揭秘全球首个商业规模电子甲醇厂

5月13日,全球首个商业规模的电子甲醇(e-methanol)工厂在丹麦投入运营。工厂位于丹麦南部的卡索(Kassø),耗资1.5亿欧元(约合12.12亿人民币),每年将生产4.2万吨电子甲醇。

这一项目由欧洲能源公司(European Energy)开发并与三井物产公司合作运营。欧洲能源A/S持有51%的股份,三井物产持有49%的股份。

所谓电子甲醇,是指通过绿氢和可再生二氧化碳(CO₂)合成的甲醇。绿氢是利用可再生能源(如风能、太阳能)通过电解水制得的,而可再生二氧化碳通常来源于生物质能或通过直接空气捕集(DAC)。

电子甲醇的全价值链如下,接下来,视知产研院将挨个拆解。

第一个环节:100%绿电。

这个项目位于304 MW的Kassø太阳能发电厂旁边,该发电厂是北欧最大的太阳能发电厂,也归欧洲能源公司和三井拥有的合资公司所有。

电力交易这块谁来做呢?

欧洲大名鼎鼎的能源交易商Danske Commodities。视知产研院在之前这篇文章介绍过Danske:算法交易入侵电力市场,暴利程度吊打任何行业

2024年6月12日,双方就签署了协议。

根据协议,Danske Commodities将通过管理生产电子甲醇所需的电力消耗,为Power-to-X设施提供电力平衡和优化。

“凭借20年的电力交易经验以及完全自动化的算法设置,Danske Commodities已成为可再生能源和灵活能源资产的领先优化者。今天,我们首次将Power-to-X设施纳入我们不断增长的资产组合中,并期待与欧洲能源公司和三井继续保持紧密合作。”Danske Commodities首席执行官Helle Østergaard Kristiansen表示。

这里有个生词Power-to-X,需要先解释下。所谓Power-to-X,是指将可再生能源转化为低碳燃料(如电子甲醇)和化学品,从而减少交通运输、化工等难以电气化的领域的碳排放。

欧洲能源的官方通稿表示,“当太阳能发电场的发电量超过Power-to-X设施的需求时,多余的电力将提供给其他消费者,并在市场上出售。反之,当Power-to-X设施需要的电力超过太阳能发电场的发电量时,将在现货市场上以最具成本效益的时段购买所需的电力。通过这一优化协议,SPK和Danske Commodities优化了Kassø资产的能源生产和消费,同时为能源市场提供了急需的灵活性。”

这段话直接表明,这个工厂的供电并非离网。

那么,如何证明是100%绿电呢?答案是:绿证。

这个过程并不容易,欧洲能源公司的一位发言人表示:“我们已经为这个项目获得了29份许可证,毋庸置疑,这耗费了相当长的时间。例如,由于欧盟实施了新的严格电网规范要求,从电网获取电力的许可证从2024年7月推迟到2024年12月。”

接下来,是电解水环节。

2022年,欧洲能源公司宣布由西门子能源公司交付电解槽装置。今年2月,西门子能源提供的所有52MW电解槽已在项目现场安装。PEM电解槽通常比碱性电解槽更贵,但其设计使其在间歇性电源(例如风能和太阳能)下表现更佳。

水处理也是这一过程的关键环节。

丹麦的EUROWATER公司负责设计和制造这个项目完整的水处理系统,以满足电解槽工厂的要求。

超纯水是绿氢生产的主要原材料,可确保电解槽的最佳性能。项目中使用的50 MW PEM电解槽依赖于每小时10,000升超纯水的稳定供应,电导率低于0.1μS/cm。

水处理好了,电有了,电解槽也有了,可以直接开工了吗?

不行。

需要另一个技术团队。

南丹麦大学机械与电气工程系副教授Ali Khosravi登场:他的团队为系统运行创建 IT 解决方案,以优化氢气生产。人工智能 (AI) 用于预测区域供热需求以及光伏系统的电力输出。最有效的氢气生产时间表是使用预测算法创建的。

Ali Khosravi研究领域广泛,包括能量系统分析与优化、能源经济、电力电子与电力转换、热力学,以及人工智能在能源工程中的应用等。这位老师还跟中国很多高校进行过合作。

制氢环节搞定,现在需要另一个原材料:二氧化碳。

根据欧洲能源官网,“我们集团公司的阿蒙加斯(Ammongas)供应二氧化碳捕获设备。”

2025年3月17日,Ammongas已向欧洲能源的Kassø工厂交付了首批来自Tønder Biogas的生物二氧化碳。

Tønder Biogas 自 2022 年 11 月开始运营,满负荷生产后,将成为世界上最大的工厂之一。沼气厂每年将处理约 930,000 吨绿色可持续原料,并产生超过 40,400,000 Nm³ 的生物甲烷。

在催化剂方面,该项目选择了瑞士特种化学公司科莱恩(Clariant)的MegaMax900甲醇合成催化剂。

万事俱备,首批产品如下:

产品出来了,还得认证。

今年4月,Kassø Power-to-X获得了根据欧盟新的可再生燃料可持续发展框架的电子甲醇生产认证。该认证是通过国际可持续发展和碳认证(ISCC)欧盟计划授予的,是甲醇生产中的第一个此类认证,确认甲醇生产符合可再生能源指令规定的非生物来源可再生燃料(RFNBO)标准。这意味着Kassø电子甲醇现在有资格根据欧盟的FuelEU Maritime和ReFuelEU Aviation法规以及国家配额系统使用。

看完以上过程,大家应该猜到,这个过程,没有政府资金支持是万万不行的。

是的,在Kassø项目上,欧洲能源公司获得了不少政府资助。

2023年,丹麦通过招标为以绿色氢气形式生产Power-to-X提供了12.5亿丹麦克朗(约合13.54亿人民币)的国家支持,欧洲能源公司提交的三个项目均获得成功,中标率约为85%。

2024年10月,欧洲能源公司从欧盟创新基金获得超过5000万欧元的赠款。Kassø项目从欧盟委员会(EC)选定的85个项目之中脱颖而出。

光政府支持没用,还得要有实打实的买家。

这个最大的买家是:航运巨头马士基。

2021年,欧洲能源公司与马士基达成第一份协议,为世界上第一艘以甲醇为燃料的集装箱船供应电子甲醇。

马士基目前运营着13艘双燃料甲醇集装箱船,这些船可以使用燃油和电子甲醇作为动力,并且已经订购了另外13艘此类船只。

马士基为啥着急要用电子甲醇?这与全球航运行业脱碳有关。

EU ETS规定,从2024年起,EU ETS扩展到航运业,覆盖所有进入欧盟港口的大型船舶(5000总吨及以上),无论其悬挂何种旗帜。这些目标将确保该行业使用的燃料的温室气体强度随着时间的推移逐渐降低,从2025年减少2%开始,到2050年减少80%。

4月11日,国际海事组织(IMO)多个成员国已同意制定船舶燃料标准,并对违反碳排放规定的企业征收费用,对船舶排放的超过一定阈值的每吨温室气体征收最低100美元的费用。根据该协议,船东将需要使用更清洁的燃料,否则将从2028年开始面临罚款。

世界经济论坛认为,航运业将成为电子甲醇的第一个主要用户。它的能量密度为每公斤19.9兆焦耳,适用于改装的船用发动机,适合长途航线。改造使船东无需昂贵的船舶更换即可升级燃料系统。

除了可以作为船舶的清洁燃料,电子甲醇还能作为化工生产的原料。

所以,首批买家还有大家想不到的:乐高。

乐高集团首席运营官Carsten Rasmussen表示:“采购可再生的电子甲醇是我们使乐高产品更具可持续性并减少碳排放的雄心壮志的一部分。今年晚些时候,我们将使用这种材料生产精选的乐高元件-例如交叉轴和连接器-同时保持我们高标准的安全性、耐用性和质量。这种伙伴关系是跨行业协作和创新如何加速有意义进步的有力例子。”

看到这里,大家一定非常好奇,有这么强大朋友圈的欧洲能源公司到底什么来头?

欧洲能源公司由Knud Erik Andersen和Mikael D. Pedersen于2004年创立,可再生能源开发出身,第一个项目是是德国的一个陆上风电。

首席执行官Knud Erik Andersen将其可再生能源业务描述为公司业务的“支柱”。据他介绍,该公司目前正在10个国家/地区建设约1.2吉瓦的新项目,价值超过10亿欧元。

他说:“我们在电子燃料领域只有三年的经验,但在传统可再生能源的开发和建设方面却拥有20年的经验。”

Knud Erik Andersen

为什么跨界到电子甲醇行业?

Erik 在接受采访时透露,“我们非常看好电子甲醇,因为它可以应用于许多领域。它可以用于塑料生产、油漆生产、胶水生产。因此,化工行业已经形成了一个1亿吨的市场。此外,我们现在看到航运业也加入进来,世界各地的造船厂都订购并交付了大量双燃料船舶。”

欧洲能源的电子甲醇业务未来可能跨越大西洋,这一点从该公司今年1月签署的一项为期50年的合同中可以看出,该合同将租赁位于美国德克萨斯州维多利亚港北工业园区的土地。

日本三菱日联资本也看中了这家公司。2024年4月,三菱日联资本完成对其投资,投资金额约为7亿欧元,获得了其20%的已发行股份及投票权。

在三菱日联资本披露的文件中,视知产研院独家发现了欧洲能源公司的财务状况,归属于母公司所有者的净利润从2021年5100万欧元快速增长至2023年的1.02亿欧元。

财政年度

截至 2021 年 12 月 31 日止年度

截至 2022 年 12 月 31 日止年度

截至 2023 年 12 月 31 日止年度

合并净资产

3.5 亿欧元

3.91 亿欧元

4.32 亿欧元

合并总资产

11.74 亿欧元

17.43 亿欧元

20.27 亿欧元

合并营业收入

3.28 亿欧元

4.38 亿欧元

4.2 亿欧元

合并息税折旧摊销前利润(EBITDA)

8100 万欧元

1.4 亿欧元

1.78 亿欧元

归属于母公司所有者的净利润

5100 万欧元

8000 万欧元

1.02 亿欧元

公司首席执行官Erik今天在接受路透社采访时表示:“我希望这个设施至少能起到某种概念验证的作用,如果这个设施能发挥这种作用,我会感到自豪。除此之外,我们当然是一个小国,我们需要扩展到更大的经济体,让这项技术能够得到利用。”

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