液態(tài)陽(yáng)光甲醇是構(gòu)建現(xiàn)代能源體系的重要途徑

——訪中國(guó)科學(xué)院院士、中科院大連化物所太陽(yáng)能研究部主任李燦

中國(guó)能源新聞網(wǎng)記者張立寬

近日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局連續(xù)發(fā)布《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》《2022年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》，對(duì)加快能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、構(gòu)建現(xiàn)代能源體系做出了一系列的部署。本報(bào)記者就可再生能源消納、與氫能的耦合發(fā)展和助力“雙碳目標(biāo)”實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題采訪了中國(guó)科學(xué)院院士、中科院大連化物所太陽(yáng)能研究部主任李燦。

中國(guó)科學(xué)院院士、中科院大連化物所太陽(yáng)能研究部主任李燦

中國(guó)電力報(bào)：近日發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，展望 2035 年，綠色生產(chǎn)和消費(fèi)模式廣泛形成，非化石能源消費(fèi)比重在 2030 年達(dá)到 25%的基礎(chǔ)上進(jìn)一步大幅提高，可再生能源發(fā)電成為主體電源，碳排放總量達(dá)峰后穩(wěn)中有降，基本建成現(xiàn)代能源體系。您認(rèn)為，從技術(shù)的角度看，如何實(shí)現(xiàn)可再生能源的充分消納，使可再生能源成為發(fā)電主體電源，新型電力系統(tǒng)建設(shè)取得實(shí)質(zhì)性成效，碳排放總量達(dá)峰后穩(wěn)中有降？

李燦：清潔低碳、安全高效是現(xiàn)代能源體系的核心內(nèi)涵，也是能源系統(tǒng)現(xiàn)代化的總體要求和推進(jìn)“雙碳目標(biāo)”的重要途徑。但這些都需要發(fā)展切實(shí)可行的技術(shù)路徑做支撐。比如，為了爭(zhēng)取2030年前碳達(dá)峰，已經(jīng)計(jì)劃光伏、風(fēng)電裝機(jī)量達(dá)到12億千瓦，這將是一個(gè)有力的保障。事實(shí)上，根據(jù)各種數(shù)據(jù)分析，到2030年前可超額完成這個(gè)任務(wù)，正像《規(guī)劃》里提到的“進(jìn)一步大幅提高”。現(xiàn)在面臨的大問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)巨量光伏風(fēng)電的有效上網(wǎng)和消納問(wèn)題?，F(xiàn)行的平衡可再生能源發(fā)電上網(wǎng)的主要途徑仍是靠火電，而我國(guó)以煤為主的基本國(guó)情短期不會(huì)發(fā)生根本改變，火電規(guī)模仍然很大，從業(yè)隊(duì)伍龐大，減少火電在一次能源中的比例需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，不可能一蹴而就。因此，帶來(lái)的問(wèn)題一方面是如何消納快速增長(zhǎng)的可再生能源電力；另一方面，在我國(guó)電力已經(jīng)基本滿足需求和抓好煤炭清潔高效利用的同時(shí)，解決我國(guó)石油短缺及液體燃料能源短缺的能源安全問(wèn)題成為當(dāng)務(wù)之急。鑒于此，我認(rèn)為利用間歇的光伏和風(fēng)電，規(guī)?；D(zhuǎn)化由煤化工等基礎(chǔ)工業(yè)排放的二氧化碳制取液態(tài)陽(yáng)光甲醇，可實(shí)現(xiàn)一箭三雕，將可快速發(fā)展的再生能源電力消納轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)募状?，同時(shí)緩減我國(guó)液體燃料短缺的能源安全問(wèn)題，最終助力碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

中國(guó)電力報(bào)：充分利用可再生能源、轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)工業(yè)排放的二氧化碳并制取液態(tài)陽(yáng)光甲醇，確實(shí)是一個(gè)很好的思路，有助于綠色生產(chǎn)和消費(fèi)模式的廣泛形成，其技術(shù)路徑和經(jīng)濟(jì)型是怎樣的？

李燦：我們目前有大量的重化工產(chǎn)業(yè)，可以在煤化工和碳排放重災(zāi)區(qū)大力發(fā)展液態(tài)陽(yáng)光甲醇合成、實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘻p碳，特別是支持可再生能源發(fā)電不具備上網(wǎng)的地區(qū)發(fā)展分布式電網(wǎng)，消納或轉(zhuǎn)化不穩(wěn)定的光伏風(fēng)電為可儲(chǔ)存的化學(xué)燃料如液態(tài)陽(yáng)光甲醇（或綠色甲醇），液態(tài)陽(yáng)光甲醇可永久儲(chǔ)存、容易運(yùn)輸，每噸液態(tài)陽(yáng)光甲醇可消納6000多度電，可規(guī)?；瘍?chǔ)電（100萬(wàn)噸甲醇相當(dāng)于儲(chǔ)存60億度電），而甲醇是優(yōu)良的綠色燃料，可代替汽油；甲醇又是性能優(yōu)異的儲(chǔ)氫材料，可作為氫能的載體，緩減氫能的制儲(chǔ)運(yùn)的安全和成本問(wèn)題，更重要的是甲醇是重要的化學(xué)中間體，可廣泛應(yīng)用在化學(xué)、材料等基礎(chǔ)工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)工業(yè)綠色制造，是可兼顧我國(guó)構(gòu)建現(xiàn)代能源體系、推進(jìn)雙碳目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展的切實(shí)可行路徑。

中國(guó)電力報(bào)：前不久，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》提出，到2035 年，形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)建涵蓋交通、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元?dú)淠軕?yīng)用生態(tài)。可再生能源制氫在終端能源消費(fèi)中的比重明顯提升，對(duì)能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展起到重要支撐作用。您認(rèn)為，可再生能源、液態(tài)陽(yáng)光甲醇和氫能之間能否實(shí)現(xiàn)耦合發(fā)展，您對(duì)此有哪些思路建議？

李燦：這個(gè)問(wèn)題非常好。非常幸運(yùn)是，我國(guó)煤化工發(fā)達(dá)地區(qū)，往往光伏和風(fēng)電資源也很豐富，例如，陜西榆林，寧夏寧東，內(nèi)蒙鄂爾多斯，青海、新疆多地等等，將可再生能源發(fā)電與二氧化碳資源化轉(zhuǎn)化為綠色甲醇，既實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)又產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，也符合中央提出的先立后破、穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略。社會(huì)上把液態(tài)陽(yáng)光甲醇叫做綠色甲醇。在綠色甲醇燃料方面，現(xiàn)在市場(chǎng)進(jìn)展很快，已經(jīng)在船運(yùn)和國(guó)際海運(yùn)方面開(kāi)始啟動(dòng)，國(guó)內(nèi)貴州等地甲醇汽車(chē)也將陸續(xù)使用綠色甲醇。

液態(tài)陽(yáng)光甲醇生產(chǎn)的基本原理是先通過(guò)太陽(yáng)能等可再生能源分解水制綠氫（光解水和電解水制綠氫），然后利用綠氫轉(zhuǎn)化二氧化碳為甲醇，此技術(shù)原理上道法自然光合作用過(guò)程，基礎(chǔ)研究已經(jīng)取得突破，我國(guó)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)千噸級(jí)規(guī)模工業(yè)化示范工程，具有全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)，且工業(yè)化技術(shù)全部國(guó)產(chǎn)化。但目前綠色甲醇的應(yīng)用市場(chǎng)還有待培育，與傳統(tǒng)的煤化工甲醇比成本稍高（不考慮碳排放稅情況下）。對(duì)此我有三點(diǎn)建議：一是由于液態(tài)陽(yáng)光甲醇的成本主要取決于可再生能源電價(jià)，對(duì)于特殊地區(qū)解決二氧化碳排放的同時(shí)消納可再生能源電力，國(guó)家在電價(jià)方面給予政策上的傾斜支持。二是對(duì)于由可再生能源生產(chǎn)的液態(tài)陽(yáng)光甲醇（或綠色甲醇）作為燃料，給予政策上的特殊支持（包括相關(guān)稅和費(fèi)的免除），允許和鼓勵(lì)綠色甲醇汽車(chē)等的發(fā)展。三是對(duì)于工業(yè)剛性排放二氧化碳的領(lǐng)域，獎(jiǎng)勵(lì)可再生能源發(fā)電指標(biāo)，鼓勵(lì)和要求企業(yè)通過(guò)液態(tài)陽(yáng)光甲醇路徑實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

責(zé)任編輯：張玉坤

關(guān)鍵詞： 重要途徑