利用可再生能源制氫、將二氧化碳加氫轉化為綠色甲醇，是實現(xiàn)碳中和目標的重要技術路徑。該甲醇由太陽能轉化而來，又被形象地稱為“液態(tài)陽光”。

　　全球第一個液態(tài)陽光技術大規(guī)模工業(yè)化示范項目——二氧化碳加綠氫制甲醇技術示范項目已于2024年11月在內蒙古鄂爾多斯開工建設，預計2026年9月建成投產。

　　該項目由中煤集團聯(lián)合中國科學院大連化學物理研究所啟動，總投資約40億元，投產后預計每年可生產10萬噸液態(tài)陽光甲醇。

　　綠色甲醇作為清潔能源潛力巨大

　　二氧化碳加綠氫制甲醇技術是水泥、鋼鐵、化工等行業(yè)實現(xiàn)碳減排的有力手段，也是二氧化碳資源化利用的典型過程，同時是一種長周期、大規(guī)模的儲能技術。

　　首先，隨著可再生能源發(fā)電裝機量的增加，電網的穩(wěn)定性受到前所未有的挑戰(zhàn)，將可再生能源制氫進而合成為甲醇的思路得到了政府和企業(yè)的大力支持，被認為是就地消納的良好途徑。

　　其次，液體燃料甲醇的使用在節(jié)約煤炭、石油等不可再生能源的同時，也緩解了能源危機，促進了能源領域的可持續(xù)發(fā)展。

　　再次，對于水泥、鋼鐵等行業(yè)的二氧化碳減排，按照目前技術只有依靠碳捕獲和封存來實現(xiàn)，而二氧化碳加綠氫制甲醇技術提供了新的資源化利用路徑，因此在今后較長一段時間內，可催生水泥-化工聯(lián)產、鋼鐵-化工聯(lián)產等新發(fā)展模式。未來，隨著生物質碳資源的開發(fā)、直接空氣捕獲二氧化碳技術的進步，以及海運領域等自回收二氧化碳技術的進步，液態(tài)陽光甲醇將更具生命力。

　　數據顯示，2024年，我國甲醇表觀消費量超過1億噸/年，但絕大多數來源于煤制甲醇。據預測，若當前甲醇合成全部由液態(tài)陽光甲醇替代，則每年可實現(xiàn)3億噸至4億噸的二氧化碳減排。

　　在燃料領域，綠色甲醇正逐漸被視為一種具有巨大潛力的低碳清潔能源。在道路交通領域，綠色甲醇可與汽油混合或直接用于傳統(tǒng)內燃機汽車，也可用于混合動力與燃料電池汽車。在海運行業(yè)，由于綠色甲醇不含硫分且氮氧化物排放低，它有潛力替代現(xiàn)有的高碳排放船用燃料。在航空業(yè)，綠色甲醇通過轉化，能夠作為可持續(xù)的航空燃料，為航空領域提供環(huán)保的能源解決方案。

　　政策方面，2023年12月31日，工業(yè)和信息化部等三部門關于印發(fā)《加快工業(yè)領域清潔低碳氫應用實施方案》的通知，提出“大力發(fā)展氫碳耦合制綠色甲醇”；2024年7月15日，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《煤電低碳化改造建設行動方案（2024-2027年）》，提出“二氧化碳加氫制甲醇等化工利用技術”；2024年8月21日，國家能源局印發(fā)《關于組織開展綠色液體燃料技術攻關和產業(yè)化試點的通知》，提出“以捕集的二氧化碳、可再生能源制氫為原料，通過催化合成生產綠色甲醇”；2024年10月30日，國家發(fā)展改革委等六部門印發(fā)《關于大力實施可再生能源替代行動的指導意見》，提出“探索建設風光氫氨醇一體化基地”。

　　液態(tài)陽光全流程突破三大關鍵技術

　　二氧化碳加綠氫制甲醇技術示范項目主要包括，可再生能源風光發(fā)電、電解水制儲氫和二氧化碳加綠氫制綠色甲醇（含二氧化碳捕集精制）三個部分，針對液態(tài)陽光全流程系統(tǒng)的三個關鍵技術，開展研究和示范。

　　一是高效堿性電解水制氫裝置的大型化研究與示范。當前，堿性電解水制氫單槽規(guī)模約1000 Nm3H2/h，單位制氫能耗約4.7至6.0 kWh/Nm3H2，該項目擬示范全球最領先堿性電解水制氫技術，要求單槽規(guī)模不低于1200 Nm3H2/h（其中2臺規(guī)模達到1500 Nm3H2/h），通過開展低能耗、高穩(wěn)定性新一代電解水催化劑的研發(fā)及電解水系統(tǒng)的優(yōu)化集成設計，突破制約高效堿性電解水制氫的材料和技術瓶頸，研發(fā)了鎳基底上原子級分散的過渡金屬電解水制氫催化劑，實現(xiàn)單槽千立方/小時以上規(guī)?；茪渖a，能量轉化效率超過82%，單位制氫能耗降低至4.3 kWh/Nm3H2以內。此外，在光伏制氫或風電制氫中，由于風光發(fā)電的間歇性、波動性等特點，常規(guī)可再生能源配套電解槽有效制氫小時數約2000小時，經濟制氫波動范圍約50%至110%，該項目創(chuàng)新性地組合風光發(fā)電、電化學儲能及制儲氫設施，并采用“削峰填谷”策略，使電解槽有效制氫小時數達到5055小時，并通過多臺套制氫裝置切換運行方式保持制氫裝置經濟運行范圍，極大地提高了電解槽的利用率和穩(wěn)定性。

　　二是大規(guī)模二氧化碳加綠氫制甲醇關鍵技術研究與示范。二氧化碳加綠氫制甲醇技術，目前在全球范圍內均處于千噸級中試階段，該項目擬示范全球首套10萬噸/年二氧化碳加綠氫制甲醇工業(yè)化項目，針對二氧化碳加綠氫制甲醇技術，發(fā)明新型鋅鋯氧化物固溶體催化劑，提高了優(yōu)異的甲醇選擇性和穩(wěn)定性；開發(fā)二氧化碳加綠氫制綠色甲醇成套工藝技術和核心反應器，實現(xiàn)二氧化碳轉化率大于98.5%，甲醇選擇性大于99.5%，催化劑穩(wěn)定性超過5000小時。

　　三是電-氫-醇一體化智能化管控技術研究與示范。從風光資源分析入手，通過具有自主知識產權的多因素綜合尋優(yōu)策略方法實現(xiàn)風光資源、制氫和儲氫的合理配置，充分發(fā)揮風光互補特性和儲氫裝置儲能能力，在實現(xiàn)低成本供氫的同時提升供氫穩(wěn)定度至60%-110%，克服風光不穩(wěn)定性對化工生產的影響。該項目制氫裝置的配置容量為平均需求供氫量的1.6倍，利用風光制氫一體化調控平臺充分發(fā)揮可再生能源發(fā)電能力、儲氫裝置強大的儲氫能力、電化學儲能設施靈活性運行能力和現(xiàn)有化工裝置強大的氫氣消納能力，在制氫裝置富余時段，制氫裝置可為電網提供調峰輔助服務，為地區(qū)可再生能源的上網消納提供強大的調峰支持。

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