“液態(tài)陽光” 釋放西部能源紅利

在甘肅敦煌的廣闊沙地上，矗立著一座260米的高塔，它的周圍環(huán)繞著12000多面定日鏡。利用太陽能，這座熔鹽塔式光熱電站能夠24小時不間斷發(fā)電。

把太陽能轉(zhuǎn)化為電能是西部獨有的“能源紅利”，有了豐沛的電能，高效率、大規(guī)模的電解水制氫氣成為可能。

“我們早在2018年合作研發(fā)成功的堿水電解槽，每小時可生產(chǎn)一千立方米氫氣，與當(dāng)時國際先進(jìn)技術(shù)比肩。”在蘭州大學(xué)日前舉辦的“氫能與低碳中心”啟動會暨氫能與低碳中心蘭州論壇上，中國科學(xué)院院士、蘭州大學(xué)氫能與低碳中心主任李燦告訴筆者，目前電轉(zhuǎn)氫效率已達(dá)到80%以上。

李燦說，隨著電解氫規(guī)模、效率、穩(wěn)定性的提升，氫氣得以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在高效催化劑的助力下，氫氣可以和二氧化碳反應(yīng)生成“液態(tài)陽光”甲醇，用于工業(yè)生產(chǎn)中。

當(dāng)前，實現(xiàn)巨量風(fēng)、光發(fā)電的有效利用和就地消納是西部風(fēng)光富集地區(qū)迫切需要解決的問題。“液態(tài)陽光”技術(shù)路線是以氫能為載體實現(xiàn)太陽能利用的有效路徑之一。

為響應(yīng)國家能源轉(zhuǎn)型重大需求，蘭州大學(xué)成立氫能與低碳中心，旨在探索更多能源利用的途徑，構(gòu)建西部氫能發(fā)展共同體。

“我們提出將太陽能轉(zhuǎn)化為燃料或化學(xué)品加以利用，從而通過適宜技術(shù)高效、便捷地使用綠電。”李燦表示，從利用新能源電力制氫到儲氫、運氫、用氫等不同環(huán)節(jié)，可能帶動上萬億規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。

“但氫氣氣體密度很低，儲存運輸非常麻煩，將水直接電解為氫氣進(jìn)行儲運難以落地。”李燦表示，“液態(tài)陽光”作為解決方案，既契合了工業(yè)減碳目標(biāo)，又可實現(xiàn)氫能源的高效儲存和運輸。

“液態(tài)陽光”技術(shù)在甘肅省成功實施全球首套千噸級甲醇規(guī)模化合成示范工程，并通過鑒定；2024年，全球首個10萬噸級“液態(tài)陽光”燃料合成項目在內(nèi)蒙古鄂爾多斯正式啟動建設(shè)，該技術(shù)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。

在綠電的氫能轉(zhuǎn)換及有效利用方面，蘭州大學(xué)具備產(chǎn)學(xué)研用優(yōu)勢。中國工程院院士、蘭州大學(xué)校長楊勇平介紹，通過化學(xué)物理、大氣環(huán)境、能源動力等學(xué)科交叉，蘭州大學(xué)已在新一代光伏發(fā)電、電解水制氫材料及裝備、新型儲能技術(shù)、數(shù)值天氣預(yù)報等方面，形成了完整的產(chǎn)學(xué)研用全鏈條創(chuàng)新機(jī)制。蘭州大學(xué)還聯(lián)合校友企業(yè)隆基綠能公司開發(fā)出高效的晶硅太陽能電池、鈣鈦礦光伏組件及有機(jī)光伏器件，并完成了大型堿性電解槽制氫方案的研制工作。

楊勇平表示，未來，蘭州大學(xué)氫能與低碳中心將圍繞多能互補靈活發(fā)電、高效安全氫電融合、柔性低碳終端用能等方向持續(xù)開展攻關(guān)，加強與科研機(jī)構(gòu)、重點行業(yè)和頭部企業(yè)的戰(zhàn)略合作，通過建成太陽能全鏈條的研發(fā)平臺和測試環(huán)境，構(gòu)建真實服役條件下相關(guān)材料、電堆、裝備的研發(fā)平臺等多種基礎(chǔ)設(shè)施。