中科院院士李灿:绿色和低碳不应混为一谈,绿氢或成最佳解决方案
发布者:xylona | 0评论 | 723查看 | 2022-11-07 16:35:29    

“想要解决排放二氧化碳,氢能特别是绿色氢能必不可少,它是实现碳中和一个必然的进步,但很多人没有意识到,绿色和低碳其实是分开的——低碳可以包括绿色工程,但绿色工程不一定能解决低碳问题”,11月3日,中国科学院院士、中科院大连化物所太阳能研究部部长李灿,在2022年APEC工商领导人中国论坛上如是说。


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▲中国科学院院士、中科院大连化物所太阳能研究部部长李灿


在“硬科技与产业发展”主题论坛上他表示,不应一味强调二氧化碳作为温室废气的角色,而应将之视为一种可以转化的碳资源,绿氢来转化,有了可再生能源产生的绿氢,就能实现碳资源的循环利用,实现人类可持续发展。会后,针对社会关注的“太阳能转化效率”、“液态阳光甲醇技术”等问题接受了媒体专访。


记者:太阳能的利用率近年来大幅提升,如何更进一步提升太阳能转化效率,有哪些新的基础研究成果正在转化落地的路上?


李灿:太阳能利用有很多种方式,大家最熟悉的、最典型的就是光伏发电。太阳能光伏发电近几年发展得非常快,以最具代表性的晶硅电池来说,十年前,大规模工业化的利用率只有百分之十几,而现在已经提到了百分之二十二以上,实验室能达到26%,而理论上它的理想效率是31%。也就是说,我们现在几乎快要达到天花板了。


太阳能是大自然白给的,跟其它化学转化需要考虑原材料转化率不同,在这种情况下再去谈增加百分之几已不是当务之急了。相较于效率,成本反而是大家更关注的东西——想让社会和接受这项技术,最终还是要看成本。


同样是十年前,光伏发电跟煤、气发电相比,它的成本大概在四倍以上,除了航天航空这些领域,民用几乎是无法想象的。十年后的今天,它上电网的价格差不多就0.36元左右,几乎就是“白菜价”,成本甚至低于火电。正因如此,两年前我国取消了对光伏发电的政府补贴,但这丝毫没有影响光伏市场的疯长。究其原因,还是因为市场接受、认可了它,自主发展的势头才会这么好。


记者:在您看来,液态阳光甲醇技术有着怎么样的产业前景?


李灿:我们说光伏、风电的发展很快,它们可以转化成电能,但社会的终端需求不止是电能,很多领域像是交通出行、做饭炒菜,它们对电能都不是刚需,这就要求我们想方法把一部分捕获下来的太阳能,转化成更加方便使用的能源


在过去,我们提出了电解水制氢,制出氢气储存起来,然后再使用到化工、炼冶金等各行各业中。氢气作为一种气体密度很低,储存效率太低,那怎么办?我们将它跟二氧化碳反应,转化成液体甲醇,作为一种液态燃料进行存储和运输。正因如此,我们也给液态甲醇起了一个特别形象的名字——“液态太阳”,形象地表示可以把阳装进油桶里存起来


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记者:2020年兰州新区建立液态太阳燃料合成工业化示范项目,今年中煤又在鄂尔多斯投资50亿元启动了十万吨级的液态阳光甲醇生产。您如何理解这些举措背后的意义?


李灿:在我看来,液态阳光甲醇其实是“一箭三雕”,这是指储氢,储能和二氧化碳资源化利用可以“三管齐下”。首先,它能将快速发展的可再生能源电力消纳转化为可储存运输的甲醇,实现储氢;二,它能缓解我国液体燃料短缺的能源安全问题;三,它能充分利用二氧化碳资源,减排二氧化碳助力碳中和——1吨甲醇能消纳1.375吨二氧化碳,10万甲醇消纳的就是近14万吨二氧化碳,这是非常可观的了。


在技术上人们其实探讨过很多减排的方案,但在实际操作上可行性不高,比如二氧化碳捕捉封存技术,存在一定的隐患而且成本太高,几乎是一种净投入,企业很难有自主推进下去的动力。相比之下,液态阳光甲醇技术不仅解决二氧化碳问题,同时还能产出工业基本原料,是双赢的。


记者:您觉得,像液态太阳燃料这样的新兴技术的出现,是否会给我国的工业产业带来颠覆性的变革?


李灿:有些行业是有出现颠覆性可能的,比如说甲醇的制出,理论上,如果它能做到很大规模,那么是有望将我国的汽油需求替代下来的,那么我们就不需要大量进口石油了,在能源安全和能源定价上就更有主动权和话语权。


记者:在推动企业发展这些技术的过程中,您觉得他们最聚焦的难题是什么?


李灿:成本。以液态阳光甲醇举例,它前期最大的投入就是光伏,这个投资成本是很高的,且成本回收至少要10年,这对于很多小企业而言是巨大的负担。再者它需要的是多种技术解决方案的集成体,而非某种单一的技术,它是一个庞大的系统工程,很多小企业没有这个能力“吃”下这么大的“蛋糕”。正因如此,我们现在看到的项目都是由大集团企业在牵头。


随着大规模产业化的推进和人们对技术的日臻熟悉,整个系统工程一定会进一步缩小精简,有了第一个成功范例后面就会好做。


记者:近年来“储能”也是一个人们常常谈及的话题。


李灿:是的,光伏发电是白天可以发电,但是晚上就不能了,但电网是经不起这样折腾的,电网需要的是平稳输出。储能的话就能做到把白天一部分电匀出来,等到了晚上再放出来。


在大规模储能方面现在说的比较多的是“水光互补”,即一个水库本来本身在发电,白天水聚集起来少发一些电,主要利用白天的太阳光发电,等到了晚上没有太阳光发电了,再去控制水电补上。我国现在就有一个很好的“水光互补”的储能实例——青海的龙羊峡水电站,通过计算控制,它一直在很稳定地向长江下游供电。不过“水光互补”这种模式对地理条件要求很高。


此外我这几年也有一直在提的“光热发电”,它不用水电“找补”,而是作为热能储存起来,通过调控热介质,让它在需要的时候可以像火电一样平稳地发电。目前,这种技术的材料已经有了,只是成本需要再降下来。

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