绿氢+液态阳光有望挑起零碳“重担”

——专访中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿

记者：吴起龙 发布时间：2021年8月2日

　　李灿认为，全国碳交易市场启动运行，以及碳税制度落地实施，均将有利于绿氢发展。“短期看，绿氢发展需要一定补贴，长期则应由市场调节，而这还离不开国家在科技研发方面的大力支持。”

　　在他看来，用化学转化技术将太阳能变成液体燃料甲醇（液态阳光），可走出一条基于绿氢实现易储、易运、易用的一条新路。

　　作为有潜力实现零碳排放的清洁能源，氢能在我国能源结构转型和实现碳达峰、碳中和战略目标过程中，无疑将承担重任。

　　不过就眼下看，氢气的储运瓶颈短期尚难以突破。基于此，中科院研究团队创新性地提出了用绿氢还原二氧化碳制取甲醇的技术，即“液态阳光”技术，这样不仅可以破解当前氢面临的储运难题，还搭建了化石能源与可再生能源融合的桥梁，被视为“通向零排放的路径”。

　　近日，这一技术的领军人，中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿接受了《中国城市能源周刊》记者专访，对氢能发展中备受关注的“绿色氢能商业化、液态阳光甲醇项目推广”等问题进行了解答。

　　绿氢成本有望追平灰氢、蓝氢

　　氢气根据生产原料来源不同分为灰氢（煤制氢）、蓝氢（天然气制氢）、绿氢（可再生能源电解水制氢），以及石油气化制氢。

　　其中绿氢被认为是未来氢能的主要获取方式。在李灿看来，绿氢将是解决已排放二氧化碳，以及碳减排问题的根本途经。

　　然而，相比之下，现阶段，绿氢制取成本要远高于灰氢和蓝氢，约为蓝氢的1.5倍、灰氢的3倍，也正因此使其在氢源中的占比也远低于后两者，仅约4%。

　　“绿氢的生产成本主要是对应可再生能源发电的成本，过去因电的成本高，所以很少用可再生能源电力制氢。随着可再生能源电力成本下降，比如国家电投近期在四川甘孜州的光伏项目预中标电价已低至约0.15元/度，创下中国光伏史上最低电价，相对应制氢的成本也会随之下降。”李灿说。

　　李灿进一步认为，随着技术进步，可再生能源电力与电解水制氢成本持续下降，“从长远看，绿氢成本甚至可能会低于煤制氢、天然气制氢的成本。”

　　2021年是绿氢商业化应用元年

　　制氢效率不断提高、成本不断下降，将为氢能应用释放怎样的商业化空间？

　　国际氢能委员会预计，到2050年，氢能将承担全球18%的能源终端需求，燃料电池汽车将占据全球车辆的20%-25%。

　　纵观我国，商业化氢能应用基础设施建设正在各地陆续启动。“如果基础设施建设能与氢能产业相辅相成、协同推进，行业将呈现良性发展态势。不过，前期加氢站建设多依据规划进行，日后经市场调节，应该会经历一个不断优化布局的过程。”李灿说。

　　李灿认为，“2021年将是绿氢商业化应用的元年”，碳达峰、碳中和目标的提出无疑助力了氢能发展，中国经济复苏也将推动氢能从单一的交通领域燃料电池，进入工业领域等更为广阔的应用场景。

　　“相较于交通领域，冶金、水泥等行业二氧化碳排放量更大，更需要氢能发挥作用。”李灿进一步指出。应用场景的变化虽不会在一夜之间产生，但自今年起，“这一转变的趋势必会加速。”

　　与此同时，李灿认为，全国碳交易市场启动运行，以及碳税制度落地实施，均将有利于绿氢发展。“短期看，绿氢发展需要一定补贴，长期则应由市场调节，而这还离不开国家在科技研发方面的大力支持。”

　　液态阳光破解氢能储运短板

　　众所周知，我国太阳能资源十分丰富。有研究显示，若仅在从甘肃到新疆戈壁滩不足70%的面积建设光伏电站，光电转换效率达到10%即可支撑全国的能源消耗。

　　“从目前我国的终端用能设备来看，直接用电的设备占比也只有约30%，其余70%正是氢能可以发挥碳减排作用的潜在市场。”李灿指出。

　　值得注意的是，由于自身特性，氢能还面临着储存、运输和加注等许多难题。在李灿看来，用化学转化技术将太阳能转化成液体燃料甲醇（液态阳光），可走出一条基于绿氢实现易储、易运、易用的一条新路。

　　甲醇不仅是非常理想的储氢载体，更是很好的储电载体。李灿援引数据指出，通过电解水生产氢气，可折合每吨氢气存储3.3万度电；而从氢气还原二氧化碳生成甲醇，则相当于每吨甲醇存储0.8万度电。

　　“氢能和液态阳光甲醇都是新的储能形式，既能解决可再生能源的间歇性问题、促进消纳，还是一条规模化输送能源的新途径。”李灿认为。

　　谈及液化阳光甲醇的碳减排潜力，李灿援引数据指出，每吨甲醇可转化1.375吨二氧化碳，我国甲醇现有年产能约8千万吨，如果全部采用液态阳光技术生产，则可吸收上亿吨二氧化碳；而如果将可再生资源发电大量转化成甲醇，替代汽、柴油，更有望减排10亿吨级二氧化碳，既能缓解我国石油进口压力，还将对实现碳达峰、碳中和目标作出直接贡献。