为了实现《巴黎气候协定》设定的目标，世界各国政府促进了可再生能源的发展，并增加了对太阳能和风能、能源存储或碳减排等技术的研究资金。然而与此同时，尤其是交通运输业发展迅速，这导致温室气体排放量增加，而对于许多其他化学工业部门，碳减排的技术还不成熟。H₂和CO₂通过可再生电力转化为液体燃料（PtL）的过程正受到关注，被视为解决这些挑战的一种有前途的解决方案。利用可再生电力生产高能量密度的液体燃料，PtL可以为交通运输业提供碳中性燃料，并为化学工业提供新的生产路线。此外，PtL有助于提高电网稳定性，并可以作为长期的能量存储解决方案。与天然气相比，合成液体燃料具有更高的能量密度。但是，PtL给合成带来了新的挑战：从以合成气为基础的，连续运行的大型工厂转向更灵活、小规模的直接利用二氧化碳。

有鉴于此，慕尼黑工业大学的Sebastian Fendt和Vincent Dieterich等人，概述了甲醇、二甲醚和费托燃料的PtL路线的最新合成技术的进展。

本文要点

1）从热力学、催化剂、商业转化器设计和工艺以及产品升级等方面对每种产品的合成进行了综述，目的是为性能，催化剂寿命以及反应器和工艺设计等概念提供边界条件。重点介绍了每一种产品的合成步骤，并比较了PtL技术的最新进展和目前的研究趋势。

2）此外，目前的研究解决PtL工艺合成的主要挑战。概述了现有的PtL试验装置，总结了操作经验，并讨论了经济方面的问题。目的是确定研究差距并促进PtL工艺商业化的发展步骤。

3）在可再生电力转化为甲醇燃料方面，已经实现了几个试验工厂，第一个商业规模的工厂正在计划或已经开始运作。相比之下，power-to-DME的研究较少，并且处于开发的早期阶段。虽然二甲醚合成在能源效率方面具有优势，但仍缺乏来自实验室测试和试点工厂的操作经验。此外，power-to-DME可能有四种主要工艺路线，需要进一步研究以确定最佳方案。在费托合成中，直接利用二氧化碳的催化剂仍处于早期阶段。

参考文献：

Vincent Dieterich et al. Power-to-liquid via synthesis of methanol, DME or Fischer–Tropsch-fuels: a review. Energy Environ. Sci., 2020.

DOI: 10.1039/D0EE01187H

https://doi.org/10.1039/D0EE01187H