目前，全球大部分甲醇都是利用化石能源生產(chǎn)的，主要來(lái)自天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化。也有些公司正在利用可再生資源生產(chǎn)甲醇，更多的公司正在開(kāi)發(fā)利用各種可再生資源生產(chǎn)甲醇的工藝：利用生物甲烷、生物質(zhì)或城市固體廢棄物氣化生產(chǎn)生物甲醇；利用可再生電力和碳源電解水產(chǎn)生的綠色氫氣生產(chǎn)電子甲醇。目前的綠色甲醇基本就包含以上兩類(lèi)，也可以搭配結(jié)合生產(chǎn)。
甲醇的碳足跡取決于原料和生產(chǎn)途徑，并考慮到供應(yīng)鏈直接造成的所有排放以及供應(yīng)鏈中使用的能源和材料。研究的一個(gè)核心要素是基于甲醇生產(chǎn)的碳平衡：計(jì)算有多少碳通過(guò)原料和燃料進(jìn)入設(shè)備，有多少碳通過(guò)產(chǎn)品（甲醇）排出，同時(shí)假設(shè)差額主要以二氧化碳的形式排出生產(chǎn)系統(tǒng)，見(jiàn)下圖1?；緩街械拇蟛糠峙欧派婕笆褂眉状?，作為汽車(chē)、卡車(chē)、公共汽車(chē)和船舶內(nèi)燃機(jī)燃料時(shí)的化學(xué)計(jì)量廢氣排放。在以可再生原料為基礎(chǔ)的生產(chǎn)路徑中，這些排放對(duì)氣候的影響是中性的，從而大大減少了整體氣候排放，因?yàn)樘甲阚E得到了極大改善。同類(lèi)原料之間的差異、安裝設(shè)置的技術(shù)差異和供應(yīng)鏈差異會(huì)導(dǎo)致生命周期碳足跡結(jié)果的顯著不同。由于結(jié)果的差異，我們不應(yīng)采用化石或可再生甲醇的默認(rèn)碳足跡系數(shù)，甚至不應(yīng)采用每種原料類(lèi)別的默認(rèn)碳足跡系數(shù)。相反，應(yīng)該對(duì)甲醇的碳足跡進(jìn)行測(cè)量和認(rèn)證，以考慮到各個(gè)工廠的具體差異——這也是適用于對(duì)任何燃料的建議。從生物甲烷、固體生物質(zhì)、城市固體廢棄物（或MSW，其中含有相當(dāng)一部分有機(jī)廢棄物）和可再生能源等可再生來(lái)源生產(chǎn)甲醇的碳足跡較低。這些途徑中的大多數(shù)都能達(dá)到10~40g CO2當(dāng)量/兆焦耳（eq/MJ），有些途徑甚至是負(fù)排放（利用牛糞產(chǎn)生的生物甲烷生產(chǎn)甲醇的排放量為-55g CO2當(dāng)量/兆焦(耳）（eq/MJ），這實(shí)際上意味著從大氣中清除了二氧化碳，或該途徑避免了其他過(guò)程中的排放。
一、生物甲醇
在本文中，生物甲醇途徑被定義為：生物甲烷制甲醇、固體生物質(zhì)制甲醇和從城市固體廢物中提取甲醇。下圖2為可再生甲醇的碳足跡和歐盟REDII GHG減排閾值。
當(dāng)來(lái)自可再生資源的甲醇作為可再生燃料在歐盟市場(chǎng)上銷(xiāo)售時(shí)，根據(jù)RED II，與化石燃料94g CO2 eq/MJ的比較值相比，必須實(shí)現(xiàn)至少50%、60%或65%的減排量。具體閾值取決于裝置開(kāi)始運(yùn)行的時(shí)間，最嚴(yán)格的65%閾值適用于2021年以后開(kāi)始運(yùn)行的裝置。生物甲醇的主要優(yōu)勢(shì)在于生命周期結(jié)束時(shí)的排放量為零，因?yàn)樯芷诮Y(jié)束時(shí)的排放量之前已從大氣中吸收（就生物原料而言）。本概述中的所有可再生甲醇都達(dá)到了2016年10月6日之前開(kāi)始運(yùn)行的裝置生產(chǎn)的可再生燃料減排50%的閾值。隨著原料生產(chǎn)（玉米）或加工技術(shù)（僅從MSW中的生物源和不可回收部分生產(chǎn)）的改進(jìn)，所有可再生途徑都有可能達(dá)到65%的閾值。下圖3為完整生命周期溫室氣體排放清單的方法。
生物甲烷產(chǎn)生的甲醇在生命末期的排放是氣候中和的，因此不計(jì)算在內(nèi)。如果以糞便為原料，通過(guò)厭氧消化生產(chǎn)生物甲烷可避免甲烷在替代處理（或不處理）過(guò)程中產(chǎn)生的排放。因此，這種生物甲烷的碳足跡為負(fù)，與化石燃料比較，隨后生產(chǎn)的甲醇可避免>100%的排放。如果以有機(jī)殘留物或某些類(lèi)型的農(nóng)作物為原料，碳足跡較低，可實(shí)現(xiàn)>80%的減排。以其他作物原料為基礎(chǔ)時(shí)，減排量仍在65%以上。
生物甲烷在厭氧消化設(shè)施中生產(chǎn)，并通過(guò)數(shù)氣網(wǎng)絡(luò)輸送到甲醇生產(chǎn)設(shè)施。此外，假設(shè)的技術(shù)、質(zhì)量和能量平衡與天然氣制甲醇途徑相同。利用生物甲烷生產(chǎn)甲醇的碳足跡在所評(píng)估的途徑中從-103~+38g CO2 eq/MJ不等。大多數(shù)厭氧發(fā)醇設(shè)施使用多種原料，以在減排（廢物流和糞便最佳）和沼氣產(chǎn)出（使用農(nóng)作物最高）之間取得經(jīng)濟(jì)平衡。需要注意的是，只使用糞便或廢物流在經(jīng)濟(jì)上并不具有吸引力。消化牛糞可以避免傳統(tǒng)的處理方法和相關(guān)的甲烷排放。因此，《可再生能源指令》獎(jiǎng)勵(lì)45g CO2 eq/MJ糞肥或54Kg CO2當(dāng)量/噸鮮物質(zhì)(不考慮類(lèi)型)。因此，糞便產(chǎn)生的生物甲烷具有負(fù)碳足跡。由于將生物甲烷轉(zhuǎn)化為生物甲醇時(shí)的效率損失，每MJ的負(fù)排放量會(huì)增加：生物甲醇在單位產(chǎn)品中能有效清除糞便，而較低的轉(zhuǎn)化效率會(huì)放大這種效應(yīng)。在所有情況下，生物甲醇的糞便原料成分都是生物甲烷中間產(chǎn)品成分的1.6~1.8倍，而生物甲烷中間產(chǎn)品是有成本的。就玉米而言，碳排結(jié)果的范圍與種植系統(tǒng)、作物產(chǎn)量以及化肥用量和施用量的變化有關(guān)。
固體生物質(zhì)甲醇的最終排放不影響氣候，因此不計(jì)算在內(nèi)。當(dāng)原料由（可持續(xù)管理的）林業(yè)剩余物或短輪伐期作能源作物組成時(shí)，總體碳足跡較低，減排量超過(guò)70~80%。用木材生產(chǎn)甲醇的碳足跡在10~20g CO2 eq/MJ之間，具體取決于木材的類(lèi)型。森林殘留物在原料生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何排放，前提是這些殘留物可以在一個(gè)集中點(diǎn)獲得，并且之前的所有能源使用都分配給了主要產(chǎn)品，即木材或紙漿材。某些類(lèi)型的林業(yè)剩余物需要在來(lái)源地進(jìn)行一些加工，如捆綁或切碎，這將產(chǎn)生原料生產(chǎn)排放。短輪伐期（SRC）楊樹(shù)是一種在種植園環(huán)境中種植的能源作物，其能源和肥料投入有限。甲醇生產(chǎn)的排放與天然氣（如天然氣路徑中所定義）和電力（風(fēng)力發(fā)電）的消耗有關(guān)。
從城市固體廢棄物（MSW）中提取甲醇的碳足跡取決于有機(jī)廢棄物的比例以及對(duì)廢棄物中無(wú)機(jī)部分的判斷。有機(jī)廢料和（不可）回收材料的比例高，碳足跡就低，節(jié)省的碳排放量就高。如果非有機(jī)部分由大部分可回收材料組成，則可能不被視為廢物，碳足跡也會(huì)增加。下圖5為來(lái)自城市固體廢物供應(yīng)鏈的甲醇排放取決于可回收份額。
如果化石碳的含量從0%增加到50%，那么利用城市固體廢棄物生產(chǎn)甲醇的碳足跡為10~55 CO2 eq/MJ，具體取決于城市固體廢棄物的成分。如果城市固體廢棄物中的所有碳都是生物源碳，或者非生物源碳的比例被認(rèn)為是氣候中性的，那么總排放量可低至10 CO2 eq/MJ（城市固體廢棄物為0的情況）。甲醇生產(chǎn)的有限排放來(lái)自天然氣（如天然氣途徑中定義的）和電力（風(fēng)力發(fā)電）的消耗。然而，如果非生物源部分含有可回收材料，則可能不被視為廢物。生產(chǎn)過(guò)程和最終產(chǎn)品產(chǎn)生的碳排放將（部分）對(duì)氣候產(chǎn)生影響。從上圖5中可以看出，當(dāng)城市固體廢棄物中的非氣候中和碳含量分別為10%、25%或50%時(shí)，首先是生產(chǎn)過(guò)程中的氣候排放量增加，然后是最終產(chǎn)品的排放量增加。
二、電子甲醇
電子甲醇是利用可再生電力和電解水將綠色氫氣與二氧化碳源結(jié)合在一起生產(chǎn)出來(lái)的。假定二氧化碳源是可再生的，或來(lái)自其他過(guò)程中捕獲的不可避免的排放物，其最終排放物不會(huì)對(duì)氣候產(chǎn)生凈影響。然而，如果電力來(lái)自電網(wǎng)，那么與原料生產(chǎn)相關(guān)的排放量就會(huì)急劇上升，生命周期碳足跡甚至?xí)哂诨剂蠀⒖贾怠＠每稍偕娏ιa(chǎn)的電子甲醇的主要優(yōu)勢(shì)在于其生命周期末的排放量為零，而且由于原料二氧化碳來(lái)源于生物資源、直接空氣捕獲或從工業(yè)源捕獲的排放物（無(wú)論如何都會(huì)發(fā)生）。下圖6顯示為電子甲醇供應(yīng)鏈排放取決于電力來(lái)源。
電子甲醇是由氫氣和二氧化碳在催化劑作用下生成的。假定二氧化碳來(lái)自“隔墻（隔壁）”的工業(yè)源，不包括任何原料運(yùn)輸。
如果碳源是氣候中性的，那么生命末期的排放量就設(shè)為零。例如，二氧化碳從生物質(zhì)中產(chǎn)生、從煙道氣中捕獲或從空氣中捕獲。當(dāng)氫氣由太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)生時(shí)，電子甲醇的生命周期碳足跡很小，約為4.4g CO2 eq/MJ，這意味著與天然氣甲醇相比，排放量減少了90%以上。如果從電網(wǎng)中獲取電力，相關(guān)的排放量則會(huì)急劇上升。假設(shè)歐盟電網(wǎng)性能為275g CO2 eq/kWh，則生命周期碳足跡將大于100 CO2 eq/MJ，這意味著排放量將高于天然氣甲醇。
文章來(lái)源：氫眼所見(jiàn)
