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发展甲醇经济是实现碳中和的有效路径

作者:氢能汇 来源:氢能汇 时间:2021-06-29 16:46:40 浏览次数:

自从我们国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标后,“碳中和”一词频频登上能源新闻热榜。今年两会期间,代表委员们围绕实现碳中和目标提了许多议案和提案以及如何落实的措施。

自从我们国家提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标后,“碳中和”一词频频登上能源新闻热榜。今年两会期间,代表委员们围绕实现碳中和目标提了许多议案和提案以及如何落实的措施。

全国政协委员、中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员 李灿

全国政协委员、中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿对我们国家实现碳中和目标有清晰的认识、并充满信心,他在接受国际能源氢能汇记者采访时指出:“2060年实现碳中和的目标困难很大,极具挑战。一方面需要压缩大量的燃煤发电,另一方面要大力发展风电、光伏、水电等可再生能源,由可再生能源制绿色氢能,通过发展关键核心技术,比如用绿氢还原二氧化碳制甲醇技术等,解决钢铁、水泥、石化过程等必然要排放二氧化碳行业的碳排放问题。实现碳中和必须要花很大的力气推动技术创新,把单位GDP的能耗降下来,各行各业共同努力,是有希望如期完成碳中和目标的。”

利用可再生能源还原二氧化碳制甲醇意义非凡

减少碳排放是实现碳中和的有效路径,但真正能把二氧化碳循环利用起来才是治本之法。利用可再生能源还原二氧化碳制甲醇(就是液态阳光甲醇)就是实现对二氧化碳循环利用的一种方式。

甲醇作为化工原料具有非常广泛的应用,除了可以直接作为燃料外,更重要的它是储氢的一种安全方式。李灿告诉记者,氢的体积密度很低,常规高压储氢方式存在安全性隐患、储氢量低的问题。而甲醇本身是液态的,其密度要比氢高得多。甲醇制氢的储氢量可达18%以上,一吨甲醇经水汽重整可以产生氢气180多公斤,如果采用高压钢瓶储氢,至少需要几十个甚至上百个,不仅运输成本高,而且在安全性上也难以保证。另外,用高压钢瓶储存氢气,加氢站也存在安全隐患。

甲醇还可以成为我国北方取暖季替代煤炭、天然气取暖的一种燃料。我国北方在冬季取暖采用煤炭较多,烧煤取暖又是导致空气污染的主要元凶,后来我们国家在北方推广天然气取暖,但因为我国天然气资源不足,北方取暖季常常导致局部地区供气紧张,有了甲醇替代天然气和煤炭、柴火取暖,可以降低二氧化碳的排放。

甲醇在交通领域的应用也可以减少一部分二氧化碳排放。李灿介绍说,甲醇在交通领域应用的方式也有很多,可以将其掺入汽油中,或用甲醇替代汽油,可以减少我们对于石油的消耗,另一种就是利用甲醇制氢,作为燃料电池的氢源,实现在交通领域的绿色应用。目前工信部正在推广甲醇汽车。

总体来看,利用可再生能源还原二氧化碳制甲醇的意义重大,它将是我们国家实现碳中和的一种非常重要的路径。

政策支持与补贴无关

据李灿介绍,目前利用可再生能源还原二氧化碳制甲醇(液态阳光甲醇)已经成功完成规模化工程示范项目,且液态阳光甲醇成本已经逐步接近市场水平。

尽管如此,比起价格更低的煤化工制甲醇依然存在一定差距。李灿告诉记者:“目前示范项目制甲醇的价格大约在2500元/吨,但在新疆等一些煤炭资源较富余的地区,煤制甲醇的价格只有1500元/吨。但这种价格的差异随着国家碳排放权交易政策的推广会逐渐减小。目前还没有对相应的煤化工企业进行碳排放税(汇)的限制,相关企业在生产过程中没有对碳排放买单,而对于排放二氧化碳非常厉害的煤化工行业来说,应该要加快转型,发展绿色低碳的过程。例如,用液态阳光甲醇逐步替代煤化工甲醇。”

事实上,利用可再生能源还原二氧化碳制甲醇还有较大的成本下降空间,因为目前示范项目对原料二氧化碳需要购买。如果将来推广碳排放交易权政策,用于制甲醇的二氧化碳可以低价或者零成本的话,甲醇的成本将会进一步降低。

此外,目前利用二氧化碳制甲醇的成本中,绿氢的成本占65%以上,即用于产生绿氢的可再生能源电力的成本占比很大,如果可以利用我国西北和西南的弃风、弃光、弃水电能,成本还会继续降低。

李灿分析说:“如果可再生能源度电价格在0.25元以下,二氧化碳制甲醇可以和天然气制甲醇的成本持平,如果度电成本在0.15元以下,二氧化碳制甲醇和煤化工制甲醇的成本几乎一致。”事实上在云南某些水电资源过剩的地区,在汛期电价可以低于一毛钱以下。也就是说二氧化碳制甲醇实际是有可能和煤化工制甲醇相抗衡。

李灿认为,利用二氧化碳制甲醇的确需要政策支持,但这种支持并不一定像我们国家开始发展风电、光伏和新能源汽车那样去提供补贴,因为从技术角度看,二氧化碳制甲醇的技术已经相对成熟,只需要的是国家在政策上加以引导,比如在碳税、碳排放权交易方面对于煤化工制甲醇加以限制,国家在舆论上倡导使用液态阳光甲醇,就可以为行业的规模化发展提供更大的空间。

绿色氢能和液态阳光甲醇是实现碳中和的有效路径

作为全国政协委员,李灿在今年两会期间提交了两份提案,《绿色氢能和液态阳光甲醇:完成碳中和目标的路径》及《完成碳中和目标、实施液态阳光甲醇的碳排放权交易等政策》。在李灿看来,绿色氢能和液态阳光甲醇是实现碳中和的有效路径。

李灿告诉记者,实现碳中和,其中很大的一块任务在于减少煤电,如果可再生能源大规模增长,可以压缩煤电的装机,可以大幅度减少二氧化碳的排放。但实际上除了能源行业之外,水泥行业、钢铁行业等必然要排放二氧化碳,而且是无法通过其他方式替代的,另外一些化工行业也是如此,对于这些产生二氧化碳排放的行业该怎么处理?实际上液态阳光甲醇就是一个非常好的解决方案,利用可再生能源制氢再把这些行业产生的二氧化碳制成甲醇,是一条解决碳排放问题的根本路线。

李灿近年来一直在发展可再生能源制氢和液态阳光甲醇的技术,他希望通过利用太阳能来替代化石能源,把煤炭、石油等化石能源作为资源留给后世子孙,利用煤炭做成碳纤维、利用石油制成化纤等产品用于服装生产远比把这些化石能源直接烧掉更有价值。

李灿表示,要实现碳中和,需要规模化发展绿色氢能和液态阳光甲醇,需要建成很多上百万吨的液态阳光甲醇的商业化项目。2060年实现碳中和并非遥不可及的目标,而实现这个目标需要各行各业共同付出积极的努力!


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