近日,由張家口市政府主辦的第三屆長城·國際可再生能源論壇正式召開。論壇以"智領能源革命、探索共贏之路"為主題,來自政府部門、學術機構以及知名企業的代表聚焦能源基礎領域和前沿領域,圍繞推動能源革命和加快綠色低碳發展的路徑展開討論。
其中(zhong),中(zhong)國科(ke)學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)大連化學(xue)(xue)物理研究(jiu)所研究(jiu)員(yuan)、中(zhong)國科(ke)學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士李(li)燦指出,通(tong)過將(jiang)太陽能電力電解(jie)(jie)水制取的(de)(de)(de)"綠氫"進一步(bu)與(yu)二氧化碳反應轉化為甲(jia)醇的(de)(de)(de)"液態陽光"思路(lu),將(jiang)有效解(jie)(jie)決(jue)氫的(de)(de)(de)存儲(chu)問題。
圖(tu)1中(zhong)國科學院大連化學物理研究(jiu)所研究(jiu)員、中(zhong)國科學院院士李燦
"今年新(xin)冠肺炎病(bing)毒肆虐(nve)全球,成為全世界最關(guan)注(zhu)的話題(ti),也讓人們認識到人類的脆弱,事實上,它與影(ying)響人類可持(chi)續(xu)發展(zhan)的另外一個問題(ti)——氣(qi)候變化息(xi)息(xi)相關(guan)。"李燦(can)表示(shi),越(yue)來越(yue)多的證據表明(ming),新(xin)冠病(bing)毒疫情的發生和流(liu)行,與生態環境的惡化有著密切的聯(lian)系,所(suo)以人類的可持(chi)續(xu)發展(zhan),將是一個是重(zhong)大、長期的課(ke)題(ti),而發展(zhan)太陽能(neng)等可再生能(neng)源,是讓地球回歸(gui)生態平衡的必經之(zhi)路(lu)。
李燦指出,開發(fa)太陽能(neng)(neng)等可再生能(neng)(neng)源,將足(zu)以支(zhi)(zhi)撐(cheng)人類(lei)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan),科學家研究顯示,地(di)球表面一小時接收的(de)(de)(de)太陽能(neng)(neng),就(jiu)(jiu)可以滿足(zu)全世界全年的(de)(de)(de)能(neng)(neng)源消耗,而我國作為太陽能(neng)(neng)資源非常豐富的(de)(de)(de)國家,將西(xi)北戈壁(bi)灘不到70%的(de)(de)(de)面積用(yong)來建設光(guang)伏(fu)電站,假定效(xiao)率僅為10%,就(jiu)(jiu)可以支(zhi)(zhi)撐(cheng)全國的(de)(de)(de)能(neng)(neng)源消耗。他(ta)表示,近年來,我國光(guang)伏(fu)、光(guang)熱發(fa)電發(fa)展(zhan)迅速(su),規模快速(su)增長,技術也不斷提升,未來將在保障(zhang)能(neng)(neng)源安(an)全方面發(fa)揮重要作用(yong)。
不過(guo),作為可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)太陽能(neng)(neng)(neng)和風(feng)能(neng)(neng)(neng),其波動性(xing)、間(jian)歇性(xing),以(yi)及分布不均(jun)衡等問題,始終是持續大(da)(da)規模發展(zhan)的(de)(de)一大(da)(da)瓶(ping)頸。在(zai)李(li)燦(can)看來,通過(guo)將太陽能(neng)(neng)(neng)轉化(hua)為氫能(neng)(neng)(neng)等"化(hua)學(xue)(xue)能(neng)(neng)(neng)"的(de)(de)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)方(fang)式,是一條(tiao)重要的(de)(de)路徑。"可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)要大(da)(da)規模發展(zhan),就(jiu)需要‘化(hua)學(xue)(xue)能(neng)(neng)(neng)’。用儲(chu)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)技(ji)術(shu)把(ba)波動的(de)(de)電(dian)能(neng)(neng)(neng)穩定下來,對解決可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)波動性(xing)、間(jian)歇性(xing)意義重大(da)(da)。"他表(biao)示,"可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)的(de)(de)規律與制(zhi)氫的(de)(de)規律吻(wen)合的(de)(de)非常好(hao)(hao),用制(zhi)氫技(ji)術(shu)可(ke)(ke)以(yi)很好(hao)(hao)的(de)(de)解決可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)(de)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)以(yi)及棄(qi)光棄(qi)風(feng)問題。"
談及可再生能源制(zhi)氫技術(shu),李燦表示,電解(jie)(jie)水制(zhi)氫已經發(fa)展了很長時(shi)間,未來有三個可能規模化應用的方向——堿性(xing)水電解(jie)(jie)、高(gao)溫(wen)固(gu)體氧化物技術(shu)和固(gu)體聚合(he)物水電解(jie)(jie)。他強調,電解(jie)(jie)水制(zhi)氫需要大(da)規模、低能耗、高(gao)穩(wen)定(ding)性(xing),目前,效率和規模化的問(wen)題(ti)仍然有待解(jie)(jie)決。
可再生能源制(zhi)取(qu)"綠氫(qing)(qing)",將有(you)效解決(jue)可再生能源的(de)消(xiao)納問(wen)題,而(er)對于(yu)"綠氫(qing)(qing)"的(de)存儲(chu),李燦提出了"液(ye)(ye)態(tai)陽光"的(de)思(si)路,即用(yong)二(er)氧化碳和(he)氫(qing)(qing)反(fan)應(ying)生產甲(jia)醇。他(ta)表示,"制(zhi)氫(qing)(qing)很重要,可再生能源制(zhi)氫(qing)(qing)有(you)諸多優點,但缺(que)點也(ye)很明顯(xian),如(ru)氫(qing)(qing)密度很小,不得不使用(yong)液(ye)(ye)氫(qing)(qing)或高(gao)壓的(de)方式,造成能耗(hao)和(he)安(an)全性等問(wen)題,所以,我(wo)們在制(zhi)氫(qing)(qing)之后要進(jin)一步(bu)解決(jue)氫(qing)(qing)的(de)儲(chu)存運輸(shu)問(wen)題。"
"二氧化碳和氫(qing)反應生成(cheng)(cheng)甲醇(chun),可以(yi)把(ba)氫(qing)的(de)能(neng)量(liang)(liang)基(ji)本上完全轉移(yi)到甲醇(chun)中,不會造(zao)成(cheng)(cheng)熱(re)力(li)學(xue)上能(neng)量(liang)(liang)的(de)損失,是一個非常好的(de)儲能(neng)方式(shi)。同(tong)時,甲醇(chun)本身(shen)就是優良的(de)燃料(liao),可以(yi)作為(wei)汽油來燃燒。"李燦介紹,甲醇(chun)的(de)儲能(neng)效率高,輸(shu)出甲醇(chun),是儲能(neng)的(de)新思路,而且可以(yi)實現大規(gui)模(mo)、長期儲能(neng),"我們用這種(zhong)方式(shi)把(ba)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)變成(cheng)(cheng)‘液態陽(yang)光’,作為(wei)‘太(tai)(tai)陽(yang)燃料(liao)’的(de)甲醇(chun),將解決氫(qing)燃料(liao)制、儲、運(yun)安(an)全等問題。"
在李燦看來,"氫能和作為(wei)‘液態陽(yang)光(guang)(guang)’的甲醇,將成(cheng)(cheng)為(wei)新的儲(chu)能形式,解決可再(zai)生(sheng)資源(yuan)(yuan)間歇性(xing)的問(wen)題,同時解決邊(bian)遠地(di)區難以(yi)上網的可再(zai)生(sheng)能源(yuan)(yuan)棄(qi)風、棄(qi)光(guang)(guang)、棄(qi)水的問(wen)題,還(huan)將成(cheng)(cheng)為(wei)除特高壓輸(shu)(shu)電之外(wai),另一(yi)種(zhong)規模(mo)化輸(shu)(shu)送(song)能源(yuan)(yuan)的途徑。"