兰州新区大型太阳能燃料合成示范工程成功试运行

1月17日，新年伊始，世界首个1000吨级太阳能燃料合成示范工程在甘肃省兰州新区绿色化工园区成功试运行。该项目已经迈出了将太阳能等可再生能源转化为工业生产用液体燃料的第一步。

太阳能燃料合成是指利用太阳能、风能、水能等可再生能源发电，然后电解水制备绿色氢气，将二氧化碳加氢转化为甲醇等液体燃料，并将可再生能源储存在液体燃料中。简而言之，它使用太阳能、二氧化碳和水等可再生能源来生产清洁和可再生的液体燃料，如甲醇(因此也被称为“液态阳光”)。这将是未来解决二氧化碳排放的根本途径之一，也是一种收集和储存可再生能源如间歇分散的太阳能的储能技术，是一种通过人工光实现绿色能源合成的“自然光合作用”过程。

本项目基于中国科学院大连化学技术研究所李灿院士开发的两项关键创新技术:高效、低成本、长寿命、大规模的水制氢电催化技术和廉价、高选择性、高稳定性的二氧化碳加氢制甲醇催化技术。

该项目采用碱性电解水制氢技术。尽管通过电解水生产氢气的技术在过去已经在实践中应用，但是它通常规模小(50-200标准立方米/小时)并且每单位氢气生产的能量消耗高(大约4.7-5.0千瓦时/立方米氢气)。在长期对水的光分解和电催化分解研究的基础上，李灿院士开发了一种我国自主知识产权的新型电解水制氢催化剂，并与苏州李静制氢设备有限公司合作制造了大型(1000标准立方米/小时)电解水制氢设备，使单位产氢能耗降低到4.0-4.2千瓦时/立方米，大大降低了电解水制氢成本，是目前世界上电解水制氢效率最高的设备。李灿院士自主研发的固溶体双金属氧化物催化剂(ZnO-ZrO2)用于二氧化碳加氢制甲醇，可实现高选择性和高稳定性的二氧化碳加氢制甲醇。甲醇单程选择性大于90%，催化剂运行3000小时后性能衰减小于2%。

该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢和二氧化碳加氢合成甲醇三个基本单元组成，总面积约289亩，总造价约1.4亿元。本项目将建设一座总功率为10MW的光伏电站。经过逆变整流后，它将为两台1000标准平方小时的电解水制氢设备供电。

该项目对缓解中国能源安全问题乃至全球生态文明建设具有重要的战略意义。一方面，探索了中国西部丰富的太阳能等可再生能源的最佳利用模式，将太阳能等可再生能源转化为液体燃料甲醇，为UHV输电以外的可再生能源的有效利用提供了一条途径，为解决中国许多地区的“弃光、弃风、弃水”问题提供了新的策略。另一方面，太阳能燃料甲醇是绿色氢的载体，有助于解决氢能储存和运输的安全问题。

此外，该项目将二氧化碳作为碳资源，以积极减少二氧化碳排放。生产的太阳能燃料甲醇是绿色甲醇，不同于传统煤和天然气生产的甲醇，实现了零排放。绿色甲醇的生产是世界碳捕集与封存(CCS)和碳捕集与资源利用(CCSU)的发展方向，为推动低碳清洁能源革命提供了创新的技术路线。

借助兰州新区的快速发展和先行先试政策的实施，项目得以顺利实施。近年来，兰州新区积极落实省委、省政府推进绿色发展的决策部署，紧紧跟随“十大生态产业”的发展，不断创新体制机制，坚决消除制约科技成果转化的体制和制度障碍，着力实施财政支持、土地出让、手续代理、项目申报等扶持政策，快速推进产业带动效应明显、技术团队力量雄厚的成果转化项目。

据悉，为推进项目建设，兰州新区党工委、管委会主要领导召开了7次专题会议进行研究，李灿院士10次专程到项目现场进行个人考察和指导。兰州新区石化工业投资有限公司承担了成果转化，各方密切合作。仅用了18个月就实现了从实验室研究成果到产业示范的转变，这是产学研合作成功的新模式，也是“兰州新区速度”的体现。该项目的前期基础研究工作得到了国家自然科学基金、科技部R&D重点项目和中国科学院清洁能源试点项目(甲级)的支持。

中国严重依赖原油进口，而另一方面，可再生能源资源丰富，潜力巨大。根据国家电网研究所的报告，到2050年，可再生能源的发电量将超过50%。如何利用可再生能源替代化石燃料，保证液体燃料的供应，已经成为关系到中国能源安全的重要问题。太阳能燃料合成提供了从可再生能源到绿色液体燃料生产的新途径。

可再生能源的发展将经历与传统能源共存、互补和替代的转变过程。随着可再生能源发电成本的进一步降低，太阳能燃料的生产成本有望大幅降低。大规模太阳能燃料生产实现了大规模碳捕获和资源利用(CCSU)，从而大规模消耗包括太阳能在内的各种可再生能源，实现1亿吨二氧化碳减排和1亿吨太阳能燃料甲醇的年产量是可能的。这将落实Xi总书记关于建设社会主义生态文明的一系列重要论述，确保中国的能源安全，同时积极履行中国在国际气候谈判中的减排承诺。

编者:王瑞静

31701704，。兰州新区太阳能燃料合成大型示范工程成功投产。2020-01-17 11:03:28，204433，。王瑞静