來源：《中國科學(xué)報》
發(fā)布時間：2022-03-08
“您的液態(tài)陽光儲能方法應(yīng)用起來成本是不是偏高？”
這可能是中科院院士李燦聽到最多的問題，每一次他都會耐心地解釋。
“現(xiàn)在液態(tài)陽光的成本已經(jīng)處在與其他能源日趨接近的交叉點(diǎn)上了。隨著相關(guān)技術(shù)的日趨成熟和可再生能源占比的提高，它的價格還會一路往下走，最終一定會贏。”3月6日兩會會議間歇，全國政協(xié)委員、中科院大連化物所研究員李燦在連線《中國科學(xué)報》時說，液態(tài)陽光最大的一個特點(diǎn)就是“道法自然”，不受制于外界資源因素。
更綠色經(jīng)濟(jì)
“液態(tài)陽光”是什么呢？“從本質(zhì)上說，就是用甲醇的形式實(shí)現(xiàn)太陽能的儲存、運(yùn)輸和利用?！崩顮N解釋，實(shí)現(xiàn)液態(tài)陽光分為兩個步驟：由太陽能等清潔能源分解水制作“綠氫”；再由綠氫和二氧化碳反應(yīng)，生成甲醇或其他燃料和化學(xué)品。
他表示，這一整套循環(huán)本質(zhì)上是利用太陽光等可再生能源，將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料，實(shí)現(xiàn)減碳的同時，還具有消納剩余新能源的作用。
李燦和團(tuán)隊(duì)發(fā)展了高活性的固溶體催化劑，可以高效生成甲醇。目前已經(jīng)在甘肅蘭州建成了全球首套千噸級液態(tài)陽光合成的規(guī)?；痉豆こ蹋?020年試車成功并完成成果鑒定，正在開展十萬噸級的液態(tài)陽光工業(yè)化。
在他看來，液態(tài)陽光可能蘊(yùn)含著一場重大的能源革命，替代化石能源，最大程度減少碳排放，幫助人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
他給記者算了一筆賬：“一噸甲醇相當(dāng)于消納6000多度電，一個規(guī)模在100萬噸甲醇級別的中型企業(yè)，就能消納60億度電，儲能潛力巨大?！?/p>
同時，與業(yè)界看重的氫能相比，液態(tài)陽光具有運(yùn)輸安全、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。李燦表示，氫的密度極低，需要特殊耐高壓材料儲存，即便是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室一個裝著幾克氫的高壓氣瓶也有幾十公斤重，非一人之力所能搬動。而運(yùn)輸幾十噸、上萬噸的氫將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)成本，還存在安全風(fēng)險。
“而甲醇的出氫量達(dá)到18.75%，即100公斤甲醇可以放出18.75公斤氫。這些氫用高壓容器壓縮后一輛卡車?yán)涣耍粐嵓状加贸Ｒ?guī)壓力的容器就可以拉走，經(jīng)濟(jì)性好。”他對比說。
能源不受限制
液態(tài)陽光的應(yīng)用面非常廣。當(dāng)前如火如荼的新能源車就是應(yīng)用目標(biāo)之一。
李燦表示，當(dāng)前市場上的新能源車主要有兩類：純電動車和氫能源車。前者所用的電并非純綠色，而是灰色的，因?yàn)閲译娋W(wǎng)中仍有接近60%的火電；而后者所依賴的氫也是來自煤化工領(lǐng)域，因其目前制氫成本低于電解水。
不過，他認(rèn)為，長遠(yuǎn)來看，第三條路——即綠色甲醇燃料車有著很大的發(fā)展前景?！熬G色甲醇就像汽油一樣可以用汽車的內(nèi)燃機(jī)燃燒，但它排放的是水和氫，非常環(huán)保?！崩顮N表示，相關(guān)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)十分成熟。
在工信部發(fā)布的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》中，甲醇汽車已被納入綠色產(chǎn)品，該規(guī)劃還提出要促進(jìn)甲醇汽車等替代燃料汽車推廣。目前，甲醇燃料已在船舶航運(yùn)行業(yè)開始研發(fā)推廣。早在2012年至2018年，工信部還牽頭組織了大規(guī)模的甲醇汽車試點(diǎn)運(yùn)行項(xiàng)目，全面驗(yàn)證了甲醇燃料和甲醇汽車應(yīng)用的環(huán)保性、適用性和可靠性。比如浙江吉利集團(tuán)在貴州省已經(jīng)推廣了上萬輛甲醇汽車。
“從戰(zhàn)略資源角度來考慮，假如所有的汽油都用甲醇來代替，我國石油進(jìn)口的問題就大大的緩解，國家能源安全就沒有那么大的風(fēng)險?！崩顮N說，而如果采用甲醇作為燃料，新能源汽車發(fā)展也無懼鋰資源的制約。
那么，液態(tài)陽光的發(fā)展是否會受制于水資源壓力呢？對此，李燦表示，盡管綠氫要從水里產(chǎn)生，但制氫所用水量并不大，9噸水可產(chǎn)生1噸氫（一個非常大的量）。而且電解水也可以采用凈化過的礦井廢水。此外，李燦團(tuán)隊(duì)還在策劃海水電解水的研究。
目前工業(yè)領(lǐng)域甲醇產(chǎn)能每年在9000萬噸，如果用液態(tài)陽光甲醇來代替，就可以減排1.2億噸以上的二氧化碳。李燦表示，盡管近幾年受到疫情影響，十萬、數(shù)十萬噸綠色甲醇制造已經(jīng)起步?！皹酚^預(yù)測，2030年其減碳貢獻(xiàn)份額將進(jìn)一步增大，最終它一定會贏。”他說。
“硬科技”不能缺
作為國家戰(zhàn)略科技力量，中國科學(xué)院近日啟動“雙碳行動計劃”，提出“三步走”行動策略?！巴苿与p碳目標(biāo)，大連化物所也責(zé)無旁貸，要發(fā)揮更大的科技支撐作用，我們在學(xué)科上正在強(qiáng)化和轉(zhuǎn)型?！崩顮N說。
據(jù)介紹，除了液態(tài)陽光，大連化物所打通儲能、發(fā)電技術(shù)鏈條，已經(jīng)做出了一批“現(xiàn)成的”雙碳技術(shù)儲備，如氫能技術(shù)、燃料電池技術(shù)、新興太陽電池、儲能等。
他同時表示，實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，一個研究單位的力量仍然不夠，一定要把科學(xué)界的優(yōu)勢力量都要組織起來，把每個中國人的努力調(diào)動起來，才能實(shí)現(xiàn)國家的戰(zhàn)略發(fā)展。
對于一些青年人所認(rèn)為的“生化環(huán)材是四大‘天坑’”專業(yè)，不愿作為未來職業(yè)發(fā)展方向。李燦表示“可以理解”，但并不認(rèn)同。
他表示，生化環(huán)材都是剛性技術(shù)，也是硬核技術(shù)。往往是付出很大，但回報較低。例如從事相關(guān)專業(yè)的理工科生往往本科要奠定扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)，才能繼續(xù)成為一名優(yōu)秀的研究生、博士生。而這些領(lǐng)域讀研究生要做出巨大的努力，才可以做出原創(chuàng)性成果，很多博士生5年內(nèi)不能完成博士學(xué)位，一些女博士生即將30歲才博士畢業(yè)，影響找對象。
他建議國家重視理工科領(lǐng)域的人才培養(yǎng)，傾斜支持相關(guān)領(lǐng)域的青年科技工作者。
“從國家和人類社會的發(fā)展看，這些硬核技術(shù)缺不得?！彼f，現(xiàn)在很多青年人都想要“少花力氣多掙錢”，從事商務(wù)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營等服務(wù)領(lǐng)域，但這些領(lǐng)域就像長在大地上的草，如果沒了工業(yè)硬核技術(shù)的基礎(chǔ)支撐，就無法運(yùn)行。“就像網(wǎng)購，即便你有手機(jī)能夠付款，但前提是你要有貨物?！彼麑Ρ日f。
李燦表示，從國家層面看，剛性、硬核技術(shù)是買不來的，必須要具有自主創(chuàng)新能力。從個人方面來講，科研人員總要為國家做一些實(shí)實(shí)在在、摸得著、看得見的貢獻(xiàn)，不能玩虛的?！懊鎸倚枨螅彝用孢€是要正確導(dǎo)向。否則，大家都去做輕松的事情，都想要享受多一點(diǎn)，社會財富從哪里來？”他說。
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