全球首套規模化太陽燃料合成示範項目試車成功

據觀察者網從中科院網站獲悉，1月17日，全球首套千噸級規模太陽燃料合成示範項目在蘭州新區綠色化工園區試車成功。該項目邁出了將太陽能等可再生能源轉化為液體燃料工業化生產的第一步。

太陽燃料合成是指利用太陽能、風能、水能等可再生能源發電，進而電解水製備綠氫、將二氧化碳加氫轉化制甲醇等液體燃料，把可再生能源存儲在液體燃料中。簡言之就是利用太陽能等可再生能源、二氧化碳和水，生產清潔可再生的甲醇等液體燃料（故又被形象地稱為“液態陽光”）。這將是未來解決二氧化碳排放的根本途徑之一，也是將間歇分散的太陽能等可再生能源收集儲存的一種儲能技術，是“道法自然光合作用”，實現人工光合成綠色能源的一種過程。

全球首套規模化太陽燃料合成示範項目試車成功 圖自中科院網站

該項目基於中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員李燦團隊開發的兩項關鍵創新技術：高效、低成本、長壽命規模化電催化分解水制氫技術和廉價、高選擇性、高穩定性二氧化碳加氫制甲醇催化技術。

項目採用鹼性電解水制氫技術。雖然電解水制氫技術過去已經有實際應用，但一般規模較小（在50-200標方/小時），單位制氫能耗較高（約4.7-5.0度電/方氫)。李燦團隊基於長期對光、電催化分解水的研究，研發了具有我國自主知識產權的新型電解水制氫催化劑，與蘇州競立制氫設備有限公司合作，製造規模化（1000標方/小時）電解水制氫設備，單位制氫能耗降低至4.0-4.2度電/方氫，大幅降低了電解水制氫的成本，是目前世界上規模化鹼性電解水制氫的最高效率。二氧化碳加氫制甲醇技術則採用李燦團隊自主研發的固溶體雙金屬氧化物催化劑（ZnO-ZrO2），該催化劑可實現二氧化碳高選擇性、高穩定性加氫合成甲醇。其中單程甲醇選擇性大於90%，催化劑運行3000小時性能衰減小於2%。

該項目由太陽能光伏發電、電解水制氫、二氧化碳加氫合成甲醇三個基本單元構成，華陸工程科技有限責任公司主持完成了項目設計，總佔地約289畝，其中光伏發電佔地259畝，總投資約1.4億元，其中光伏發電約5000萬元。項目配套建設總功率為10 MW光伏發電站，經逆變-整流後，為2台1000標方/小時電解水制氫設備提供電力。

該項目一方面探索了中國西部地區豐富的太陽能等可再生能源的優化利用模式，將太陽能等可再生能源轉化為液體燃料甲醇，提供了一條特高壓輸電之外的有效利用可再生能源的路徑。另一方面，太陽燃料甲醇又是綠氫載體，可助於解決氫能儲存和運輸的安全難題。此外，該項目將二氧化碳作為碳資源，實現二氧化碳的積極減排，生產的太陽燃料甲醇為綠色甲醇，不同於傳統煤、天然氣所製得的甲醇，實現了零碳排放。

該項目得到蘭州新區黨工委和管委會的大力支持，蘭州新區石化產業投資有限公司資助並承接了工程建設，各方緊密合作，僅用18個月，實現了從實驗室研究成果走向工業化示範。

該項目的前期基礎研究工作得到國家自然科學基金委、科技部重點研發計劃及中科院潔淨能源先導專項（A類）的資助。