能源洞察

2024年1月1日

碳中和

由氫氣和二氧化碳製成的合成甲烷(e-甲烷)被認為是碳中和的,因為燃燒過程中排放的二氧化碳會被合成過程中消耗的二氧化碳所抵消。利用現有的天然氣基礎設施,可以低成本地引入合成甲烷。日本天然氣產業的目標是到2030年達到5%或以上的碳中和天然氣比例,到2050年達到完全碳中和。為了推進甲烷化進程,目前正在將合成甲烷注入天然氣管道。

合成甲烷是透過甲烷化反應生產的,該反應是將氫氣和二氧化碳結合生成甲烷的過程-甲烷是天然氣的主要成分。

當氫氣由再生能源(例如利用剩餘太陽能透過電解產生的綠色氫氣)生產時,燃燒過程中排放的二氧化碳會被合成過程中捕獲的二氧化碳所抵消,而不會導致大氣中二氧化碳淨增加。這透過平衡排放和清除實現了碳中和。

利用綠色氫等非化石能源製成的合成甲烷被稱為電子甲烷,它被認為是一種清潔、碳中和的能源解決方案。

由於其在成本、安全性和原材料可用性方面的優勢,E-甲烷正受到越來越多的關注。

首先,由於電子甲烷與甲烷(液化天然氣的主要成分)具有相同的特性,因此無需進行燃料轉換即可利用現有的天然氣基礎設施,從而具有成本效益。此外,它還可以與液化天然氣混合使用,實現向碳中和的平穩過渡。

從安全角度來看,電子甲烷可以根據現有的液化天然氣安全標準進行監管,因此通常不需要額外的監管。

就原料而言,電子甲烷的生產規模遠大於生物甲烷。在日本推廣甲烷化可望提高能源自給率,並確保更穩定的國內能源供應。

2020年11月,日本燃氣產業承諾在2050年實現碳中和燃氣,為實現社會脫碳做出貢獻。為此,該產業正透過甲烷化和直接利用氫氣等策略,探索下一代熱能解決方案。

為指導2050年的發展進程,制定了一項行動計劃,該計劃包含三大支柱:

  • 大力轉向天然氣及其先進利用
  • 氣體本身的脫碳
  • 碳捕獲與利用(CCU)、碳捕獲與封存(CCS)等措施以及國際合作
  • 作為一項里程碑,該行業設定了到 2030 年實現 5% 或更高比例的碳中和天然氣的目標。這包括向天然氣管道注入至少 1% 的碳中和甲烷,作為實施甲烷化的第一步。

  • 合成甲烷(e-甲烷)是利用氫氣和二氧化碳經由甲烷化反應所產生的甲烷。
  • 由於燃燒過程中排放的二氧化碳被生產過程中捕獲的二氧化碳所抵消,因此不會導致大氣中二氧化碳淨增加。
  • 由於電子甲烷與現有的天然氣基礎設施相容,因此引入電子甲烷只需極少的額外成本。
  • 作為2030年的一個里程碑,該產業的目標是實現至少5%的碳中和天然氣輸送量,其中包括向天然氣管道中註入1%或更多的碳中和甲烷。最終目標是到2050年實現完全碳中和。
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