揭榜挂帅大显身手 “液态阳光”技术变“碳”为宝！
时间：2024-05-13 09:04
来源：科技发布
液态阳光，你听说过吗？
它实际上是一种借助太阳能作为动力源，以水和二氧化碳为原材料，在催化剂的作用下生成甲醇，以替代化石能源，实现绿色、可持续的循环发展模式。
近日，由中煤鄂尔多斯能源化工有限公司牵头实施的自治区“双碳”科技创新重大示范工程的“揭榜挂帅”项目——“二氧化碳加绿氢制甲醇技术开发与示范”取得阶段性进展。该项目通过采用可再生能源电解水制氢系统集成技术进行8760小时生产模拟表明，能够满足绿氢用量、供氢稳定性、连续生产等要求，并优化得出风电装机、光伏装机、电解槽容量、储氢容量等系统最优配置。
“长期以来，我国对石油高度依赖，而液体燃料供应相对匮乏。利用太阳能等可再生能源来制取绿氢，并使其与二氧化碳反应生成液态阳光甲醇，这不仅是达成‘双碳’目标的高效途径，更是推动能源结构转型的关键举措。”中煤鄂尔多斯能源化工有限公司包宝青介绍道，中煤鄂能化公司与中国科学院大连化学物理研究所李灿院士团队合作，运用“液态阳光”技术工艺，顺利达成太阳能、水和二氧化碳向液体燃料甲醇的成功转化，同时有力地促进可再生能源的利用以及二氧化碳的减排。
氢能作为一种清洁高效、安全可持续的二次能源，其开发利用正在成为能源变革的重要方向。在制氢过程中，氢被分为灰氢、蓝氢和绿氢，其中绿氢尤为特殊，它是由风电、光伏等可再生能源分解水制成，全程不产生二氧化碳。
甲醇作为一种理想化学储氢分子，为解决氢气储存、运输成本以及安全利用等问题提供可能性。针对风光发电制氢存在不稳定性、电解水槽电解效率较低、功率可调范围受限、绿氢成本过高以及工业化推广滞后等一系列问题，中煤鄂尔多斯能源化工有限公司与中国科学院大连化学物理研究所、中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司、华陆工程科技有限责任公司等科研院所和企业携手合作，共同组建二氧化碳加绿氢制甲醇技术开发与示范创新联合体，并开展大规模风光制氢技术联合攻关。
目前，这一“揭榜挂帅”项目采用华北电力设计院研发的可再生能源电解水制氢系统集成技术，已成功获取关键参数，并依据这些参数对项目设计方案进行深入优化。不仅如此，该项目充分体现了电力与化工行业的深度融合，同时也是中煤鄂能化公司与华北电力设计院、大连化物所密切合作的成果。他们共同研发了风光制氢合成甲醇一体化智慧管控技术，通过对风光发电、制储氢、合成甲醇等独立系统进行一体化协调控制，借助生产趋势预测、智能决策、大数据分析、人工智能等先进技术，成功地将不稳定风光资源转化为稳定液态阳光甲醇生产，有力保障整个项目安全、稳定且高效地运行。另外，项目团队还成功研发出催化剂成型技术，对循环工艺进行优化，为反应器设计提供坚实的理论依据和实验支撑。
在包宝青看来，甲醇作为能源储存与转化关键枢纽，不仅能够长期、稳定且安全地储存可再生能源，而且还能够有效解决可再生电力在供给侧与市场端所面临随机变化的难题。
“‘液态阳光’这一技术可谓是‘一举三得’。”包宝青说道，它能够解决风电、光伏等间歇性能源的大规模储能以及调峰问题，实现对可再生能源高效消纳，避免出现弃风、弃光的现象。同时，甲醇作为氢能载体，能够解决氢能储存和运输过程中安全及成本问题。而且，甲醇还能将二氧化碳进行资源化利用，攻克工业领域中刚性排放二
氧化碳这一棘手难题。通过规模化生产液态阳光甲醇，不仅可以兼顾经济发展，还能够实现资源的变废为宝，同时缓解我国液态燃料短缺困境。