“太陽燃料合成,簡單來說就是利用太陽能等可再生能源、二氧化碳和水,生產(chǎn)出清潔可再生的甲醇等液體燃料,也稱其為‘液態(tài)陽光’,這將是未來解決二氧化碳排放的根本途徑之一!痹2020年中國電機(jī)工程學(xué)會年會上,中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、潔凈能源國家實驗室(籌)主任李燦接受人民網(wǎng)記者專訪時表示。使用
“太陽燃料合成,簡單來說就是利用太陽能等可再生能源、二氧化碳和水,生產(chǎn)出清潔可再生的甲醇等液體燃料,也稱其為‘液態(tài)陽光’,這將是未來解決二氧化碳排放的根本途徑之一!痹2020年中國電機(jī)工程學(xué)會年會上,中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、潔凈能源國家實驗室(籌)主任李燦接受人民網(wǎng)記者專訪時表示。
使用可再生能源逐步替代化石能源
“目前,我國在生態(tài)和環(huán)境方面所面臨的問題是:在能源里占比八成以上的是化石資源,如煤、石油、天然氣等。只要使用化石資源作為能源,如用汽油、柴油做燃料開車,就會排放大量二氧化碳,并同時排放氮氧化物、硫氧化物及顆粒物,破壞生態(tài)和環(huán)境。破解這個問題最直接的方法就是降低化石資源的用量,更多使用可再生能源逐步替代化石能源!崩顮N表示。
李燦說,過度使用化石能源不僅排放二氧化碳,而且會形成霧霾,帶來環(huán)境污染問題。而用甲醇替代汽油做燃料的話,開車時不產(chǎn)生污染物。把甲醇做成氫能,用做燃料電池,也不會再污染環(huán)境。李燦指出,巨量二氧化碳排放,改變整個大氣生態(tài)平衡,引起氣候變化!按髿庵校趸嫉葴厥覛怏w排放濃度上升后,地球溫度就會慢慢升高,導(dǎo)致生態(tài)問題。這就相當(dāng)于夏天本來只需要穿一件很薄的襯衫,但套上外套就熱得不行了!崩顮N打了個比方。
在李燦看來,近年來,我國清潔能源的科研進(jìn)步還是很顯著的,但是還需要進(jìn)一步加大、加快!拔覀冊谔m州新區(qū)做了示范工程,就是想給企業(yè)做個示范,為企業(yè)家樹立信心。一個技術(shù)的推廣應(yīng)用,既需要得到政府的支持,也需要企業(yè)家的資金投入!崩顮N表示,由于可再生能源一開始的經(jīng)濟(jì)效益往往不高,就更需要那些有情懷、有社會責(zé)任感的企業(yè)家來積極參與這項事業(yè)。作為科學(xué)家,我們努力把基礎(chǔ)研究做好、技術(shù)研發(fā)做到位,再遇到有社會責(zé)任感的企業(yè)家參與進(jìn)來,這項事業(yè)就能發(fā)展起來。
甲醇是清潔燃料,用甲醇逐步替代汽油,在我國西北部多個省份已經(jīng)在試行。目前,用煤做原料合成甲醇的技術(shù)已經(jīng)比較成熟,此技術(shù)雖然解決了煤燃燒的污染問題,但是排放二氧化碳的問題仍然存在。李燦表示,如果使用太陽燃料甲醇,就能夠?qū)崿F(xiàn)從源頭上清潔,而且隨著技術(shù)進(jìn)步,將來成本會更低。目前,市場比較貴的甲醇是3000多元一噸,汽油是5000-6000元一噸。未來,太陽燃料如果規(guī);M(jìn)行生產(chǎn)的話,價格可以更低,有望達(dá)到2000-2500元一噸。
“研究太陽燃料20年,我們一直面臨挑戰(zhàn)”
今年是李燦帶領(lǐng)團(tuán)隊研究太陽燃料的第20個年頭!拔覀円恢泵媾R著挑戰(zhàn)!崩顮N說,這個問題是世界性難題,學(xué)術(shù)上的挑戰(zhàn)很大。要想走在前面,就需要基礎(chǔ)研究源頭上創(chuàng)新,這是非常困難的。由于其涉及的科學(xué)問題本身很挑戰(zhàn),學(xué)術(shù)團(tuán)隊需要有非常扎實的基礎(chǔ)科學(xué)根基,還需要百折不撓的精神!坝械膯栴},走了99步還是解決不了,但走到最后一步可能就能成功。但是如果堅持不住,就會功虧一簣。”
現(xiàn)在,新能源、清潔能源呼聲越來越高了。但是,在20年前這還是個不受關(guān)注的課題。李燦說,一個研究工作,超前做的時候,大家不太容易理解或者難以形成共識,于是申請經(jīng)費(fèi)、項目就會非常困難。但如果沒有經(jīng)費(fèi)支持、沒有社會支持是很難做進(jìn)行的!霸趯W(xué)術(shù)研究領(lǐng)域,大部分情況下能看到未來5年左右的發(fā)展方向就很不錯了!崩顮N回憶說,2001年開始做太陽燃料的時候,自己覺得目標(biāo)太遙遠(yuǎn),恐怕努力一輩子也未必能看到可應(yīng)用的成果。但沒想到的是,經(jīng)過20年的努力,現(xiàn)在我們已經(jīng)在推動這項技術(shù)的應(yīng)用實踐了。他認(rèn)為,人類社會要在地球上可持續(xù)生存發(fā)展,終歸要回歸適宜于人類生存的生態(tài)環(huán)境中,即回歸自然。為實現(xiàn)生態(tài)平衡而努力,這樣的工作即使艱苦也是有意義的。
目前,全球首套千噸級規(guī)模太陽燃料合成示范項目在蘭州新區(qū)試車成功,意味著邁出了將太陽能等可再生能源轉(zhuǎn)化為液體燃料工業(yè)化生產(chǎn)的第一步。李燦告訴記者,這個項目有兩大技術(shù)特點:一是利用光伏等可再生能源發(fā)電后,通過大型水電解制氫設(shè)備制取綠氫。電解水制氫采用“新一代電催化技術(shù)”,使制氫電耗在傳統(tǒng)水平基礎(chǔ)上大幅下降,并可實現(xiàn)大規(guī);榇笠(guī)模利用可再生能源生產(chǎn)“綠氫”提供了可行的技術(shù)。二是采用創(chuàng)新研發(fā)的催化劑將氫氣與二氧化碳一步法合成甲醇。主要是發(fā)展了廉價、高選擇性、高穩(wěn)定性二氧化碳加氫制甲醇催化技術(shù),為今后規(guī);①Y源化轉(zhuǎn)化利用二氧化碳、為用太陽燃料逐步替代傳統(tǒng)化石燃料趟出一條全新的技術(shù)路線。“太陽燃料合成的研究目標(biāo)非常明確,就是要解決可再生能源轉(zhuǎn)化成化學(xué)能過程中的各種基礎(chǔ)科學(xué)問題!
完成蘭州新區(qū)的示范工程項目過程的兩年間,李燦從大連跑到蘭州新區(qū)工地現(xiàn)場13次,平均兩個月就會去一趟。去了之后,他就和現(xiàn)場的技術(shù)人員一起坐下來討論遇到的各種問題!坝袝r候也不是什么科學(xué)、技術(shù)問題,比如說一些工程土建、技術(shù)設(shè)備問題,甚至需要返工等具體工作!崩顮N說,與企業(yè)合作,除了技術(shù)要先進(jìn)外,還要把技術(shù)做成可以讓企業(yè)搬進(jìn)去就能住的“交鑰匙”工程。
我國科研機(jī)構(gòu)如何能夠做出更多在國際上得到認(rèn)可的原始創(chuàng)新?在李燦看來,首先是科研人員要把基礎(chǔ)研究做好,一定要從源頭上進(jìn)行創(chuàng)新。這樣的話,研究工作才會在學(xué)術(shù)界逐漸被認(rèn)可。一般來講,基礎(chǔ)研究工作要在國際學(xué)術(shù)界權(quán)威性比較高的學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文,若研究工作解決了關(guān)鍵技術(shù)問題,就應(yīng)該申請高質(zhì)量的專利。有了自主知識產(chǎn)權(quán)的專利,國內(nèi)外企業(yè)都會關(guān)注到。三是原始創(chuàng)新應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果不能發(fā)完文章就只擺在書架上或放在抽屜里,而是要努力把知識產(chǎn)權(quán)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,為社會做直接的貢獻(xiàn)!艾F(xiàn)在,國內(nèi)的企業(yè)家很敏銳,對于一項新技術(shù),只要有利益空間、有社會效益,他們還是很積極的。但是,這個過程常常會經(jīng)歷九九八十一難,其中許多甚至是非科學(xué)、非技術(shù)的困難。與企業(yè)合作,最重要的就是精誠團(tuán)結(jié),邊商量邊推進(jìn),共同克服困難!崩顮N表示。
作者: 來源:人民網(wǎng)
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