液态阳光甲醇作为一种创新的绿色能源解决方案，不仅为中国的双碳战略提供了技术支持，还为全球气候变化的应对提供了新思路。通过不断的技术创新和规模化应用，液态阳光甲醇将助力中国实现高质量发展和碳中和目标。

日前，由北京市昌平区人民政府、中国投资协会共同主办的“2024‘能源谷’先进能源产业高质量发展推进会”在昌平区未来科学城成功举办。中国科学院院士李灿院士出席，并做《液态阳光甲醇：规模化长时安全储能技术路径》主题报告。

气候变化已经对人类的可持续发展构成了严重威胁。极端天气事件频发，如暴雨、干旱等，这些都与气候变化密切相关。国际社会已经达成共识，将逐步减少化石能源的使用。然而，中国当前的能源结构仍然表现了高度的化石能源依赖，尽管可再生能源发电已经取得显著进展，但在化工和材料领域仍主要依靠化石能源。气候变化的影响不仅限于天气异常，还威胁到人类的生存和发展。全世界每年召开气候大会，今年将在迪拜举行第28届会议，会上讨论的重点就是逐渐减少化石能源的使用，这是因为气候变化的主要原因是大规模过度开发利用煤、石油和天然气，导致大量温室气体排放。中国也面临同样的问题，尽管可再生能源发电量已超过50%，但在化工和其他领域仍然依赖化石能源。

（一）绿色氢能的前景及挑战

为实现双碳目标，中国需要大力发展绿色氢能。绿氢，即通过可再生能源电解水产生的氢气，可以替代工业上的煤制氢，从而大幅减少二氧化碳排放。尽管氢能在交通领域有一定应用，但其在工业过程中的潜力更大。通过绿氢，可以实现交通和工业领域的碳中和，这为中国的高质量发展提供了重要抓手。绿色氢能不仅在交通领域有应用前景，在工业过程中的应用潜力更大。通过绿氢代替工业上的煤制氢，可以显著减少二氧化碳排放。中国排放的二氧化碳量已经超过100亿吨，占全球排放总量的1/3到1/4。国际上对中国提出了更高的要求和限制，比如欧盟计划在2026年正式实施碳边境税，这将对中国的出口经济产生重大影响。

电解水制氢技术是实现绿氢的关键。目前的技术挑战包括电解槽的能效提升、成本降低和适应波动性电源的能力。随着光伏和风电的发展，电价显著下降，使得绿氢的成本逐渐降低，有望在未来实现经济可行性。绿氢是实现双碳战略的重要抓手，但其成本仍然较高。近年来，光伏和风电的发展迅速降低了电价，使绿氢的价格逐渐下降，未来有望实现经济可行性。目前，中国的主要氢能来源是煤和天然气，这一过程排放大量二氧化碳。通过绿氢代替煤制氢，可以显著减少二氧化碳排放，特别是在工业合成甲醇过程中。蓝氢通过捕获和储存制氢过程中的二氧化碳，尽管理论上可行，但在大规模应用上存在安全性和成本问题。最理想的解决方案是使用绿氢，通过太阳能等可再生能源电解水制氢，这一过程不产生二氧化碳。

（二）绿色甲醇：液态阳光的实现

液态阳光是指将太阳能和水转化为可储存、运输的燃料。绿色甲醇作为其中的代表性燃料，具有广泛的应用前景。通过电解水制氢，再将氢气与捕获的二氧化碳反应生成甲醇，这一过程不仅实现了可再生能源的储存和利用，还将二氧化碳转化为有价值的化学品。早在2001年，中国就开始了绿氢基础研究，涵盖了光催化、电催化和光电催化等领域。2017年，中国在甘肃莱州新区启动了10兆瓦级光伏电解水制氢与二氧化碳加氢制甲醇的工业化示范项目。这一项目集成了太阳能发电、电解水制氢和二氧化碳加氢制甲醇等多项技术。2020年1月，该项目成功获得甲醇，并在同年10月通过了技术鉴定，专家认为这是一个切实可行的碳中和技术路径。该技术目前正在内蒙古鄂尔多斯、辽宁铁岭和青海格尔木等地推进十万吨级绿色甲醇项目。

具体来说，这些项目的发展潜力巨大。例如，十万吨的甲醇生产可以消纳700兆瓦的光伏风电，节约约30万吨煤，并减少14万吨二氧化碳排放，相当于植树造林近130万棵树。通过这些技术的应用，中国在绿色能源的利用和碳中和目标的实现上迈出了重要一步。

（三）绿色甲醇的优势与市场潜力

绿色甲醇具有解决间歇性能源储能、调峰问题以及氢能安全储存和运输等多个优点。其储能效率高，可长时间储存，且作为氢能载体，能有效解决氢能的储存和运输难题。此外，绿色甲醇的生产还可以实现二氧化碳的资源化利用，为双碳目标的实现提供了经济可行的路径。具体来说，10万吨甲醇相当于6亿度电，可长时间储存700兆瓦级光伏发电。如果使用储能电池来实现相同的储能效果，几乎是不可能的。此外，甲醇还可以通过水汽重整制氢技术，在温和条件下释放氢气，储氢量高达18.75%。

国际海运组织已经要求使用绿色燃料，如绿醇和绿氨。马士基公司预计未来几年对绿色甲醇的需求将达到1000万吨。然而，目前国内的绿色甲醇供应仍然不足，尽管正在加快生产，但预计要到两年后才能达到十万吨的规模。绿色甲醇在日常生活中的应用也非常广泛，包括取暖、蒸汽、陶瓷工业等。甲醇的市场需求日益增长，液态阳光甲醇的生产将为中国的能源安全和碳中和目标提供重要支持。

液态阳光甲醇作为一种创新的绿色能源解决方案，不仅为中国的双碳战略提供了技术支持，还为全球气候变化的应对提供了新思路。通过不断的技术创新和规模化应用，液态阳光甲醇将助力中国实现高质量发展和碳中和目标。总结而言：

1、双碳战略的实施将推动中国经济的高质量发展。

2、利用光伏和风电催化资源化转化二氧化碳，为碳中和做出实质性贡献。

3、通过绿氢及液态阳光甲醇实现交通和工业领域的规模化二氧化碳资源化转化。

4、液态阳光甲醇策略将同时促进经济发展和实现碳中和目标，助力化学工业的绿色化、低碳化和高端化。

院士简介

李灿中国科学院院士

中国科学院大连化学物理研究所和日本东京工业大学联合培养博士学位，2003年当选为中国科学院院士；2005年当选第三世界科学院院士；2007年出任中国科学院大连化学物理研究所副所长；2008年当选欧洲人文和自然科学院外籍院士。2014年获得中国催化成就奖。主要从事催化材料、催化反应和催化光谱表征方面的研究，并致力于太阳能光催化制氢以及太阳能光伏电池材料研究。

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