Ethanol được Michael Faraday, nhà hóa học và vật lý học người Anh, lần đầu tiên tổng hợp nhân tạo vào năm 1825. Ông đã vô tình phát hiện ra ethanol có thể được tạo ra từ ethylen (thành phần của khí than) từ việc hydrat hóa xúc tác acid, một quy trình tương tự hiện được dùng để tổng hợp ethanol quy mô công nghiệp.

Ethanol có thể được sử dụng làm nhiên liệu cồn (thường được trộn lẫn với xăng) và trong nhiều quy trình công nghiệp khác như dược phẩm, mỹ phẩm, chế biến thực phẩm và sản xuất hóa chất. Ngoài ra, ethanol cũng được sử dụng trong các sản phẩm chống đông lạnh vì điểm đóng băng thấp của nó.

Những năm gần đây, trong bối cảnh giá năng lượng tăng cao đồng thời vấn đề môi trường đang trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết, nhu cầu sử dụng ethanol làm nhiên liệu sinh học có xu hướng ngày càng tăng. Ethanol được trộn với xăng để oxy hóa nhiên liệu có ưu điểm mang lại hiệu quả kinh tế cao, giúp giảm chi phí cho nhà sản xuất và người tiêu dùng. Bộ Năng lượng Mỹ từng mô tả ethanol là "nhiên liệu tái tạo" được làm từ sinh khối.

Thông thường, ethanol được sản xuất bằng công nghiệp hóa dầu, thông qua công nghệ hydrat hóa ethylen, hoặc theo phương pháp sinh học bằng cách lên men đường hay ngũ cốc với men rượu. Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, cuối năm 2023, Trung Quốc bắt đầu thử nghiệm sản xuất ethanol thông qua việc sử dụng than, thay vì sử dụng các loại cây trồng như ngô hoặc mía để làm nhiên liệu. Nhà máy này nằm ở Hoài Bắc, tỉnh An Huy, phía đông Trung Quốc, với công suất sản xuất hàng năm dự kiến đạt 600.000 tấn, được cho là nhà máy sản xuất ethanol lớn nhất thế giới hiện nay.

Các quan chức Trung Quốc cho biết mục tiêu là sử dụng nguồn than dồi dào của đất nước, thay vì các nguồn thực phẩm quan trọng, để sản xuất ethanol, đồng thời giảm nhu cầu nhập khẩu nhiên liệu của nước này. Điều này được khẳng định trong một báo cáo của Viện Vật lý Hóa học Đại Liên (DICP) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc: “Phương pháp sản xuất mới này có ý nghĩa rất quan trọng đối với an ninh lương thực, an ninh năng lượng và chuỗi cung ứng công nghiệp hóa chất của Trung Quốc".

Công nghệ sử dụng than cấp thấp để sản xuất ethanol do DICP hợp tác với Tập đoàn Dầu khí Thiểm Tây Yanchang phát triển. Việc sử dụng than để sản xuất ethanol được nhận định sẽ giúp tiết kiệm "hàng triệu tấn" ngũ cốc mỗi năm, số ngũ cốc này thay vào đó có thể được sử dụng làm nguồn thực phẩm thiết yếu.

Công nghệ mới này được gọi là DMTE sản xuất metanol từ khí lò than cốc, là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất than cốc. Methanol phản ứng với các vật liệu khác để sản sinh ra ethanol. Quá trình này hỗ trợ sản xuất ethanol quy mô lớn, cả từ than đá và khí đốt tự nhiên, được sử dụng trong nhiều cơ sở sản xuất thép của Trung Quốc. Cho đến nay, Trung Quốc là quốc gia duy nhất triển khai công nghệ sử dụng nhiên liệu hóa thạch ở cấp độ công nghiệp.

Mỹ và Brazil hiện là hai nhà sản xuất ethanol hàng đầu thế giới, chiếm khoảng 90% sản lượng ethanol toàn cầu. Năm 2023, Trung Quốc sản xuất khoảng 2,7 triệu tấn ethanol nhiên liệu sử dụng quy trình lên men ngũ cốc lâu năm, tuy nhiên vẫn thiếu hụt khoảng 10 triệu tấn, có nghĩa là nước này phụ thuộc đáng kể vào việc nhập khẩu nhiên liệu này.

Được mệnh danh là nhà sản xuất than hàng đầu thế giới và chịu trách nhiệm cho khoảng một nửa sản lượng than toàn cầu, Trung Quốc đồng thời là nước tiêu thụ than hàng đầu thế giới, với khoảng 55% lượng tiêu thụ toàn cầu vào năm 2022. Dữ liệu của chính phủ Trung Quốc cho thấy, trong một thập kỷ qua, nước này đã cho ngừng hoạt động hơn 70 GW nhiệt điện than, nhưng cũng đồng thời tiếp tục xây dựng các cơ sở nhiệt điện than mới. Theo Global Energy Monitor, một tổ chức tư vấn có trụ sở tại Mỹ, hơn 95% công suất sản xuất nhiệt điện than toàn cầu bắt đầu xây dựng trong năm 2023 là ở Trung Quốc.

Nhằm tận dụng nguồn than dồi dào của đất nước, DICP đã phát triển công nghệ DMTE sau khi nghiên cứu các phương pháp sản xuất ethanol phi nông nghiệp từ năm 2010. Năm 2017, DICP thiết kế một dây chuyền sản xuất than thành ethanol ở tỉnh Thiểm Tây, sau đó liên tục nâng cấp quy trình này.

Tính đến thời điểm hiện tại, Trung Quốc có 13 cơ sở công nghiệp, bao gồm hai cơ sở ở nước ngoài, có kế hoạch sử dụng công nghệ DMTE, tạo thành công suất sản xuất ethanol là 3,95 triệu tấn mỗi năm./.