的175Nm3/h工业示范项目；2014年日本日立造船股份有限公司、大树安宅工程有限公司与泰国PTT探索和生产公共有限公司合作开发的1000Nm3/h工业示范项目；2018年法国Atmostat和CEA（法国原子能委员会）开发的50Nm3/h工业示范项目JUPITER1000等。法中能源协会介绍说下属会员单位已组织实施了小规模二氧化碳加氢制甲烷的工业示范试验，据我们的初步了解并非阿海珐集团负责。下一步我们将与相关单位进行深入对接交流，进一步了解项目情况。

国内则由于开展二氧化碳加氢制甲烷技术研发较晚，目前仅停留在催化体系的实验室研究阶段，尚未进入实验室放大和工业示范。主要的研究机构有中科院大连化学物理研究所、厦门大学、太原理工大学等。

三、技术经济性与环保性

从经济性角度来看，二氧化碳加氢制甲烷技术需要4Nm3H2才能生产1Nm3CH4，在当前国内H2、CH4的价格基础下，采用碳排放技术制氢路线（按照煤制H2价格1元/Nm3，CH4价格2.4元/Nm3计算）的经济性较差；由于零碳排所制得氢气（可再生能源制H2价格2-3元/Nm3）的成本远高于其他技术路线，项目经济性将更差。

从环保性角度来看，二氧化碳加氢制甲烷技术最理想的路线是零碳排制得的氢气与二氧化碳反应。采用碳排放技术制得的氢气与二氧化碳反应，从全过程来看会增加二氧化碳的排放，无助于环境的改善。

四、主要认识

1、由于催化机理尚不明确，高反应、长寿命的催化剂是困扰技术发展瓶颈，二氧化碳加氢制甲烷仅开展了小规模的工业示范试验，尚未实现商业应用。

2、国外较早开展了二氧化碳加氢制甲烷技术的研发，已有数家企业开展了工业示范工作。但由于资料有限，哪家企业技术先进仍有待于进一步深入研究，需要持续保持关注。

3、在当前的技术背景下，二氧化碳加氢制甲烷难以获得盈利，项目缺乏可持续性。

4、由于二氧化碳全球、全过程治理的需要，我们可以持续关注该技术。

来源：张敏 晋煤集团煤化工研究院