中國科學院院士李燦：氫能是人類未來發展的方向

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

“如今，極端天氣和災難越來越頻發，已經危及人類的可持續發展。”近日，在“綠色能源與產業未來”新疆綠能產業發展專家學術交流會上，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，我們要更加關注新能源發展。”

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

綠氫是實現碳中和的重要路徑

在李燦看來，全球氣候變化的主要原因，就是人類過度開發和使用煤炭、石油、天然氣等化石能源，導致生態失衡，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，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議，同意“過渡遠離”化石燃料，逐步退出（轉型離開）化石能源，風電，光伏、核電成為發展方向，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“雙碳”目標面臨更大挑戰。但是，在李燦看來，實施“雙碳”目標是我國高質量發展的契機，而新能源的發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、安全可持續的二次能源，其開發利用被認為是能源變革的重要方式之一。在制氫環節，按照生產來源劃分，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，制氫過程不產生二氧化碳。

“尤其是綠氫應用，正成為實現碳中和目標、經濟高質量發展的主要路徑。它可從工業源頭和終端解決二氧化碳排放問題。”李燦強調，氫能是實現“雙碳”目標的主要抓手，每個方向可形成上萬億的產業。

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域的碳排放。”數據顯示，目前綠氫在交通領域的應用占12%，化工領域占12%，冶金領域占13%，材料領域占10%。“上述排放都屬于剛性排放，總共占到50%左右。”

規模化液態陽光項目已有應用

當談及可再生能源發展的情況，李燦表示，我國是光伏發電及裝機量最多的國家，而大規模儲能是上網所亟需的技術。同時，我國加大可再生能源的消納勢在必行。據規劃，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“液態陽光”燃料的關鍵技術，利用太陽能、水和二氧化碳合成了液體燃料甲醇，同時實現了可再生能源利用和二氧化碳減排。

值得注意的是，與傳統甲醇燃料不同，這種技術生產的甲醇在整個生產過程中不僅不產生二氧化碳，還會利用空氣中的二氧化碳來合成高附加值的甲醇燃料，是助力實現碳中和目標切實可行的技術路徑。

如今，這種技術早已從實驗室走向了應用。2020年1月，全球首套直接太陽能液態陽光千噸級示范工程在蘭州新區試車成功，邁出了將太陽能等可再生能源轉化為液體燃料工業化生產的第一步。該工程集成了太陽能發電、電解水制氫和二氧化碳捕獲及加氫制甲醇等多項技術，不僅解決了光伏與制氫技術匹配的問題，還解決了夜間和白天加氫連續性的問題（離網體系的連續運行）。此外，中煤集團也在鄂爾多斯籌備建設一個年產10萬噸級“液態陽光”工程。“事實證明，這是切實可行的碳中和路徑。”李燦說。

“液態陽光”具有多重優勢

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

“尤其是西北地區，如內蒙古、新疆、甘肅、青海、寧夏等省區，可再生能源資源條件得天獨厚，非常適宜發展綠色氫能和液態陽光技術。”李燦指出，這些區域可以憑借可再生能源資源稟賦，推進當地的能源轉型和產業升級，進而推動地方經濟實現高質量發展。

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，綠色甲醇在交通領域及供熱領域都有規模化應用。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、供應體系；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化中樞，不僅可長期、穩定、安全儲存可再生能源，而且還能解決可再生電力在供給側和市場端隨機變化難題。

“‘液態陽光’可以實現‘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模化儲能和調峰問題，規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、儲存和運輸的安全性和成本問題。甲醇水汽重整制氫技術趨于成熟，條件溫和，儲氫量可達18.75%。

最后，甲醇還可以資源化轉化二氧化碳，解決工業剛性排放二氧化碳的問題。規模化生產液態陽光甲醇，可兼顧經濟發展，實現變廢為寶，并可緩解我國液態燃料短缺的局面。