近日，中國能建中電工程華北院中標(biāo)鄂爾多斯10萬噸/年液態(tài)陽光——二氧化碳加綠氫制甲醇技術(shù)示范項目風(fēng)光制氫一體化標(biāo)段初步設(shè)計服務(wù)項目。該項目的中標(biāo)是華北院依托在"風(fēng)光氫＋綠色化工"領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，推動項目落地的具體體現(xiàn)。
液態(tài)陽光智慧管控平臺，圖源華北電力設(shè)計院有限公司
該項目是全球首個液態(tài)陽光技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化示范項目。項目利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源綠電通過電解水生產(chǎn)綠氫，再與煤化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳通過人工光合作用產(chǎn)生液態(tài)陽光燃料——"綠色甲醇"。本項目的建設(shè)將打通液態(tài)陽光技術(shù)全流程，對推動我國可再生能源大規(guī)模制氫與煤化工產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、實現(xiàn)煤化工產(chǎn)業(yè)向零碳綠色化工轉(zhuǎn)型、緩解國家能源安全問題都具有重大戰(zhàn)略意義。
近年來，華北院積極響應(yīng)國家雙碳戰(zhàn)略和"兩個一體化"能源戰(zhàn)略，圍繞中國能建提出的“30·60”系統(tǒng)解決方案“一個中心”和氫能、儲能“兩個基本點”， 不斷打造全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)優(yōu)勢。在新能源制氫領(lǐng)域，華北院始終走在創(chuàng)新第一方陣，實現(xiàn)多項技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新集成，構(gòu)建了“風(fēng)光氫+綠色化工”一體化應(yīng)用解決方案，貫通能源與化工兩大業(yè)務(wù)領(lǐng)域，憑借華北院獨有的風(fēng)光資源匹配等核心技術(shù)，形成了可復(fù)制、可推廣、投資可行的源網(wǎng)荷儲一體化商業(yè)模式，與世界多個頭部化工企業(yè)達成戰(zhàn)略合作，協(xié)同推進多個項目實施。
該項目的中標(biāo)將進一步提升華北院在風(fēng)光氫+綠色化工業(yè)務(wù)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，為相關(guān)業(yè)務(wù)拓展提供強有力的支撐，助力華北院高質(zhì)量發(fā)展。
“液態(tài)陽光”（Liquid Sunshine），即“清潔甲醇”和“綠色甲醇”，是指生產(chǎn)過程中碳排放極低或為零時制得的甲醇。
不少業(yè)界專家學(xué)者認為，甲醇來源豐富，既可以來自傳統(tǒng)化工行業(yè)，也可以通過可再生能源制備獲得，且在存儲運輸方面可以完全復(fù)用目前的化石燃料的供應(yīng)鏈，整體的社會建設(shè)成本更低。
世界能源結(jié)構(gòu)正面臨深刻調(diào)整，氫能已成為各國未來能源戰(zhàn)略的重要組成部分。自2020年“雙碳”目標(biāo)提出后，我國氫能產(chǎn)業(yè)熱度持續(xù)攀升，而甲醇重整制氫正逐漸成為現(xiàn)階段氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個“新風(fēng)口”。
甲醇常溫下為液體，與高壓儲氫相比，甲醇是非常好的液體儲氫、運氫載體，便于儲存運輸，系統(tǒng)無高溫高壓，運行更加安全可靠。甲醇重整制氫燃料電池實現(xiàn)氫氣“即產(chǎn)即用”，更加經(jīng)濟、現(xiàn)實可行。同時，甲醇生產(chǎn)技術(shù)成熟，當(dāng)前我國已是全球最大甲醇生產(chǎn)國。
在基礎(chǔ)實施建設(shè)上，甲醇補給配套體系可以充分利用現(xiàn)有的加油站系統(tǒng)，將傳統(tǒng)加油機的加注槍更換為甲醇加注槍即可，而且甲醇燃料加注時間短。加氫站造價極高，成本超過甲醇補給站的100倍。
化工廠概念示意圖，圖源視覺中國
此前根據(jù)報道，液態(tài)陽光燃料入選2022年度IUPAC化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)。
注：2019年，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）推出了“化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)（Top Ten Emerging Technologies in Chemistry）”項目，以紀(jì)念I(lǐng)UPAC成立100周年暨門捷列夫元素周期表首次出版150周年。該項目旨在展示化學(xué)的變革性價值，并讓公眾了解化學(xué)科學(xué)在促進社會福祉和地球可持續(xù)發(fā)展方面的潛力。
植物通過光合作用將二氧化碳和太陽能轉(zhuǎn)化為葡萄糖。同樣化學(xué)家通過創(chuàng)制“人工光合作用”模擬這一過程。液態(tài)太陽燃料技術(shù)就是這樣一種模擬自然光合作用的人工光合成技術(shù)，利用太陽能、水和二氧化碳生產(chǎn)甲醇等富含能量物質(zhì)，有望替代當(dāng)下的化石衍生燃料。此外，液態(tài)太陽燃料同電池一樣，可提供間歇性可再生能源儲存的新機會。液態(tài)太陽燃料技術(shù)也因此被認為是“瓶裝可再生能源”和生產(chǎn)綠色化學(xué)品的戰(zhàn)略。
當(dāng)前，太陽燃料示范工廠已開始在世界各地出現(xiàn)，美國、歐洲和亞洲的投資機構(gòu)都在推動在該技術(shù)領(lǐng)域的合作，甲醇制氫正走上產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路。
2019年，中國科學(xué)院大連化物所李燦院士團隊與蘭州新區(qū)石化產(chǎn)業(yè)投資集團合作，在蘭州新區(qū)啟動了國內(nèi)第一個太陽燃料生產(chǎn)示范工程——二氧化碳加氫合成甲醇技術(shù)開發(fā)項目。2020年1月，項目首次試車成功并生產(chǎn)出60%的粗甲醇，邁出了液態(tài)太陽燃料工業(yè)化生產(chǎn)第一步。液態(tài)太陽燃料合成項目被列入中國科學(xué)院2020年一季度重大科技成果轉(zhuǎn)化亮點工作，榮獲2021年度中國可再生能源學(xué)會科學(xué)技術(shù)發(fā)明一等獎和首屆香港TERA-Award智慧能源創(chuàng)新大賽金獎。
2022年，氫能頂層設(shè)計落地，產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，甲醇制氫相關(guān)項目不外如是。相關(guān)閱讀：甲醇制氫如何撬動氫能產(chǎn)業(yè)？
進入2023年，1月4日，內(nèi)蒙古能源局發(fā)布《內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局關(guān)于實施興安盟京能煤化工可再生能源綠氫替代示范項目等風(fēng)光制氫一體化示范項目的通知》。中煤鄂爾多斯能源化工有限公司10萬噸/年液態(tài)陽光—二氧化碳綠氫制甲醇技術(shù)示范項目成功入選該項目清單。該項目總投資49億元，配套新能源規(guī)模62.5萬千瓦，制氫能力2.1萬噸/年，計劃2023年6月開工建設(shè)。
1月10日，巴彥淖爾經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)與揚州吉道能源有限公司簽訂新能源制氫、生物制綠色甲醇及綠氫設(shè)備裝配制造項目框架合作協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，吉道能源擬在巴彥淖爾市投資250億元建設(shè)新能源制氫、生物制綠色甲醇項目，該項目計劃在開發(fā)區(qū)投資建設(shè)年產(chǎn)100臺綠氫設(shè)備裝配制造項目，并將公司總部、行政辦公場所、研發(fā)中心落地開發(fā)區(qū)，建成后GDP可達12-14億元。
全球氫能認為，大力發(fā)展液態(tài)陽光甲醇經(jīng)濟是解決我國光能及風(fēng)能消納問題、提高液態(tài)燃料自給率、助推國內(nèi)雙碳目標(biāo)加速實現(xiàn)的重要途徑之一，隨著液態(tài)陽光甲醇優(yōu)勢作用不斷凸顯，行業(yè)快速發(fā)展將是大勢所趨。
