天博官方网站中国科学院院士李灿：绿色低碳是能源化工新质生产力发展之路

　　5月11日，由《中国化工报》社有限公司和潞安化工集团有限公司主办的2024山西能源·化工高质量发展科创大会在太原举行，政府部门领导、院士专家及企业家代表齐聚一堂，激荡思想、启迪智慧。 中国科学院院士李灿在会上做专题报告，特分享如下。

　　绿色低碳是新质生产力的底色。当前，全球气候变化正危及人类可持续发展。过度使用化石资源，排放温室气体，导致气候变化和生态失衡，引起极端天气频发，对人类生存造成严重威胁。

　　去年，在《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会上缔约国达成协议，同意“过渡远离”化石燃料，逐步退出(转型离开)化石能源，风电，光伏、核电成为新能源发展方向。

　　当前，中国正落实“双碳”行动，把“双碳”战略上升为中国式现代化发展战略，积极参与到全球气候变化治理过程中。

　　随着国际地缘政治形势变化和气候危机加剧，我国完成“双碳”任务面临更大挑战。但是，实施“双碳”战略也是我国高质量发展的契机。

　　在制氢环节，按照生产来源划分，可将氢分为灰氢、蓝氢、绿氢。其中，灰氢是煤、天然气等化石能源制氢，相应排放大量二氧化碳。例如由煤制氢，每生产1吨氢排放二氧化碳高达15~20吨，排放量最多。

　　蓝氢为石化过程部分副产氢。或者在化石能源制氢过程将排放的二氧化碳捕获封存。但目前大规模捕获封存CO₂还存在成本、地理空间、安全性等问题。

　　而最理想的是绿氢，即由太阳能等无碳能源分解水制氢，制氢过程不产生二氧化碳。

　　通过水、风光等可再生能源制绿氢是未来必须要发展的方向，因为它可以从工业过程的源头、过程和终端上解决碳排放问题。例如，化工、冶金等行业在源头上注入绿氢，可根本上解决减碳问题。

　　据不完全统计，我国每年排放二氧化碳超过100亿吨，占到世界总排放量(约400亿吨)的1/3-1/4，人均也是最多的。预计2026年后，我国出口商品国际边界碳税将平均附加30%。如果我们不重视碳减排，将会在国际贸易中造成巨大的经济损失。

　　绿氢可形成上万亿元的产业。随着光伏风电技术进步，电价迅速下降，有望跌破0.1元/千瓦时电， 绿氢价格可降到7元/kg，和煤制氢成本基本相当、甚至更低。

　　从光伏风电看，我国是光伏风电出口及装机量最多的国家，当下，大规模上网是问题，所以急需要规模化储能技术。同时，我国可再生电力的消纳和就地消纳势在必行。

　　近年来，我国光伏发电装机量快速增加，原来预计2030年碳达峰时光伏风电装机量增加达12亿千万。而2023年已经提前完成2030年12亿千瓦的目标，预计到2030年达到17亿千瓦以上，因此急需消纳可再生能源。

　　如果把可再生电力能源转化为化学燃料(太阳燃料)、合成液态阳光和化学品，不仅可以消纳可再生能源 ，而且可以缓减我国液体燃料短缺的问题。

　　当前，液态阳光燃料技术引起业界的关注，其实质就是利用太阳能等可再生能源将水和二氧化碳转化为液体燃料，例如甲醇、乙醇、乙酸、汽油、柴油，甚至绿色航空煤油等。其最大的亮点是规模化储能，可规模化消纳可再生电力。

　　据了解，水制氢一吨氢可消纳33000kWh电能，生产1吨甲醇消纳6000kWh电能。2020年，我们团队就已经突破了可再生能源太阳能规模化电解水制取绿氢和二氧化碳加氢制“液态阳光”甲醇燃料的关键技术，利用太阳能、水和二氧化碳合成了液体燃料甲醇，同时实现了可再生能源规模化利用和规模化二氧化碳减排。

　　2020年1月，全球首套直接太阳能液态阳光千吨级示范工程在兰州新区试车成功。2020年10月，石化联合会组织专家进行了验收鉴定, 认为整体技术国际领先、并推荐尽快上万吨级生产。

　　据了解，目前中煤集团正在内蒙鄂尔多斯推进10万吨级甲醇工业化生产建设，辽宁铁岭调兵山、青海格尔木等也在筹划10万吨级以上绿色甲醇工业化项目。

　　整体来看，液态阳光甲醇技术可以实现“一箭三雕”效果。第一是可解决间歇性能源(风电、光伏)的规模化储能和调峰问题，规模化消纳可再生能源，解决弃风、弃光问题。10万吨甲醇相当于6亿度电，可长时储存，解决700MW级的光伏发电的储能问题。

　　第二是可作为氢能的载体，解决氢能制备、储存和运输的安全性和成本问题。甲醇水汽重整制氢技术成熟，条件温和，储氢量达18.75 wt%，优于先行的大部分储氢技术。

　　第三是可资源化转化二氧化碳，解决工业刚性排放二氧化碳。规模化生产液态阳光甲醇，兼顾经济发展和减排二氧化碳这两个难题。

　　一是化石能源的高效清洁转化，辅之以节能，可小幅减排二氧化碳，作为短期过渡性策略。

　　二是化石能源与可再生能源互补，大幅减排二氧化碳。作为富煤地区实现碳中和战略的中长期过渡性路径

　　三是发展完全可再生能源，绿色、零碳排放，从根本上解决解决可再生能源储能和转化、绿色液体燃料合成问题。作为我国实现碳中和的主要路径。

　　对于山西能源化工发展方向，建议：山西富煤，也有风光电资源，应与可再生能源消纳相结合，尽可能将煤炭清洁、低碳、高效转化为功能材料和高端化学品天博官方网站1，发展新质生产力，实现高质量可持续发展。

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