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李燦院士:“液態(tài)陽光”將有效解決氫能存儲(chǔ)難題

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2020-12-03 00:00:00

在12月1日召開的張家口長城•國際可再生能源論壇(2020)上,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、中國科學(xué)院院士李燦指出,通過將太陽能電力電解水制取的“綠氫”進(jìn)一步與二氧化碳反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲醇的“液態(tài)陽光”思路,將有效解決氫的存儲(chǔ)問題。

“今年新冠肺炎病毒肆虐全球,成為全世界最關(guān)注的話題,也讓人們認(rèn)識(shí)到人類的脆弱,事實(shí)上,它與影響人類可持續(xù)發(fā)展的另外一個(gè)問題——氣候變化息息相關(guān)。”李燦表示,越來越多的證據(jù)表明,新冠病毒疫情的發(fā)生和流行,與生態(tài)環(huán)境的惡化有著密切的聯(lián)系,所以人類的可持續(xù)發(fā)展,將是一個(gè)是重大、長期的課題,而發(fā)展太陽能等可再生能源,是讓地球回歸生態(tài)平衡的必經(jīng)之路。

李燦指出,開發(fā)太陽能等可再生能源,將足以支撐人類的發(fā)展,科學(xué)家研究顯示,地球表面一小時(shí)接收的太陽能,就可以滿足全世界全年的能源消耗,而我國作為太陽能資源非常豐富的國家,將西北戈壁灘不到70%的面積用來建設(shè)光伏電站,假定效率僅為10%,就可以支撐全國的能源消耗。他表示,近年來,我國光伏、光熱發(fā)電發(fā)展迅速,規(guī)??焖僭鲩L,技術(shù)也不斷提升,未來將在保障能源安全方面發(fā)揮重要作用。

不過,作為可再生能源的太陽能和風(fēng)能,其波動(dòng)性、間歇性,以及分布不均衡等問題,始終是持續(xù)大規(guī)模發(fā)展的一大瓶頸。在李燦看來,通過將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能等“化學(xué)能”的儲(chǔ)能方式,是一條重要的路徑。“可再生能源要大規(guī)模發(fā)展,就需要‘化學(xué)能’。用儲(chǔ)能的技術(shù)把波動(dòng)的電能穩(wěn)定下來,對解決可再生能源的波動(dòng)性、間歇性意義重大。”他表示,“可再生能源發(fā)電的規(guī)律與制氫的規(guī)律吻合的非常好,用制氫技術(shù)可以很好的解決可再生能源的儲(chǔ)能以及棄光棄風(fēng)問題。”

談及可再生能源制氫技術(shù),李燦表示,電解水制氫已經(jīng)發(fā)展了很長時(shí)間,未來有三個(gè)可能規(guī)模化應(yīng)用的方向——堿性水電解、高溫固體氧化物技術(shù)和固體聚合物水電解。他強(qiáng)調(diào),電解水制氫需要大規(guī)模、低能耗、高穩(wěn)定性,目前,效率和規(guī)?;膯栴}仍然有待解決。

可再生能源制取“綠氫”,將有效解決可再生能源的消納問題,而對于“綠氫”的存儲(chǔ),李燦提出了“液態(tài)陽光”的思路,即用二氧化碳和氫反應(yīng)生產(chǎn)甲醇。他表示,“制氫很重要,可再生能源制氫有諸多優(yōu)點(diǎn),但缺點(diǎn)也很明顯,如氫密度很小,不得不使用液氫或高壓的方式,造成能耗和安全性等問題,所以,我們在制氫之后要進(jìn)一步解決氫的儲(chǔ)存運(yùn)輸問題。”

“二氧化碳和氫反應(yīng)生成甲醇,可以把氫的能量基本上完全轉(zhuǎn)移到甲醇中,不會(huì)造成熱力學(xué)上能量的損失,是一個(gè)非常好的儲(chǔ)能方式。同時(shí),甲醇本身就是優(yōu)良的燃料,可以作為汽油來燃燒。”李燦介紹,甲醇的儲(chǔ)能效率高,輸出甲醇,是儲(chǔ)能的新思路,而且可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長期儲(chǔ)能,“我們用這種方式把太陽能變成‘液態(tài)陽光’,作為‘太陽燃料’的甲醇,將解決氫燃料制、儲(chǔ)、運(yùn)安全等問題。”

在李燦看來,“氫能和作為‘液態(tài)陽光’的甲醇,將成為新的儲(chǔ)能形式,解決可再生資源間歇性的問題,同時(shí)解決邊遠(yuǎn)地區(qū)難以上網(wǎng)的可再生能源棄風(fēng)、棄光、棄水的問題,還將成為除特高壓輸電之外,另一種規(guī)?;斔湍茉吹耐緩?。”(吳昊)

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