導言

2025年10月初，全球最大綠色甲醇生產(chǎn)項目——金風科技興安盟綠氫制綠色甲醇項目順利完成氣化爐工藝驗證，標志著我國在生物質氣化制綠色甲醇領域取得了關鍵性技術突破。

電氣吉林洮南綠色甲醇項目采用加壓流化床氣化工藝后，金風綠色甲醇項目進一步驗證了氣流床氣化爐 “復朋爐”在生物 質甲醇 規(guī)模 化 生產(chǎn)中 的可行性。

金風項目原計劃的綠色甲醇產(chǎn)能是“一期25萬噸+二期25萬噸”，2025年7月備案變更綠色甲醇規(guī)模為“一期25萬噸+二期60萬噸”。目前，一期使用“復朋爐”單爐（一開不備）實現(xiàn)年產(chǎn)25萬噸綠色甲醇產(chǎn)能，現(xiàn)場還有兩臺已安裝完成的澤瑪克固定床熔渣氣化爐（單臺10萬噸/年甲醇產(chǎn)能）。金風已與興安盟行政公署簽署了二期、三期項目投資協(xié)議，規(guī)劃一二三期總產(chǎn)能合計145萬噸/年。馬士基、赫伯羅特等航運企業(yè)已與金風科技簽訂采購協(xié)議。

金風項目自2023年立項，同年，國際海事組織（IMO）修訂了較2018年更為嚴格的《船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略》，推動全球航運業(yè)對低碳航運燃料（以綠氨、綠色甲醇、LNG為主）的關注。作為綠色甲醇的兩大生產(chǎn)方向——生物質甲醇與電子甲醇走上國際航運業(yè)的減碳舞臺。我國生物質資源豐富，能為綠色甲醇產(chǎn)業(yè)提供充足原料保障，國內(nèi)裝備企業(yè)、科研機構近年相繼入局生物質氣化技術研發(fā)，一批中試及產(chǎn)業(yè)化項目密集落地。

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三大生物質氣化爐型中試及產(chǎn)業(yè)化進展

生物質氣化技術由煤化工成熟的煤氣化技術遷移而來，氣化技術的核心裝備是氣化爐。氣化爐將生物質（如秸稈、農(nóng)業(yè)廢棄物等）氣化為以一氧化碳、氫氣、二氧化碳、甲烷為主要成分的合成氣，合成氣經(jīng)多級處理后用于甲醇合成。氣化爐按爐型可分為：固定床氣化爐、流化床氣化爐、氣流床氣化爐三大主流路線。簡單定性地講：

• 固定床氣化爐：結構簡單、運行穩(wěn)定，適用于塊狀或成型顆粒原料。碳轉化率略低，焦油含量高，適合中小規(guī)模工業(yè)應用。

• 流化床氣化爐：傳熱效率高，適應多種粒徑生物質。產(chǎn)氣質量較好，焦油控制較為關鍵，適合中等規(guī)模工業(yè)化裝置。

• 氣流床氣化爐：反應溫度高，適用于粉狀生物質。可獲得低焦油、高純度合成氣，碳轉化率高，適合大型綠色甲醇項目。

目前，三種爐型均有在生物質氣化領域的中試及產(chǎn)業(yè)化應用案例。本文梳理了生物質氣化爐目前的中試及產(chǎn)業(yè)化進展。

表1 國內(nèi)生物質氣化爐中試及產(chǎn)業(yè)化進展

氣化爐類型

設備供應方

設備投用項目

項目進展

項目簡介

固定床

澤瑪克固定床熔渣氣化爐

澤瑪克（上海）環(huán)保能源科技有限公司

金風科技興安盟風電耦合制50萬噸綠色甲醇項目

項目現(xiàn)場已完成安裝

金風科技綠色甲醇項目選擇了復朋爐（25萬噸/年甲醇）+澤瑪克固定床熔渣氣化爐（2臺，單臺10萬噸甲醇/年）。

兩臺氣化爐內(nèi)徑3.6米，設計壓力30公斤，使用生物質顆粒料（玉米秸稈顆粒料）經(jīng)氣化+POX、變換、甲醇合成等技術耦合綠氫生產(chǎn)綠色甲醇。

流化床

上海電氣純氧加壓流化床

上海鍋爐廠有限公司

（上海電氣全資）

洮南市風電耦合生物質綠色甲醇一體化示范項目

完成連續(xù)運行考核（168小時滿負荷連續(xù)運行考核）

一期年產(chǎn)5萬噸綠色甲醇項目已投產(chǎn)。全球首套300噸/天大容量純氧加壓流化床生物質氣化裝置，結合高溫熱轉化工藝技術，直接采用原生生物質成型后投料，無需額外熱源脫水/炭化處理；粗合成氣中有效氣（CO+H2）達到~70%；碳轉化率達98%以上；粗合成氣中甲烷含量可控制在~2%；粗合成氣中輕油含量降低至500mg/Nm3以下。

SUGET爐

上海浦合綠碳清潔能源科技有限公司

（隆基綠能、香港中華煤氣、江蘇中圣、江蘇焱鑫、上海浦名合資）

純氧加壓流化床生物質氣化中試裝置

中試驗證成功

（兩輪不同氣化壓力、不同投料量實驗，每輪連續(xù)運行7天）

設計入爐生物質50-100噸/天，氣化壓力1.0-2.0MPaG，碳轉化率95%-98%?？芍苯舆M料生物質顆粒，沙柳、玉米秸稈氣化溫度分別達950℃、900℃；焦油量極低。

此技術用于許昌隆基生物的襄城12萬噸/年綠色甲醇項目。

生物質雙流化床化學鏈氣化技術

中國科學院青島生物能源與過程研究所、廣東液態(tài)陽光綠色能源股份有限公司

千噸/年級生物質雙流化床化學鏈氣化工藝全流程中試裝置

完成現(xiàn)場行考核

（72小時）

中試裝置經(jīng)72小時現(xiàn)場考核，以桉樹加工廢棄物壓縮成型顆粒為原料，各項指標優(yōu)異。經(jīng)中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織專家評價，總體達到國際領先水平。

此技術簽約廣西田東縣建設的15萬噸/年生物質綠色甲醇工業(yè)示范項目。

康泰斯生物質加壓純氧鼓泡式流化床氣化爐

阜陽康泰斯生物工程技術有限公司

40t/d生物質流化床氣化中試試驗裝置

中試平臺調(diào)試中

25年7月，阜陽康泰斯生物工程技術有限公司生物質流化床氣化爐一次吊裝成功。中試裝置處理能力為30噸每天生物質顆粒物，中試時間約2000h。

該技術簽約阜陽市年產(chǎn)20萬噸綠色甲醇項目。一期為該中試裝置，二期為年產(chǎn)20萬噸綠色甲醇生產(chǎn)基地。

中船七一一生物質循環(huán)流化床氣化爐

中國船舶集團有限公司第七一一研究所

4.2 t/h生物質循環(huán)流化床氣化中試裝置

22年中試裝置建設完成，未獲取到24年技改結果

2022年在安徽阜南建成了中試裝置，生物質消耗量4.2t/h，制氣量8500m3/h，熱值1200 kcal/m3，轉化熱效率達90%。該流化床相比其他床型無須制粒、壓塊，可適用于秸稈、稻殼、木質料等，燃料適應性廣，熱效率高，經(jīng)濟性好。

24年提出開展生物質純氧氣化改造，擬采用秸稈生物質、氧氣+水蒸氣氣化劑，通過非催化部分氧化技術將粗合成氣中的微量焦油、CH4轉化為H2和CO有效氣。

東華爐

中國化學東華工程科技股份有限公司

生物質氣化中試開發(fā)項目

項目中交，轉入調(diào)試試生產(chǎn)階段

25年10月東華生物質氣化中試開發(fā)項目中交，標志著項目由建設階段全面轉入設備調(diào)試和試生產(chǎn)準備階段，為后續(xù)投料試車奠定了堅實的基礎。

氣流床

復朋爐

北京復朋科技有限公司

（清創(chuàng)晉華持股）

金風科技興安盟風電耦合制50萬噸綠色甲醇項目

一期氣化爐工藝驗證已完成

可使用未經(jīng)烘焙的原生態(tài)玉米秸稈顆粒通過破碎制粉后送入氣化爐中反應。氣化壓力達到3.0MPaG、總氣量達到70000Nm3/h（CO+H?），采用水冷壁兩段式反應氣化爐，實現(xiàn)了高碳轉化率、低廢水排放，并有效避免堿金屬和氯離子腐蝕。

煤科爐

中國煤科煤科院、中煤鄂爾多斯能源化工有限公司

100t/d生物質（50t/d低階煤）的加壓中試系統(tǒng)

中試驗證成功

（72小時運行考核驗證）

原料牛糞灰分40%-60%、水分20%-30%、熱值1500-2000kcal/kg的嚴苛條件下，實現(xiàn)了以牛糞為原料的連續(xù)穩(wěn)定氣化，系統(tǒng)碳轉化率、冷煤氣效率、氣化洗滌水等核心氣化指標均達到國際領先水平。

神寧爐

寧夏神耀科技有限責任公司

（國家能源集團持股）

工業(yè)級生物質氣流床連續(xù)進料試燒

成功開展工業(yè)級連續(xù)試燒任務

使用由吉電股份提供，經(jīng)過兩段式分級烘焙技術處理的生物質炭化料，開展工業(yè)級生物質氣流床氣化連續(xù)進料的試燒任務，試燒持續(xù)5天，實現(xiàn)滿負荷運行。

此技術中標吉電股份梨樹風光制綠氫生物質耦合綠色甲醇項目氣化工藝包設計、設備采購。

航天爐

航天長征化學工程股份有限公司

1.0t/h生物質炭化制粉氣化一體化中試裝置

中試驗證成功

（72小時運行考核驗證，累計運行超300小時）

中試裝置已成功試燒了玉米秸稈、稻殼、灌木、蘆葦、牛糞等多種生物質原料。

生物炭（干基）質量收率88.8%，生物炭能量收率92.2%；在3.0MPa的氣體壓力下，碳轉換率98.6%，有效氣（CO+H2）含量80.6%，冷煤氣效率74.1%，各項指標達到或優(yōu)于設計值。

東方電氣純氧加壓氣流床

東方電氣（成都）創(chuàng)新研究院有限公司、江西昌昱實業(yè)有限公司

40t/d生物質氣流床加壓氣化關鍵技術中試

中試投料運行試驗一次成功

秸稈、木頭、園林廢棄物等一步法制粉（非烘焙制粉）、水蒸氣純氧加壓氣化。氣流床共性關鍵技術研發(fā)熱態(tài)試驗臺試驗壓力為1-4MPa，試驗溫度為1200-1600℃。有效氣體組分高達71%，碳轉化率99%以上。

資料來源：香橙會氫能數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)公開資料（如有遺漏歡迎補充）

可以看出，生物質氣化技術多由具備煤氣化經(jīng)驗的企業(yè)和科研機構主導推進。

為適配更大規(guī)模的綠色甲醇產(chǎn)能需求，生物質氣化爐的中試與產(chǎn)業(yè)化方向正集中于流化床和氣流床兩條路線。固定床因單爐處理規(guī)模偏小，生物質中試入局者較少，目前固定床路線由澤瑪克保持領先地位，已有大型項目將其作為產(chǎn)能補充方案（如金風綠色甲醇項目）。

值得關注的是不同氣化爐的生物質進料適配性。固定床、流化床目前主流的進料形態(tài)是壓塊或生物質成型顆粒，而氣流床的進料形態(tài)比較多樣，展示了各家氣化爐的進料特色：復朋爐的“顆粒制粉直接進料”、煤科爐的牛糞連續(xù)進料、神寧爐的“兩段式分級烘焙處理”制炭進料、東方電氣的“生物質一步法制粉”。不同進料形態(tài)就意味著不同的預處理加工成本、過程能耗、碳排放量，這在規(guī)模化項目的經(jīng)濟賬上會體現(xiàn)出直觀差異。

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淺析“吃螃蟹”的金風項目

金風項目作為規(guī)模化綠色甲醇項目的標桿，其一期氣化爐工藝驗證已完成。項目一期采用氣化爐為北京復朋科技有限公司推出的“復朋爐”，屬于大型煤化工領域主流的氣流床氣化技術。

作為生物質氣流床規(guī)模化制綠色甲醇的“吃螃蟹”項目，金風科技并沒有可復制的成熟工業(yè)裝置經(jīng)驗可循，因此除選擇了產(chǎn)能25萬噸/年綠色甲醇的復朋爐，還選擇了兩臺澤瑪克固定床熔渣氣化爐，單臺10萬噸甲醇/年，及電解水制氫（5萬噸/年甲醇），形成該項目初期計劃的50萬噸/年綠色甲醇產(chǎn)能規(guī)模（現(xiàn)已調(diào)整為一期25萬噸/年+二期60萬噸/年）。

圖1 左側為運行中的復朋爐，右側為建設中的固定床氣化爐，片來源：復朋科技官網(wǎng)

根據(jù)備案信息，項目經(jīng)澤瑪克固定床熔渣氣化+POX、變換、甲醇合成等技術耦合綠氫生產(chǎn)綠色甲醇。

澤瑪克固定床熔渣氣化爐生產(chǎn)的合成氣中甲烷比例較高（如圖2所示），需要使用非催化部分氧化技術（POX），將甲烷轉化為CO、H2等合成氣有效組分，用于后續(xù)甲醇合成。POX技術會帶來顯著的氧氣消耗，若外購氧價較高將增加生產(chǎn)成本并帶來額外碳排放負擔，不過其副產(chǎn)蒸汽可用于余熱回收，因此如何在能效、成本與減排之間取得平衡是工藝設計的關鍵。

圖2 BGL氣化爐商業(yè)化裝置性能-氣體組成，來源：澤瑪克官網(wǎng)-氣化爐介紹材料

據(jù)復朋科技描述，復朋科技針對漿態(tài)進料、顆粒進料、粉狀進料、烘焙粉狀進料等進行了反復試驗，最終確定了生物質破碎成粉狀后，使用氣力輸送這一技術路線。目前該路線已在金風科技氣化裝置復朋爐上得到了驗證，證實了未經(jīng)烘焙的玉米秸稈顆粒料可以破碎后經(jīng)氣力輸送穩(wěn)定地送到氣化爐中反應。

生物質以何種形態(tài)適配氣流床氣化爐，一直是業(yè)內(nèi)關注的技術難點。以工業(yè)運行的神府煤為原料的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐為例，使用的80%以上的進料顆粒粒徑<100微米，對含水率也有嚴格要求。而秸稈等生物質富含纖維素、半纖維素和木質素，質軟且具有韌性、纖維纏結，破碎難度高于煤，對磨煤系統(tǒng)及氣化噴嘴均提出更高要求。在此背景下，復朋科技的復朋爐驗證了“生物質顆粒粉碎成粉并以氣力輸送”的可行性，少一步預加工（如炭化）就是少幾份碳排、省幾份成本、多幾份盈利，這對氣流床氣化爐在生物質甲醇工業(yè)化中的應用具有示范意義。

圖3 神府煤為原料的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐使用的氣化顆粒粒徑分布

資料來源：李超,代正華,孫鐘華,等.氣流床氣化爐綜合模型及顆粒粒徑對氣化結果的影響研究[J]

據(jù)復朋科技描述，生物質高氯（金風項目秸稈氯含量0.6%）、高鉀鈉(金風項目秸稈鉀鈉含量12%)也是氣化工藝設計和氣化爐運行的難點，依托復朋科技母公司清創(chuàng)晉華在煤氣化領域積累的運行經(jīng)驗，通過優(yōu)化燃燒室和廢鍋結構徹底解決了這一難題。

圖4 復朋爐生物質氣化技術 ，片來源：復朋科技官網(wǎng)

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結語

總體來看，生物質氣化制綠色甲醇正從中試驗證穩(wěn)步向產(chǎn)業(yè)化推進。以金風科技、上海電氣為代表的裝備制造企業(yè)，用不同的氣化路線嘗試產(chǎn)業(yè)化探索，逐步打通生物質甲醇合成的全流程技術鏈。

其中，固定床路線在設備及原料適應性上具備成熟的煤氣化產(chǎn)業(yè)基礎，適合中小規(guī)模項目或為大型項目提供產(chǎn)能輔助；

流化床路線在效率、預處理成本及技術成熟度之間取得較好平衡，是主流的工業(yè)化方向之一；

氣流床路線則憑借高碳轉化率、高處理能力和逐步提高的原料適配性，也成為大型綠色甲醇項目的落地方案之一。

我國具備生物質綠色甲醇行業(yè)蓬勃發(fā)展的生物質資源基礎、新能源及煤化工產(chǎn)業(yè)基礎。隨著關鍵綠色甲醇項目的持續(xù)落地，以及國內(nèi)行業(yè)標準的推行（預計年底發(fā)布行業(yè)標準），未來我國有望在國內(nèi)實現(xiàn)“不同等級綠色甲醇的梯級利用”，在國際上形成綠色甲醇的成本優(yōu)勢，掌握定價話語權。

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