德国科学家发现电能转甲醇可成为能源转型支柱

德累斯顿-罗森多夫亥姆霍兹中心（HZDR）的斯特凡·福格尔（Stefan Fogel）博士通过复杂的建模和广泛的模拟发现了如何将电力转甲醇系统集成到未来的可再生能源基础设施中并经济地运行。其研究论文荣获2024年德累斯顿工业大学弗兰茨·斯托尔兹奖。

太阳能和风能的不稳定给基于可再生能源的未来能源系统带来了重大挑战。解决方案之一或许是将电力转化为甲醇。甲醇是一种非常好的能量储存，与氢气相比，相对于体积而言，其能量密度要高得多。同时，甲醇作为液体，更容易运输和储存，另一方面，它也是化学工业的重要原料。

研究人员将工作重点放在那些在超过600摄氏度的工作温度下产生纯氢的电解系统上，因为这样产生的纯氢气直接用于合成阶段，无需任何进一步的分离工作。这比当今成熟的技术（例如碱性电解）更有效。通过为电力转甲醇系统建模的数字孪生进行全面模拟，研究人员发现将有可能将电力转甲醇系统与光伏或风力发电系统结合起来，在部分负荷下运行，并且仍然实现具有竞争力的生产成本。

然而，他对模拟获得的数据进行的技术经济评估表明，我们距离今天的这一点还有很长的路要走。这表明，无论工艺集成和使用的技术如何，甲醇的成本目前都不具有竞争力。这主要是因为由于几十年来建立的基础设施，化石原材料今天仍然无比便宜。研究人员认为这只是每项新技术都必须经历的一个暂时阶段。如果未来几年电力制甲醇市场规模扩大，规模经济将降低成本。为此，他进行了广泛的文献检索并预测了未来的成本。结果是：成本将大幅降低。研究人员认为，到2050年，通过将电力转化为甲醇的过程，我们可能会达到与化石燃料相当的程度。