12月18日，在洞见趋势「碳」望未来——2021前瞻碳中和低碳科技产业发展峰会”上，国际知名配位化学和金属有机化学家，现任南方科技大学理学院副院长、化学系讲席教授张绪穆发表了《达双碳目标，发展南海富二氧化碳天然气制燃料乙醇新途径》的主旨演讲，为我国减少碳排放、应对气候变化，实现碳中和目标提供了崭新思路。
破解能源困局的关键一子
2020年9月22日，习总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话，承诺“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”
所谓的“碳中和”是指在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。
于是，为实现“碳中和”目标，使用可再生能源成为一条有效路径，而生物能源作为一种从生物质得到的绿色能源，被认为是破解能源困局的关键一子。
其中，生物燃料乙醇由于能提高汽油中的氧含量，使汽油燃烧更充分，可以有效减少碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳、PM2.5的排放，对我国实现碳中和目标有着重大意义。
新一代燃油添加剂：燃料乙醇
在前瞻碳中和峰会现场，张绪穆教授从历史演变和发展趋势的角度，系统阐释了发展燃料乙醇的必要性。
我们知道，燃油品质的高低对燃油消耗、尾气排放、动力性能至关重要。因此，在燃油中有必要加入一些添加剂，以更好地满足燃油的经济性、排放性、动力性，达到环保节能的效果。
四乙基铅是最早使用的燃油添加剂。
在汽油中加入极少量的四乙基铅便可以大大提高汽油的辛烷值和抗爆性能，由此得到全世界的推广和认可。
然而它的致命缺陷在于含有剧毒，一旦被人体吸收，后果不堪设想。
因此，包括中国在内的一些国家在炼油过程中已经不再使用四乙基铅作为提高汽油辛烷值的防震添加剂。
但伴随我国汽油消费需求的快速增长、成品油质量标准的不断升级，我们需要大量高辛烷值组分来对汽油进行调整。甲基叔丁基醚作为一种无色透明、高辛烷值的液体，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调和组分。
张绪穆教授表示，我国目前所使用的燃油添加剂正是甲基叔丁基醚。
它不仅能有效提高汽油辛烷值和汽油燃烧效率，使汽车尾气不含铅，而且还能改善汽车性能，减少二氧化碳排放量，同时减少其他有害物质的排放，降低汽油的成本。
但不可否认，随着甲基叔丁基醚产量的增加和广泛使用，其造成的地表水和地下水污染已经引起人们的密切关注，同时它也是一种对人体肝肾有害且易致癌的物质，早已遭全美禁用。越来越多的国家选择使用更加低碳清洁的乙醇作为汽车燃油添加剂。
我国也提出要使用燃料乙醇代替甲基叔丁基醚。
2016年，《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》计划，到2020年，在全国范围内推广使用车用乙醇汽油，基本实现全覆盖。
但张绪穆教授也在峰会上表示，中国目前还未能做到。
张绪穆教授称，全球大力推广燃料乙醇的国家主要是美国和巴西。在峰会现场，张教授用一组数据直观显示了目前全世界燃料乙醇的生产情况。
数据表明：美国年产4578万吨燃料乙醇，占全世界57.67%，巴西则年产2179万吨，占27.44%。而中国年产量仅252万吨，占比为3.18%。
究其原因，主要是因为我国人均耕地仅1.38亩，不到世界平均水平的40%；粮食单产持续提高难度大。而利用粮食发酵分解又正是工业生产乙醇的途径。因此，受粮食产能限制，我国的乙醇产量占比较低。
也正是基于这样的现实状况，张绪穆教授力图开拓一种制作乙醇的全新途径。
南海富二氧化碳天然气制燃料乙醇
张绪穆教授在此次峰会上向现场嘉宾详细介绍了这一全新途径，即南海富二氧化碳天然气制燃料乙醇。
众所周知，我国南海具有丰富的海洋油气矿产资源，在南海海底，至少可以找到250个油气田，其中有12个可能成为大型油气田，总探明可采石油储量为200亿吨，天然气储量约为4万亿立方米，是世界四大海底储油区之一。
因此，南海也被称为第二个波斯湾。
南海的丰富天然气资源储备量是我国天然气产业发展的重要保障，但与此同时南海的天然气中也含有高浓度的CO2，含量普遍为20%~80%。这类含有CO2的天然气也被称为富碳天然气。
如何有效利用这些二氧化碳呢？
张绪穆教授表示，南海富二氧化碳天然气经过干重整，可以变成合成气（也就是一氧化碳与氢气的混合气体），再将合成气制备成甲醇（CH?OH），最后利用甲醇和合成气制备乙醇。
在这个过程中，钢铁厂加工过程和城市垃圾气化过程中产生的大量合成气也可以作为合成气的重要补充来源。
张绪穆教授将甲烷和二氧化碳重整的全新途径，不仅能够减少碳排放的压力，还能变废为宝，实现二氧化碳废弃向有经济价值的大宗化学品转化。
目前，虽也有像大连化物所与陕西延长石油用甲醇制成乙醇，但这个过程显然路线长、成本高、回报小。
因此，张绪穆教授在峰会上表示，甲醇再加合成气是制得燃料乙醇的良好途径，路线短、能耗低、成本也低。
但甲醇+合成气能制得多少乙醇却是一个问题。因为，甲醇与合成气反应会有两条路，一条路生成醋酸，另一条路生成乙醇。
但幸运的是，张绪穆教授在此次峰会上宣布，经过多年的研究，已经做到A：B=93：7，A是乙醇，B是醋酸。这也是目前最好的结果。
在双碳目标下，乙醇汽油的关注度与日俱增，而燃料乙醇的供给量仍存在大量缺口。张绪穆教授表示，燃料乙醇是拥有巨大潜力的千亿市场！
而张绪穆教授在此次峰会上关于“发展南海富二氧化碳的天然气作为绿色燃料乙醇”的课题分享，无疑为相关低碳企业把握千亿市场的巨大机遇提供了新思路和新方向。
在国际低碳技术专家、绿色低碳机构高管以及全国地方政府及监管部门领导、协会企业代表等共同参与和见证下，2021前瞻碳中和低碳科技产业发展峰会为双碳愿景下低碳产业关键技术的成长模式与发展趋势、新时代低碳产业相关发展新机遇提供了突破口，既为企业的绿色转型提供了思路，也为地方政府进行生态文明建设和实现高质量发展提供了样板。
