液态太阳燃料合成
关键词：液态阳光、二氧化碳排放、自然光合作用、太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢合成甲醇、液态太阳燃料合成示范项目装置
描述：液态太阳燃料合成利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产“绿色”氢能、并将二氧化碳加氢转化为“绿色”甲醇等液体燃料，被形象地称为“液态阳光”。它不仅是解决二氧化碳排放的根本途径，是一种道法“自然光合作用”、实现人工光合成绿色能源的过程。为解决可再生能源间歇性问题和“弃光、弃风、弃水”问题提供了新的策略；将二氧化碳作为碳资源转化利用，并解决氢能储存和运输的安全难题，为进行低碳乃至零碳、清洁的能源革命提供了创新的技术路线。
“液态太阳燃料合成示范项目”是大连化物所李灿院士根据我国能源与生态环境现况建议在西部地区先行先试的一个千吨级示范项目。我国可再生能源潜力巨大，二氧化碳减排任务艰巨。如何利用可再生能源替代化石燃料、保障液体燃料供给，实现低碳经济，成为关系我国能源安全及经济可持续发展的重要课题。液态太阳燃料合成提供了一条从可再生能源到绿色液体燃料甲醇生产的全新途径，它利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产“绿色”氢能、并将二氧化碳加氢转化为“绿色”甲醇等液体燃料，被形象地称为“液态阳光”。它不仅是解决二氧化碳排放的根本途径，也是将间歇分散的太阳能等可再生能源收集储存的一种新的储能技术，是一种道法“自然光合作用”、实现人工光合成绿色能源的过程。
该项目基于李灿团队开发的两项关键创新技术：
（1）高效、低成本、长寿命规模化电催化分解水制氢技术。在单套电解槽上实现大于1000标方氢/小时规模化产氢，单位氢能耗降低至4.3度电/方氢以内，是目前全球规模化碱性电解水制氢的最高效率。
（2）廉价、高选择性、高稳定性二氧化碳加氢制甲醇催化技术。开发的固溶体双金属氧化物催化剂在工业化装置上实现千吨级/年绿色甲醇合成，甲醇选择性达到98%，甲醇纯度达到99.5%，催化剂抗中毒和抗烧结，运行1000小时以上无明显失活。
该项目对发展可再生能源、缓解我国能源安全问题乃至改善全球生态平衡具有重大战略意义：
将电能转化为可储存运输的化学能，提供了高压输电之外的太阳能利用新途径，为解决可再生能源间歇性问题和“弃光、弃风、弃水”问题提供了新的策略；将二氧化碳作为碳资源转化利用，并解决氢能储存和运输的安全难题，为进行低碳乃至零碳、清洁的能源革命提供了创新的技术路线。
随着可再生能源发电成本和电解水制氢成本的进一步降低，绿色氢能和太阳燃料生产成本将大幅降低，通过规模化二氧化碳捕获（CCS）及资源化利用（CCSU），促进可再生能源更大规模的发展。有望从根本上改善我国生态环境，助力解决全球碳排放及气候变化问题。
项目通过现场72小时考核
据悉，由中国科学院大连化学物理研究所、兰州新区石化产业投资集团有限公司、华陆工程科技有限公司三方联合申请，10月5日至8日，中国石油和化学工业联合会组织专家在新区绿色化工园区对“液态太阳燃料合成示范项目装置”进行了现场72小时考核。
此次考核会由中国石油和化学工业联合会科技项目处处长赵明带队，专家组阵容“豪华”。其中包括北京大学刘海超教授、中国科学院长春应用化学研究所邢巍研究员、兰州理工大学李贵贤教授、兰州大学徐彩玲教授，专家组组长由刘海超教授担任。
在考核启动会上，专家组详细查阅了该项目运行资料，认真听取了现场标定方案，并提出了专业建议。在考核过程中，专家组一行深入项目现场对该项目装置运行情况进行了实地详细考察，查看了生产运行、化验分析等数据，并详细询问了装置运行相关情况，确保本次考核数据真实、有效。
经过72小时的现场标定，专家组一致认为该项目装置完全达到考核方案各项指标要求，顺利通过现场考核，达成既定目标。
据兰州新区专精特新化工科技有限公司副总经理李芳芳介绍，项目装置顺利通过72小时现场考核，标志着液态太阳燃料合成示范项目再次取得重大进展，完成了生产运行使命。“这将为开发工艺包，形成成套工业化生产技术，加速产业化进程奠定良好的基础。”李芳芳说。
人类又多了一种清洁能源
在过去的两个世纪，化石燃料为社会经济带来了指数级增长。但如今，人类却不得不面对这一增长带来的一系列后果——气候变化、环境恶化、能源安全等。
当化石能源枯竭时，人类是否有应对之策？“液态阳光”可能是解决问题的关键之一。
陈文海认为，位于兰州新区的全球首个“液态太阳燃料合成示范项目”建设意义正在于此。所谓“液态阳光”就是把太阳能和风能发出来的电，通过制氢变成氢，然后氢再跟二氧化碳合成甲醇。“液态太阳燃料合成示范项目的成功实施，对我国碳减排及生态文明建设具有重要的意义，尤其是对西部地区可再生能源高效利用、储存消纳可再生能源具有重要的现实意义”。
据新区石投集团总经理姜锦介绍，液态太阳燃料合成示范项目基于中科院大连化物所李灿院士团队开发的两项关键创新技术：高效、低成本、长寿命规模化电催化分解水制氢技术和廉价、高选择性、高稳定性二氧化碳加氢制甲醇催化技术。
项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢合成甲醇三个基本单元构成，总占地约289亩，总投资约1.4亿元。项目达产后可每年生产“液态阳光”甲醇1440吨。
据姜锦介绍，该项目可有效利用不稳定的风、光、水能等可再生能源，在高峰时发电驱动电解水制氢，通过二氧化碳加氢制甲醇，运用上述工艺过程将不稳定、低密度的可再生能源转化为高热值的化学品，对解决我国，尤其是西部地区“弃风、弃光、弃水”现象，消纳清洁能源产能具有非常重要的意义。此外，“液态阳光”甲醇又是绿氢载体，将有效解决氢能储存和运输的安全难题。
|
