这是6月30日拍摄的中国石化新疆库车绿氢示范项目制氢厂储氢罐区（无人机照片）

　　尽管合成气“飞入寻常百姓家”尚需时日，但可以期待的是，在需求倒逼下，能源绿色低碳创新的步伐将越来越快。

文/《环球》杂志记者 毛振华

编辑/马琼

　　低碳发展是当今全球各国的共同追求，也是创新探索发力的方向。据外媒报道，最近，一种与天然气类似且便于储存与运输的能源——合成气受到青睐，在经济脱碳的背景下被寄予厚望。瑞士已经在努力推动合成气的规模化、工业化应用。

　　尽管合成气“飞入寻常百姓家”尚待时日，但可以期待的是，在需求倒逼下，能源绿色低碳创新的步伐将越来越快。

提供低碳能源新路径

　　据埃菲社报道，合成气的生产装置包含一个用于生产甲烷的反应堆和一个二氧化碳捕获及过滤系统。该系统已经在瑞士艾格勒市的“绿色天然气”和“实验室创新”这些并行项目中运行。

　　“绿色天然气”项目的科学构想由瑞士洛桑联邦理工学院提出，负责瑞士法语区天然气供应的加兹纳特公司进行施工并提供设备，目的是证明该构想在工业规模上的可行性。加兹纳特公司首席执行官勒内·鲍茨表示：“欧洲有1亿人无法支付电费，这表明需要努力降低可再生能源的市场价格。”

　　从技术原理角度而言，低碳的关键是减少二氧化碳排放，因为二氧化碳是导致全球变暖的主要气体。该生产装置通过尺寸与原子相似的膜纳米孔，可以实现对二氧化碳的吸收。经过多层膜捕获后，1平方米最多可吸收1吨二氧化碳。反应堆运行所需的电力源自光伏板提供的能量，这样就能在零排放电路中实现合成气的输出。这种能量随后通过电解槽转化为氢气，再与反应堆内的二氧化碳结合，产生合成气。

　　这套装置规模适中，适合在小型基础设施内安装和运行。据测算，该装置的二氧化碳转化率超过99%，而且几乎不产生任何废物。

　　“西班牙可能对这项技术非常感兴趣，因为它拥有大量的风能和太阳能产能，会在电网负荷较低的夏季生产多余的能源。将剩余能源转化为冬季所需的合成气，可能会带来丰厚的利润，因此我希望我们能与该领域的西班牙企业合作。”勒内·鲍茨在接受采访时表示。

　　作为一项处于起步阶段的技术，合成气推广的成本目前是天然气的4倍。不过相关方对未来推广信心十足，认为随着技术发展、产量提升，其价格会越来越低。

　　值得注意的是，欧洲天然气市场供应趋紧，天然气价格一度持续上涨。这一方面来源于其对天然气稳定供应的担忧，另一方面也反映了欧洲应对气候变化和减少碳排放方面所面临的压力，这些因素导致欧洲各国热衷于投资可再生能源，合成气的研究探索因此在欧洲有着现实基础和可观预期。

传统能源转型有方

　　在能源尤其是煤化工领域，合成气的概念其实早已有之，只不过与瑞士当下的探索相比仍是一种偏“传统”的能源。这一范畴下的合成气通常是指以氢气、一氧化碳为主要组分的一种原料气，由煤、石油、天然气以及焦炉煤气、炼厂气等转化而得。

　　为使这种“传统”能源更适应低碳发展趋势，甲烷二氧化碳干重整就成为合成气生产的负碳新路径。天风证券分析师研究称，甲烷二氧化碳干重整是甲烷与二氧化碳两种温室气体在催化剂及高温条件下反应生成合成气，该过程几乎不消耗水，可以大量利用二氧化碳，从而在降低能耗的同时缓解温室气体减排压力。

　　这套技术路径凭借碳税价格及低价气源，展现出不错的经济性。早在2017年，中科院上海高等研究院团队研制成功甲烷二氧化碳自热重整制合成气装置，在山西潞安集团煤制油基地稳定运行超过1000小时，日转化利用二氧化碳高达60吨，就给出了证明。

　　随着技术日渐成熟，这项应用也在业内更多企业铺开。天风证券预计，国内应用的企业依托自身的资源禀赋或工艺条件，将低附加值的富碳天然气、工业副产气进行干重整，在现有的碳税价格下，有望获取成本优势。

新兴气体能源展现不俗前景

　　在能源绿色低碳转型过程中，除常规天然气外，更多类型的气体能源开始受到广泛关注，其中以非常规天然气、生物天然气、氢气、氨气等最具代表性。国际天然气联盟认为，新兴气体能源对能源绿色低碳转型至关重要，通过现有的天然气基础设施或新建基础设施，可以将其广泛地应用于电力、建筑、交通等部门，进而推动关键材料制造和重工业实现深度脱碳。

　　业内观点普遍认为，新兴气体能源作为清洁、绿色、经济的能源品种，在现代能源体系中的战略地位日益凸显，能够支持全球能源系统达成可实现、可负担、可持续的安全脱碳，气体能源工业正迎来快速发展的战略机遇期。

　　从能源供给角度看，发展新兴气体能源，可以组合优化不同能源的使用及气体能源供给结构，作为常规天然气的重要补充，有利于缩小天然气供需缺口；推动天然气和燃气企业向气体能源综合服务商方向发展。

　　从能源科技角度看，“天然气+新能源”融合发展、多种能源产业协同，将持续推动创新性能源技术突破、先进装备制造和关键项目示范，进一步扩大气体能源工业发展空间。

　　从能源体制角度看，发展新兴气体能源需打破传统的各自独立的气体能源基础设施建设与运营管理模式，与现有天然气工业实现良好融合；新建基础设施要统筹考虑气源、供应方式及其规模、消费现状与需求预测，不断拓展和丰富应用场景，实现全产业链基础设施的灵活应用与快速转换，提升气体能源工业整体价值。

　　在当下的新兴气体能源中，氢气的价值正在被各国开掘，并在新能源汽车等领域付诸实践。

　　氢能是未来国家能源体系的组成部分，大力发展零排放的“绿氢”，是实现“碳达峰”“碳中和”的重要路径。氢能可以促进更高份额的可再生能源发展，有效减少我国对油气的进口依存度。据中国石化经济技术研究院预测，到2060年，我国氢产量将达1.2亿吨，其中“绿氢”有1亿吨的规模。

　　国外对氢能的重视程度也在提高。

　　在欧洲，氢能产业界正计划通过扩大“绿氢”产业规模、提高制氢效率，进一步降低成本，到2030年使欧洲“绿氢”产能达到440万吨，占欧洲氢能消费量的25%，从而让“绿氢”在欧洲逐渐成为主流。

　　在美国，2022年9月美国能源部发布《国家清洁氢战略与路线图》（草案）。该路线图全面概述美国氢气生产、储运和应用的潜力，阐述清洁氢将如何助力美国脱碳和实现经济发展目标。美国能源部的目标是将清洁氢的生产增加到2030年的1000万吨，2040年2000万吨，2050年5000万吨。

　　无论是对合成气，还是对氢能等新兴气体能源的追求，都彰显出人类减少碳排放、改善生态环境的决心与探索。厦门大学中国能源政策研究院教授张博认为，对在绿色低碳领域持续推动创新的我国而言，面对新兴气体能源产业的培育与发展，着眼未来，要开展新兴气体能源战略定位、关联基础设施建设、科技支撑与示范推广、安全监管与保障体系、人才培养、国际交流与合作等方面的全方位布局，明确新兴气体能源在现代能源体系建设和“碳达峰”“碳中和”工作中的战略定位，积极促进可再生气体能源发展。

　　与此同时，还需加快构建以天然气为基础、多种气体能源互为支撑、多气协同互补的气体能源工业体系；创新管理机制，在新兴气体能源认证、标准体系和交易体系建设、安全监管保障等方面给予重点支持，打造以新兴气体能源为主的绿色产业链供应链……如此，绿色低碳之路将不再遥远。

来源：2023年11月29日出版的《环球》杂志 第24期

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