綠氫工業(yè)化應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)碳中和的必由之路

 

1、技術(shù)自主領(lǐng)先。氫能規(guī)模化利用難，難在成本，因?yàn)闅淠芾贸杀局械?0%源于氫的壓縮、儲(chǔ)存和運(yùn)輸。“規(guī)?；?、低成本、高效用”是氫能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵?？萍冀缫惨恢敝铝τ谄平膺@個(gè)難題。中科院2020年度科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化亮點(diǎn)工作之一“液態(tài)陽(yáng)光合成項(xiàng)目(二氧化碳加氫制甲醇專利技術(shù))”為碳中和提供了新思路。

 

液態(tài)陽(yáng)光甲醇合成，是利用大規(guī)?？稍偕茉慈缣?yáng)能、風(fēng)能、水能等發(fā)電，進(jìn)而電解水產(chǎn)氫，用可再生能源產(chǎn)生的氫氣與二氧化碳反應(yīng)生成綠色甲醇，從而把可再生能源的能量存儲(chǔ)在液體燃料甲醇中。這提供了減排二氧化碳、儲(chǔ)存可再生能源再利用的切實(shí)可行的新技術(shù)。在這里，綠色甲醇吃掉二氧化碳，用碳不增碳，成為綠氫的有效液態(tài)載體，儲(chǔ)運(yùn)非常便利。在具體利用方面，可以利用現(xiàn)有設(shè)施，配套適當(dāng)?shù)募状冀鈿溲b置，進(jìn)入原有工藝，無(wú)需大規(guī)模改造。通過(guò)“液態(tài)陽(yáng)光工程”既可解決工業(yè)領(lǐng)域剛性排放數(shù)億噸級(jí)二氧化碳，又可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；稍偕茉创鎯?chǔ)再利用，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的顛覆性技術(shù)和可行技術(shù)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。

 

2、甲醇市場(chǎng)成熟。中國(guó)在甲醇領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了將近二十年的國(guó)家層面的推廣。目前國(guó)內(nèi)甲醇的生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)業(yè)鏈完善，成本低于汽油和柴油。甲醇除了直接用于燃燒，還可用于內(nèi)燃機(jī)和甲醇重整制氫燃料電池。2019年八部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于在部分地區(qū)開(kāi)展甲醇汽車應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)甲醇混合動(dòng)力汽車、甲醇增程式電動(dòng)汽車、甲醇燃料電池汽車產(chǎn)品，支持各地推進(jìn)甲醇燃料生產(chǎn)及加注體系建設(shè)。

 

3、甲醇制氫優(yōu)勢(shì)。綠色甲醇是液態(tài)含氫元素比例最高的清潔能源，能量密度高, 其儲(chǔ)氫重量密度高達(dá)12.5wt%，常溫常壓下的甲醇儲(chǔ)氫要明顯優(yōu)于液化(多級(jí)壓縮且冷卻能耗巨大)、高壓(安全性無(wú)法保證)和其他儲(chǔ)氫技術(shù);甲醇制氫裝置簡(jiǎn)單，以綠色甲醇為原料制氫投資少、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)能力易調(diào)節(jié);甲醇的安全性高，其作為液體儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)陌踩院捅憬菪远际堑锰飒?dú)厚的;甲醇做為燃料十分穩(wěn)定、揮發(fā)性較低，適合燃料電池的操作。這些優(yōu)勢(shì)高壓氣氫和液氫難以與之比肩。

 

國(guó)資委印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)中央企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做好碳達(dá)峰碳中和工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》明確提出“國(guó)有企業(yè)要加大綠色低碳投資，積極開(kāi)展低碳零碳負(fù)碳技術(shù)開(kāi)發(fā)”，提出“穩(wěn)步構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)體系，結(jié)合工業(yè)、交通等領(lǐng)域典型應(yīng)用場(chǎng)景，積極部署產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉俄?xiàng)目”。同時(shí)以工業(yè)企業(yè)為推動(dòng)的重點(diǎn)，“鼓勵(lì)企業(yè)積極開(kāi)展綠色低碳先行示范，培育示范企業(yè)，打造示范園區(qū)”。這些高屋建瓴的低碳建設(shè)指導(dǎo)思想為綠氫的規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用指明了方向。

 

作為碳中和的主力軍，綠色甲醇能夠發(fā)揮“綠色液體載氫”功能，通過(guò)嫁接成熟的甲醇市場(chǎng)化應(yīng)用技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，配套甲醇重整解氫，開(kāi)展綠氫規(guī)?；I(yè)應(yīng)用，既能夠滿足“雙碳目標(biāo)”戰(zhàn)略要求，又為綠氫成本突破爭(zhēng)取了時(shí)間，是目前實(shí)現(xiàn)工業(yè)降碳的最優(yōu)路徑，具備規(guī)?；瘧?yīng)用條件。

 

能源轉(zhuǎn)型需要政府的推動(dòng)力，可以借鑒燃料電池汽車示范城市群的成功經(jīng)驗(yàn)，采取政、資、產(chǎn)、學(xué)、研、用多方合作的方式，組成“綠氫(綠色甲醇)制、儲(chǔ)、運(yùn)、用規(guī)?；痉秴f(xié)同體”，選擇幾個(gè)條件合適的區(qū)域建設(shè)大規(guī)模綠氫(綠色甲醇)制備示范園區(qū)，并開(kāi)展規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用路線研發(fā)與應(yīng)用，可以起到杠桿作用，事半功倍。對(duì)示范園區(qū)給與電價(jià)優(yōu)惠政策、對(duì)工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景給與配套綠色資金支持，進(jìn)而帶動(dòng)電解槽規(guī)模化生產(chǎn)制造，實(shí)現(xiàn)成本突破，帶動(dòng)整體成本的大幅下降，實(shí)現(xiàn)綠色能源“安全、穩(wěn)定、清潔、經(jīng)濟(jì)、永續(xù)”地造福人類社會(huì)。