【兩會聲音】李燦院士:用“液態陽光”減碳

  來源:中國能源報

  發布時間:2022-03-09

  文丨本報記者 朱妍

  “為實現碳達峰碳中和目標,到2030年,我國光伏發電、風電裝機容量要達到12億千瓦以上。多方數據顯示,2030年前就有可能超額完成這個任務。更大挑戰在于,巨量的風、光發電如何實現有效上網?快速增長的可再生能源電力如何消納?”在接受記者采訪時,全國政協委員、中國科學院院士李燦提及他最關心的問題。

  風、光發電的間歇性使其平穩上網困難,目前主要是靠火電深度調峰,抽水蓄能、化學電池儲能等各類儲能方式也在發展中。但受制于現實條件、技術等局限,這些方式又難以在短期內解決大規模儲能難題。對此,李燦提出利用“液態陽光甲醇”規模轉化消納可再生能源的新思路。

  所謂液態陽光,基本原理是利用太陽能、風能等可再生能源分解水制綠氫,再由綠氫加二氧化碳轉化生產甲醇。換言之,以甲醇為載體實現太陽能等清潔能源的儲存、運輸及利用?!半婋y以儲運,液態的甲醇卻能輕易做到。相比傳統煤制甲醇工藝,二者在化學反應上是一樣的,但來源不同。前者由煤轉化而來,按照傳統工藝,生產1噸甲醇約排放2-3噸二氧化碳;液態陽光甲醇可利用間歇的風、光發電,經過分解水制綠氫,與二氧化碳進行反應合成,在規模消納可再生能源的同時,還可以帶動其他工業過程的減碳?!崩顮N解釋。

  上述思路不是只停留在研究階段。李燦介紹,首套千噸級規?;痉豆こ桃言谔m州成功完成并通過鑒定,目前正在籌劃上馬10萬噸級工業化生產項目?!吧a1噸液態陽光甲醇可消納6000多度電,一個規模在百萬噸級的甲醇合成企業,相當于可存儲60億度電,儲能潛力巨大?!?/p>

  除了永久儲存、便于運輸,液體陽光甲醇還具備多重功能:作為理想的低碳清潔燃料,其可替代油氣,有助于解決交通碳排放問題;作為中間體廣泛應用于化學工業、材料合成等基礎工業中,可推動工業綠色制造;作為性能優異的儲氫材料,使用甲醇儲氫還能緩解氫能儲運安全、成本等難題。

  “氫能雖好,但因其體積密度低,通常需使用特殊的高壓氣瓶進行儲運。哪怕是裝著十幾克氫的高壓氣瓶也重達幾十公斤,運輸距離超過100公里,運氫成本甚至可能翻一倍。利用甲醇作為運輸介質,100公斤甲醇經過水汽重整可釋放18.75公斤的氫,運輸1噸甲醇相當于可釋放187公斤以上的氫,儲氫量高,而且用普通車輛常壓運輸即可,安全性高、經濟性好。從這個角度來看,液態陽光甲醇可在多方面助力二氧化碳減排?!崩顮N舉例。

  那么,哪些地區可發展液態陽光甲醇項目?用起來貴不貴?李燦告訴記者,許多煤化工產業集中的地區,諸如陜西榆林、寧夏寧東、內蒙古鄂爾多斯等,長期受到高碳排放困擾,這些恰恰也是風、光資源豐富的地區,適宜發展液態陽光甲醇合成項目,將不穩定的可再生能源轉化為可儲存的綠色甲醇,同時兼顧降碳與地方經濟發展的雙重任務。

  “目前,我國甲醇年產能在9000萬噸左右,若全部使用液體陽光甲醇替代,相應減排二氧化碳1.2億噸以上?!崩顮N坦言,其項目成本主要取決于電解水制氫成本,受到當前可再生能源發電價格的影響,相比傳統工業甲醇稍貴一些?!暗且催@個帳怎么算。一方面,煤制甲醇并未將碳減排成本考慮進去,隨著節能降碳要求越來越高,這部分成本勢必不斷增加。另一方面,液態陽光甲醇成本已處在與其他能源日趨接近的交叉點上,新能源技術不斷進步,帶動可再生能源發電成本下降,電解水制氫成本持續下降。成本的一升一降,讓液態陽光甲醇的減碳優勢逐步突顯?!?/p>

  李燦建議,對于需要消納可再生能源電力、解決二氧化碳排放的地區,在發展初期可給予電價等方面的支持。對于應用綠色甲醇作為燃料的車輛,也可給予稅費減免等政策傾斜支持。對于工業剛性排放二氧化碳的領域,獎勵可再生能源發電指標,以鼓勵企業通過液態陽光甲醇路徑實現節能降碳目標。

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