绿氢工业化应用是实现碳中和的必由之路

 

1、技术自主领先。氢能规模化利用难，难在成本，因为氢能利用成本中的90%源于氢的压缩、储存和运输。“规模化、低成本、高效用”是氢能产业可持续发展、实现碳中和的关键。科技界也一直致力于破解这个难题。中科院2020年度科技成果转移转化亮点工作之一“液态阳光合成项目(二氧化碳加氢制甲醇专利技术)”为碳中和提供了新思路。

 

液态阳光甲醇合成，是利用大规模可再生能源如太阳能、风能、水能等发电，进而电解水产氢，用可再生能源产生的氢气与二氧化碳反应生成绿色甲醇，从而把可再生能源的能量存储在液体燃料甲醇中。这提供了减排二氧化碳、储存可再生能源再利用的切实可行的新技术。在这里，绿色甲醇吃掉二氧化碳，用碳不增碳，成为绿氢的有效液态载体，储运非常便利。在具体利用方面，可以利用现有设施，配套适当的甲醇解氢装置，进入原有工艺，无需大规模改造。通过“液态阳光工程”既可解决工业领域刚性排放数亿吨级二氧化碳，又可实现规模化可再生能源存储再利用，是实现“双碳”目标的颠覆性技术和可行技术，具有完全自主知识产权，达到国际领先。

 

2、甲醇市场成熟。中国在甲醇领域已经进行了将近二十年的国家层面的推广。目前国内甲醇的生产技术成熟，产业链完善，成本低于汽油和柴油。甲醇除了直接用于燃烧，还可用于内燃机和甲醇重整制氢燃料电池。2019年八部委联合印发的《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》，鼓励企业研发甲醇混合动力汽车、甲醇增程式电动汽车、甲醇燃料电池汽车产品，支持各地推进甲醇燃料生产及加注体系建设。

 

3、甲醇制氢优势。绿色甲醇是液态含氢元素比例最高的清洁能源，能量密度高, 其储氢重量密度高达12.5wt%，常温常压下的甲醇储氢要明显优于液化(多级压缩且冷却能耗巨大)、高压(安全性无法保证)和其他储氢技术;甲醇制氢装置简单，以绿色甲醇为原料制氢投资少、自动化程度高、生产能力易调节;甲醇的安全性高，其作为液体储存和运输的安全性和便捷性都是得天独厚的;甲醇做为燃料十分稳定、挥发性较低，适合燃料电池的操作。这些优势高压气氢和液氢难以与之比肩。

 

国资委印发的《关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰碳中和工作的指导意见》明确提出“国有企业要加大绿色低碳投资，积极开展低碳零碳负碳技术开发”，提出“稳步构建氢能产业体系，结合工业、交通等领域典型应用场景，积极部署产业链示范项目”。同时以工业企业为推动的重点，“鼓励企业积极开展绿色低碳先行示范，培育示范企业，打造示范园区”。这些高屋建瓴的低碳建设指导思想为绿氢的规模化工业应用指明了方向。

 

作为碳中和的主力军，绿色甲醇能够发挥“绿色液体载氢”功能，通过嫁接成熟的甲醇市场化应用技术经验，配套甲醇重整解氢，开展绿氢规模化工业应用，既能够满足“双碳目标”战略要求，又为绿氢成本突破争取了时间，是目前实现工业降碳的最优路径，具备规模化应用条件。

 

能源转型需要政府的推动力，可以借鉴燃料电池汽车示范城市群的成功经验，采取政、资、产、学、研、用多方合作的方式，组成“绿氢(绿色甲醇)制、储、运、用规模化示范协同体”，选择几个条件合适的区域建设大规模绿氢(绿色甲醇)制备示范园区，并开展规模化工业应用路线研发与应用，可以起到杠杆作用，事半功倍。对示范园区给与电价优惠政策、对工业应用场景给与配套绿色资金支持，进而带动电解槽规模化生产制造，实现成本突破，带动整体成本的大幅下降，实现绿色能源“安全、稳定、清洁、经济、永续”地造福人类社会。