甲烷裂解正在成為一項(xiàng)使天然氣生產(chǎn)脫碳的強(qiáng)大技術(shù)。通過(guò)將天然氣轉(zhuǎn)化為氫氣和有價(jià)值的碳材料，歐洲各地的新試點(diǎn)項(xiàng)目正在展示如何更可持續(xù)地利用現(xiàn)有能源。

甲烷裂解：脫碳的新前沿

在OMV，我們致力于開(kāi)拓創(chuàng)新技術(shù)，推動(dòng)脫碳，加速我們向低碳未來(lái)的轉(zhuǎn)型。除了電解制氫之外，這一過(guò)程中一個(gè)有希望的突破是甲烷分解。

雖然電解制氫對(duì)于滿足歐盟可再生能源指令下的RFNBO1標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要，但甲烷裂解制氫補(bǔ)充了我們的低碳?xì)洚a(chǎn)品組合，并有助于減少我們的溫室氣體足跡。

這就是甲烷裂解的前景。在芬蘭的Hycamite和英國(guó)的Levidian等創(chuàng)新者的幫助下，這項(xiàng)不斷發(fā)展的技術(shù)正在歐洲各地從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。這些大膽的項(xiàng)目被證明可以將甲烷轉(zhuǎn)化為清潔的氫氣和先進(jìn)的碳材料。

專家們分享了他們對(duì)甲烷分解對(duì)工業(yè)、能源和氣候行動(dòng)意味著什么的見(jiàn)解。

什么是甲烷裂解？

在其核心，甲烷裂解將氣體分解成兩種有價(jià)值的成分：氫和固體碳。氫氣為重工業(yè)提供清潔燃料，而碳可以提煉成石墨或石墨烯等高性能材料。與傳統(tǒng)的制氫方法不同，這個(gè)過(guò)程排放的二氧化碳最少，把氣候問(wèn)題變成了一個(gè)工業(yè)機(jī)會(huì)。

Hycamite的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Laura Rahikka解釋道：“甲烷裂解是一種將甲烷氣體分解成清潔的氫和固體碳的技術(shù)。”

“這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程零排放。我們得到的碳是固體產(chǎn)品，它可以進(jìn)一步加工成電池級(jí)石墨，這是非常有價(jià)值的。這項(xiàng)技術(shù)很重要，因?yàn)樗梢哉嬲龓椭I(yè)脫碳，而且可以在當(dāng)?shù)赝瓿伞！?/p>

Hycamite公司成立的愿景是使工業(yè)脫碳，同時(shí)加強(qiáng)歐洲的材料供應(yīng)鏈。這一目標(biāo)的終點(diǎn)是催化甲烷裂解過(guò)程。與此同時(shí)，Levidian公司正在倡導(dǎo)一種利用微波等離子體分離甲烷的專利方法。

Levidian的首席執(zhí)行官John Hartley強(qiáng)調(diào)了這一過(guò)程的雙重價(jià)值：“甲烷產(chǎn)生的碳和氫都具有重要的價(jià)值，特別是當(dāng)碳以石墨烯的形式存在時(shí)。”

“石墨烯是一種超級(jí)材料添加劑，可以用于一系列支持能源轉(zhuǎn)型的產(chǎn)品，如太陽(yáng)能光伏板和儲(chǔ)能電池。它還可以用于使混凝土、輪胎和水泥等傳統(tǒng)材料脫碳。”

戰(zhàn)略要素

正如Hartley所提到的，甲烷裂解生產(chǎn)的材料和燃料在多個(gè)領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。

例如，Hycamite的工藝生產(chǎn)固體形式的碳，可以進(jìn)一步提煉以制造電池級(jí)石墨前體、碳納米管和納米纖維。

Rahikka強(qiáng)調(diào)了這對(duì)電池生產(chǎn)的重要性：“我們生產(chǎn)的石墨碳可以被視為預(yù)石墨，這意味著它可以相對(duì)容易地生產(chǎn)成電池級(jí)石墨[并且]具有歐盟電池級(jí)地位。”

“這一點(diǎn)很重要，因?yàn)槟壳皻W盟90%以上的電池級(jí)石墨來(lái)自中國(guó)。我們?cè)诋?dāng)?shù)氐牡吞忌a(chǎn)使芬蘭和歐盟的電池制造業(yè)和其他行業(yè)成為可能。”

隨著推廣和規(guī)模的擴(kuò)大，甲烷分解技術(shù)將大大降低歐洲對(duì)電動(dòng)汽車(chē)電池海外出口的依賴。這樣做，它將有助于能源安全和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

同樣，Levidian的LOOP技術(shù)在需求點(diǎn)生產(chǎn)石墨烯形式的碳。石墨烯通常被稱為“神奇的材料”，它的強(qiáng)度是鋼的200倍，而且非常輕，是熱和電的優(yōu)秀導(dǎo)體。從歷史上看，它在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用一直受到成本、質(zhì)量、一致性和可擴(kuò)展性等挑戰(zhàn)的限制，而這些都是Levidian技術(shù)正在克服的障礙。

Hartley指出了電池行業(yè)的進(jìn)一步好處：“石墨烯可以提高電動(dòng)汽車(chē)電池的陽(yáng)極和陰極性能，使充電速度提高30%，電池壽命延長(zhǎng)27%。”

除了電池，少量添加石墨烯還可以提高熱塑性管道、混凝土、瀝青、橡膠、油漆和涂料等產(chǎn)品的性能和壽命。通過(guò)提高性能、延長(zhǎng)壽命和減少材料使用，石墨烯可以在一些最難脫碳的行業(yè)中降低排放。

Hartley繼續(xù)說(shuō)：“使用復(fù)合材料、塑料和混凝土等材料，壽命更長(zhǎng)，材料使用量更少。”

“例如，劍橋一個(gè)LOOP裝置產(chǎn)生的石墨烯可以將1.5億個(gè)塑料瓶的塑料含量減少約16.7%，相當(dāng)于約500噸塑料。”

工業(yè)規(guī)模

Hycamite和Levidian強(qiáng)調(diào)了一個(gè)共同的挑戰(zhàn)：從試點(diǎn)成功擴(kuò)展到工業(yè)部署。這就是OMV在工業(yè)資格認(rèn)證中作為合作伙伴和推動(dòng)者的作用至關(guān)重要的地方。

將這些試點(diǎn)計(jì)劃整合到真正的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，證明了它們?cè)跉W洲乃至全世界的價(jià)值和可用性。這些經(jīng)驗(yàn)提供了對(duì)市場(chǎng)需求和擴(kuò)展策略的見(jiàn)解；這對(duì)于確定技術(shù)可以在哪些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)最快和最大的影響至關(guān)重要。

Rahikka回憶道：“制造出我們的第一根碳納米纖維是令人興奮的。當(dāng)我們的試驗(yàn)工廠全天候運(yùn)轉(zhuǎn)并生產(chǎn)出第一公斤碳時(shí)，那是一個(gè)亮點(diǎn)。”

“OMV在其中發(fā)揮了重要作用……這一經(jīng)歷幫助我們了解了很多業(yè)務(wù)需求以及如何擴(kuò)展我們的技術(shù)。”

隨著Levidian和Hycamite率先采用模塊化和靈活的系統(tǒng)，公司可以在各種工業(yè)環(huán)境中部署甲烷裂解技術(shù)。模塊化裝置允許快速安裝，降低能源需求和可擴(kuò)展的輸出，使甲烷能夠在本應(yīng)排放或燃燒的地方被捕獲和轉(zhuǎn)化。這意味著我們可以迅速擴(kuò)大部署，同時(shí)保持低運(yùn)營(yíng)成本和低碳足跡。

Hartley指出：“我們不僅僅是在減少排放。我們通過(guò)從甲烷中捕獲碳、創(chuàng)造氫，以及制造幫助其他行業(yè)脫碳的先進(jìn)材料來(lái)支持循環(huán)。”

在工業(yè)領(lǐng)袖的支持下，歐洲正在展示這項(xiàng)技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)脫碳、彈性和循環(huán)。

甲烷可能是世界上最強(qiáng)大的溫室氣體之一。但在正確的人手中，它也是一個(gè)更清潔、更強(qiáng)大、更可持續(xù)的工業(yè)未來(lái)的關(guān)鍵。