中國科學院院士李燦表示，氫能是人類未來發(fā)展的方向，“液態(tài)陽光”作為太陽燃料，主要解決當下氫能的安全問題與可持續(xù)發(fā)展問題，從源頭來解決燃料技術(shù)的清潔化。

“如今，極端天氣和災(zāi)難越來越頻發(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”新疆綠能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家學術(shù)交流會上，中國科學院院士李燦接受《中國能源報》記者采訪時說，“不是危言聳聽，這次不是‘狼來了’，而是‘狼真的來了’。在此背景下，我們要更加關(guān)注新能源發(fā)展。”

李燦表示，氫能是人類未來發(fā)展的方向，“液態(tài)陽光”作為太陽燃料，主要解決當下氫能的安全問題與可持續(xù)發(fā)展問題，從源頭來解決燃料技術(shù)的清潔化。“發(fā)展綠色氫能和液態(tài)陽光甲醇是發(fā)展綠色能源的重要路線之一，對保障國家能源安全、實現(xiàn)碳減排具有重要意義。”

綠氫是實現(xiàn)碳中和的重要路徑

在李燦看來，全球氣候變化的主要原因，就是人類過度開發(fā)和使用煤炭、石油、天然氣等化石能源，導致生態(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，氣候變化對人類生存造成了嚴重威脅。

去年，在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會上締約國達成協(xié)議，同意“過渡遠離”化石燃料，逐步退出（轉(zhuǎn)型離開）化石能源，風電，光伏、核電成為發(fā)展方向，以避免氣候變化的最壞影響。

隨著國際形勢惡化和氣候危機加劇，我國實現(xiàn)“雙碳”目標面臨更大挑戰(zhàn)。但是，在李燦看來，實施“雙碳”目標是我國高質(zhì)量發(fā)展的契機，而新能源的發(fā)展則是解決氣候變化的最主要手段。

當前，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)來源劃分，可將氫分為灰氫、藍氫、綠氫。值得注意的是，綠氫是由風電、光伏等可再生能源分解水制成，制氫過程不產(chǎn)生二氧化碳。

“尤其是綠氫應(yīng)用，正成為實現(xiàn)碳中和目標、經(jīng)濟高質(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題。”李燦強調(diào)，氫能是實現(xiàn)“雙碳”目標的主要抓手，每個方向可形成上萬億的產(chǎn)業(yè)。

在李燦看來，“有了綠氫，從源頭上就可以解決一些二氧化碳排放的問題，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)陽光項目已有應(yīng)用

當談及可再生能源發(fā)展的情況，李燦表示，我國是光伏發(fā)電及裝機量最多的國家，而大規(guī)模儲能是上網(wǎng)所亟需的技術(shù)。同時，我國加大可再生能源的消納勢在必行。據(jù)規(guī)劃，我國可再生能源裝機到2030年有望達到17億千瓦以上，亟需為消納這些可再生能源做好準備。“而太陽燃料可以合成低碳燃料和化學品，減緩我國液體燃料短缺問題。”李燦說。

據(jù)了解，李燦院士團隊已突破了可再生能源太陽能電解水制取綠氫和二氧化碳加氫制“液態(tài)陽光”燃料的關(guān)鍵技術(shù)，利用太陽能、水和二氧化碳合成了液體燃料甲醇，同時實現(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)的甲醇在整個生產(chǎn)過程中不僅不產(chǎn)生二氧化碳，還會利用空氣中的二氧化碳來合成高附加值的甲醇燃料，是助力實現(xiàn)碳中和目標切實可行的技術(shù)路徑。

如今，這種技術(shù)早已從實驗室走向了應(yīng)用。2020年1月，全球首套直接太陽能液態(tài)陽光千噸級示范工程在蘭州新區(qū)試車成功，邁出了將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。該工程集成了太陽能發(fā)電、電解水制氫和二氧化碳捕獲及加氫制甲醇等多項技術(shù)，不僅解決了光伏與制氫技術(shù)匹配的問題，還解決了夜間和白天加氫連續(xù)性的問題（離網(wǎng)體系的連續(xù)運行）。此外，中煤集團也在鄂爾多斯籌備建設(shè)一個年產(chǎn)10萬噸級“液態(tài)陽光”工程。“事實證明，這是切實可行的碳中和路徑。”李燦說。

“液態(tài)陽光”具有多重優(yōu)勢

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

“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厚，非常適宜發(fā)展綠色氫能和液態(tài)陽光技術(shù)。”李燦指出，這些區(qū)域可以憑借可再生能源資源稟賦，推進當?shù)氐哪茉崔D(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級，進而推動地方經(jīng)濟實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

甲醇作為理想的化學儲氫分子，有助于解決氫的制、儲、運的成本和安全問題。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、航運上，國際海運組織開始要求船運推廣使用綠色（甲醇）燃料，全球船運巨頭馬士基集團等在全球部署船舶綠色甲醇燃料生產(chǎn)、供應(yīng)體系；國際航運也在倡導使用綠色航煤（SAF）。

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

“‘液態(tài)陽光’可以實現(xiàn)‘一箭三雕’。”李燦告訴記者，首先，它可解決風電、光伏等間歇性能源的規(guī)模化儲能和調(diào)峰問題，規(guī)模化消納可再生能源，解決棄風、棄光問題。例如，10萬噸甲醇相當于6億度電，可長時儲存700MW級光伏電。

其次，甲醇作為氫能的載體，解決氫能制備、儲存和運輸?shù)陌踩院统杀締栴}。甲醇水汽重整制氫技術(shù)趨于成熟，條件溫和，儲氫量可達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題。規(guī)模化生產(chǎn)液態(tài)陽光甲醇，可兼顧經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)變廢為寶，并可緩解我國液態(tài)燃料短缺的局面。