中國(guó)科學(xué)院院士李燦表示，氫能是人類未來(lái)發(fā)展的方向，“液態(tài)陽(yáng)光”作為太陽(yáng)燃料，主要解決當(dāng)下氫能的安全問(wèn)題與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，從源頭來(lái)解決燃料技術(shù)的清潔化。

“如今，極端天氣和災(zāi)難越來(lái)越頻發(fā)，已經(jīng)危及人類的可持續(xù)發(fā)展。”近日，在“綠色能源與產(chǎn)業(yè)未來(lái)”新疆綠能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家學(xué)術(shù)交流會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士李燦接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)，“不是危言聳聽，這次不是‘狼來(lái)了’，而是‘狼真的來(lái)了’。在此背景下，我們要更加關(guān)注新能源發(fā)展。”

李燦表示，氫能是人類未來(lái)發(fā)展的方向，“液態(tài)陽(yáng)光”作為太陽(yáng)燃料，主要解決當(dāng)下氫能的安全問(wèn)題與可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，從源頭來(lái)解決燃料技術(shù)的清潔化。“發(fā)展綠色氫能和液態(tài)陽(yáng)光甲醇是發(fā)展綠色能源的重要路線之一，對(duì)保障國(guó)家能源安全、實(shí)現(xiàn)碳減排具有重要意義。”

綠氫是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要路徑

在李燦看來(lái)，全球氣候變化的主要原因，就是人類過(guò)度開發(fā)和使用煤炭、石油、天然氣等化石能源，導(dǎo)致生態(tài)失衡，從而引起冰川融化加速、厄爾尼諾、海嘯、洪水、干旱等極端天氣頻發(fā)，海洋生物滅絕速度加快。因此，氣候變化對(duì)人類生存造成了嚴(yán)重威脅。

去年，在《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會(huì)上締約國(guó)達(dá)成協(xié)議，同意“過(guò)渡遠(yuǎn)離”化石燃料，逐步退出（轉(zhuǎn)型離開）化石能源，風(fēng)電，光伏、核電成為發(fā)展方向，以避免氣候變化的最壞影響。

隨著國(guó)際形勢(shì)惡化和氣候危機(jī)加劇，我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)面臨更大挑戰(zhàn)。但是，在李燦看來(lái)，實(shí)施“雙碳”目標(biāo)是我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的契機(jī)，而新能源的發(fā)展則是解決氣候變化的最主要手段。

當(dāng)前，氫能作為一種清潔高效、安全可持續(xù)的二次能源，其開發(fā)利用被認(rèn)為是能源變革的重要方式之一。在制氫環(huán)節(jié)，按照生產(chǎn)來(lái)源劃分，可將氫分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫。值得注意的是，綠氫是由風(fēng)電、光伏等可再生能源分解水制成，制氫過(guò)程不產(chǎn)生二氧化碳。

“尤其是綠氫應(yīng)用，正成為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的主要路徑。它可從工業(yè)源頭和終端解決二氧化碳排放問(wèn)題。”李燦強(qiáng)調(diào)，氫能是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主要抓手，每個(gè)方向可形成上萬(wàn)億的產(chǎn)業(yè)。

在李燦看來(lái)，“有了綠氫，從源頭上就可以解決一些二氧化碳排放的問(wèn)題，比如氫燃料電池汽車就可大大減少交通領(lǐng)域的碳排放。”數(shù)據(jù)顯示，目前綠氫在交通領(lǐng)域的應(yīng)用占12%，化工領(lǐng)域占12%，冶金領(lǐng)域占13%，材料領(lǐng)域占10%。“上述排放都屬于剛性排放，總共占到50%左右。”

規(guī)模化液態(tài)陽(yáng)光項(xiàng)目已有應(yīng)用

當(dāng)談及可再生能源發(fā)展的情況，李燦表示，我國(guó)是光伏發(fā)電及裝機(jī)量最多的國(guó)家，而大規(guī)模儲(chǔ)能是上網(wǎng)所亟需的技術(shù)。同時(shí)，我國(guó)加大可再生能源的消納勢(shì)在必行。據(jù)規(guī)劃，我國(guó)可再生能源裝機(jī)到2030年有望達(dá)到17億千瓦以上，亟需為消納這些可再生能源做好準(zhǔn)備。“而太陽(yáng)燃料可以合成低碳燃料和化學(xué)品，減緩我國(guó)液體燃料短缺問(wèn)題。”李燦說(shuō)。

據(jù)了解，李燦院士團(tuán)隊(duì)已突破了可再生能源太陽(yáng)能電解水制取綠氫和二氧化碳加氫制“液態(tài)陽(yáng)光”燃料的關(guān)鍵技術(shù)，利用太陽(yáng)能、水和二氧化碳合成了液體燃料甲醇，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了可再生能源利用和二氧化碳減排。

值得注意的是，與傳統(tǒng)甲醇燃料不同，這種技術(shù)生產(chǎn)的甲醇在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中不僅不產(chǎn)生二氧化碳，還會(huì)利用空氣中的二氧化碳來(lái)合成高附加值的甲醇燃料，是助力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)切實(shí)可行的技術(shù)路徑。

如今，這種技術(shù)早已從實(shí)驗(yàn)室走向了應(yīng)用。2020年1月，全球首套直接太陽(yáng)能液態(tài)陽(yáng)光千噸級(jí)示范工程在蘭州新區(qū)試車成功，邁出了將太陽(yáng)能等可再生能源轉(zhuǎn)化為液體燃料工業(yè)化生產(chǎn)的第一步。該工程集成了太陽(yáng)能發(fā)電、電解水制氫和二氧化碳捕獲及加氫制甲醇等多項(xiàng)技術(shù)，不僅解決了光伏與制氫技術(shù)匹配的問(wèn)題，還解決了夜間和白天加氫連續(xù)性的問(wèn)題（離網(wǎng)體系的連續(xù)運(yùn)行）。此外，中煤集團(tuán)也在鄂爾多斯籌備建設(shè)一個(gè)年產(chǎn)10萬(wàn)噸級(jí)“液態(tài)陽(yáng)光”工程。“事實(shí)證明，這是切實(shí)可行的碳中和路徑。”李燦說(shuō)。

“液態(tài)陽(yáng)光”具有多重優(yōu)勢(shì)

在李燦看來(lái)，我國(guó)可再生能源資源豐富，2/3的國(guó)土面積有商業(yè)開發(fā)價(jià)值，僅利用荒地光伏發(fā)電就完全可滿足我國(guó)電力需求。

“尤其是西北地區(qū)，如內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、青海、寧夏等省區(qū)，可再生能源資源條件得天獨(dú)厚，非常適宜發(fā)展綠色氫能和液態(tài)陽(yáng)光技術(shù)。”李燦指出，這些區(qū)域可以憑借可再生能源資源稟賦，推進(jìn)當(dāng)?shù)氐哪茉崔D(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，進(jìn)而推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

甲醇作為理想的化學(xué)儲(chǔ)氫分子，有助于解決氫的制、儲(chǔ)、運(yùn)的成本和安全問(wèn)題。記者了解到，目前，綠色甲醇在交通領(lǐng)域及供熱領(lǐng)域都有規(guī)模化應(yīng)用。比如，在乘用車、商用車、重卡車輛等交通上都可利用。在船運(yùn)、航運(yùn)上，國(guó)際海運(yùn)組織開始要求船運(yùn)推廣使用綠色（甲醇）燃料，全球船運(yùn)巨頭馬士基集團(tuán)等在全球部署船舶綠色甲醇燃料生產(chǎn)、供應(yīng)體系；國(guó)際航運(yùn)也在倡導(dǎo)使用綠色航煤（SAF）。

在李燦看來(lái)，甲醇作為能源儲(chǔ)存轉(zhuǎn)化中樞，不僅可長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全儲(chǔ)存可再生能源，而且還能解決可再生電力在供給側(cè)和市場(chǎng)端隨機(jī)變化難題。

“‘液態(tài)陽(yáng)光’可以實(shí)現(xiàn)‘一箭三雕’。”李燦告訴記者，首先，它可解決風(fēng)電、光伏等間歇性能源的規(guī)模化儲(chǔ)能和調(diào)峰問(wèn)題，規(guī)模化消納可再生能源，解決棄風(fēng)、棄光問(wèn)題。例如，10萬(wàn)噸甲醇相當(dāng)于6億度電，可長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)存700MW級(jí)光伏電。

其次，甲醇作為氫能的載體，解決氫能制備、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)陌踩院统杀締?wèn)題。甲醇水汽重整制氫技術(shù)趨于成熟，條件溫和，儲(chǔ)氫量可達(dá)18.75%。

最后，甲醇還可以資源化轉(zhuǎn)化二氧化碳，解決工業(yè)剛性排放二氧化碳的問(wèn)題。規(guī)模化生產(chǎn)液態(tài)陽(yáng)光甲醇，可兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，并可緩解我國(guó)液態(tài)燃料短缺的局面。