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“‘液態(tài)陽光’產(chǎn)業(yè)化項目的技術(shù)路徑已經(jīng)走通了，現(xiàn)在，不考慮碳稅前提下，主要是直接成本比不上煤制甲醇。但‘液態(tài)陽光’有規(guī)模效應(yīng)，一旦來到10萬噸級及以上規(guī)模，它的單產(chǎn)成本會進一步下降，特別是隨光伏風(fēng)電價格下降，其價格會大幅下降?！?/span>

4月28日，中國科學(xué)院院士、大連市人民政府參事、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所太陽能研究部部長李燦在接受《中國科學(xué)報》獨家專訪時表示，“液態(tài)陽光”產(chǎn)業(yè)化腳步漸近，“今年啟動、明年建設(shè)，后年即可規(guī)?；a(chǎn)”。

李燦院士在中關(guān)村論壇上。主辦方供圖

? ?“液態(tài)陽光”產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)難題已掃清

把太陽能轉(zhuǎn)化為可穩(wěn)定存儲、易于運輸?shù)囊后w燃料，被科學(xué)家們形象地稱為“液態(tài)陽光”。當(dāng)前，二氧化碳減排已成為世界各國關(guān)注的熱點問題，科學(xué)家們在碳捕捉、碳封存以及資源化利用方面作了大量探索，“液態(tài)陽光”計劃是其中最讓人興奮的一個。

李燦向《中國科學(xué)報》介紹說，“液態(tài)陽光”主要包括三個重要環(huán)節(jié)：風(fēng)／光發(fā)電、電解水制氫、二氧化碳加氫合成甲醇。其中，通過風(fēng)力、光伏等清潔能源發(fā)電用于電解制得的氫氣又稱為“綠氫”。?

與此同時，“液態(tài)陽光”技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地也面臨著三大技術(shù)難題：風(fēng)／光電等清潔能源的產(chǎn)出不穩(wěn)定，規(guī)模化電解水制氫成本；此外，相比工業(yè)上常用的一氧化碳制甲醇，利用惰性、溫室氣體二氧化碳制甲醇不僅需要高溫高壓的反應(yīng)條件，還需要高活性高選擇性的催化劑。?

“首先需要發(fā)展抗波動的電解槽體系，能夠容忍風(fēng)力、光伏發(fā)電的波動和不穩(wěn)定性”為此，李燦帶領(lǐng)的研究團隊早在2019年在國內(nèi)率先開發(fā)了千方級、抗波動高性能電解槽技術(shù)。?

他告訴《中國科學(xué)報》，在這一穩(wěn)態(tài)體系下，電解槽可以提高效率至接近4度電產(chǎn)出1立方氫。同時，穩(wěn)態(tài)體系也有助于提高系統(tǒng)的安全系數(shù)，避免氫氣和氧氣混合引發(fā)爆炸。?

在二氧化碳加氫制甲醇這一環(huán)節(jié)，李燦團隊早于2017年就取得了技術(shù)突破，開發(fā)了一種二元金屬氧化物（ZnO－ZrO2）固溶體催化劑，實現(xiàn)了二氧化碳高選擇性、高穩(wěn)定性加氫合成甲醇。該成果于2017年10月發(fā)表于《科學(xué)進展》上。?

? ?“液態(tài)陽光”規(guī)?；炞C結(jié)果超預(yù)期

“一些技術(shù)在實驗室效果好，但不代表在規(guī)模化生產(chǎn)中也表現(xiàn)很好，這就需要中試。”李燦告訴記者，讓他沒想到的是，中試效果竟然比在實驗室的結(jié)果還要好。

2018年8月，在甘肅省蘭州新區(qū)的支持下，由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研發(fā)、蘭州新區(qū)石化產(chǎn)業(yè)投資集團有限公司建設(shè)和運營、華陸工程科技有限責(zé)任公司設(shè)計的全球首套千噸級“液態(tài)陽光合成的規(guī)?；痉豆こ獭毙媛涞貑樱⒂?020年試車成功并完成成果鑒定。?

“實驗室的結(jié)果，催化劑對甲醇的選擇性保持在90％左右，但在規(guī)模化示范工程中其選擇性在95％以上；二氧化碳的轉(zhuǎn)化率也非常高，因為我們在萃取了甲醇之后，會將二氧化碳循環(huán)注入系統(tǒng)，結(jié)果是幾乎所有的二氧化碳都能轉(zhuǎn)化成甲醇?！崩顮N對《中國科學(xué)報》表示，這一成功示范，邁出了太陽能等可再生能源轉(zhuǎn)化為液體燃料工業(yè)化生產(chǎn)的第一步。

他透露，目前，全球首個10萬噸級“液態(tài)陽光”燃料合成項目正在內(nèi)蒙古鄂爾多斯建設(shè)中，預(yù)計最快可在2025年實現(xiàn)項目建成。

“到了10萬噸級這個規(guī)模，‘液態(tài)陽光’項目的經(jīng)濟性和效益就開始占優(yōu)了?！崩顮N向《中國科學(xué)報》算了一筆賬：傳統(tǒng)煤制甲醇的價格大概在2500～3000元／噸，而隨著規(guī)模的上升和風(fēng)／光電價的進一步走低（降到0.2元以下），“液態(tài)陽光”制甲醇的成本很快就能跟煤制甲醇持平，而且還沒有考慮“碳稅”收益問題。

李燦說，未來若收緊溫室氣體排放管控，各國可能會對碳排放收取費用，這就是“碳稅”。相比“液態(tài)陽光”，傳統(tǒng)的煤制甲醇每生產(chǎn)1噸甲醇差不多要排放3～4噸二氧化碳，將來，傳統(tǒng)煤制甲醇不得不考慮碳稅帶來的成本上升問題。

相比之下，“液態(tài)陽光”每生產(chǎn)1噸甲醇，可轉(zhuǎn)化約1.4噸二氧化碳；生產(chǎn)10萬噸甲醇，就可消解納約14萬噸二氧化碳。一邊是消納，一邊是排放，“液態(tài)陽光”的生態(tài)效益由此彰顯。

“我們的實踐證明，‘液態(tài)陽光’是一個切實可行的減碳方案，它不僅比‘碳捕捉—深埋’方案更安全、更環(huán)保，而且還有經(jīng)濟效益?！崩顮N說，“液態(tài)陽光”計劃孕育著一場重大的能源革命，而隨著其經(jīng)濟效益的凸顯和產(chǎn)業(yè)化腳步的加快，這場能源革命已經(jīng)在可期待的視野之中了。