国际天然气联盟低碳气体技术导论

概述 本报告概述了低碳气体技术，旨在支持全球能源系统深度脱碳，并与《巴黎气候协定》国家自主贡献（NDCs）保持一致。报告强调天然气行业的灵活性和创新能力在实现碳中和目标中的关键作用，并提出三个关键领域：脱碳、多样化和创新。

脱碳 报告第一部分介绍了五种主要脱碳技术：

1. 厌氧消化：通过分解有机废物（如食品工业废弃物、粪便、绿色废物等）生产生物甲烷，是一种碳中性燃料，可直接利用现有燃气系统。
2. 热解气化：加热干生物质或固体回收燃料（SRF）产生合成气，富含一氧化碳、氢气、二氧化碳和甲烷，需进一步净化。
3. 水热气化：在高压高温条件下处理湿或液体有机废物（如消化残余物、污水处理污泥等）产生合成气，甲烷和氢气含量可高达90%。
4. E-甲烷：通过将一氧化碳或二氧化碳与氢气结合产生合成甲烷，可利用生物源或工业源二氧化碳。
5. 太阳能光催化过程：模仿自然光合作用，使用半导体光催化剂分解水产生氢气，并利用二氧化碳生产轻质烃类，随后与氢气反应生成甲烷。

多样化 报告第二部分重点介绍了氢气生产技术作为能源载体：

1. 甲烷重整：通过蒸汽甲烷重整（SMR）从甲烷中提取氢气并去除二氧化碳，需结合碳捕获和封存技术（CCS）实现低碳氢气（蓝色氢气）。
2. 水电解：利用可再生电力分解水生产氢气，根据电力来源可分为可再生氢（绿色氢）和粉色氢。
3. 热气化：高温条件下将固体有机物（如煤炭、生物质等）转化为合成气，提取氢气，纯度可达99.9%以上。
4. 甲烷热解：通过断裂碳氢键产生氢气和固体碳产品，无需排放温室气体，且可利用现有天然气基础设施。
5. 太阳能光催化过程：利用光催化剂分解水产生氢气，包括光催化（PC）、光电化学（PEC）和光电化学（PV-EC）水裂解技术。
6. 生物生产：通过生物质发酵（如暗发酵、光发酵、MEC发酵）或生物光解（蓝细菌和绿藻）生产氢气。

创新 报告强调立法、监管和投资在推动低碳气体技术创新中的重要性，以实现产品和服务对市场、消费者和用户的创新呈现。

结论 报告指出，天然气行业通过脱碳、多样化和创新，能够有效支持全球能源系统深度脱碳，并确保能源安全和可及性问题得到解决。未来需大幅增加氢气生产技术的规模，以实现全球气候目标。