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——訪中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員、潔凈能源國家實驗室（籌）主任李燦

將太陽(yang)能轉化為(wei)可(ke)儲(chu)存、可(ke)運輸的(de)燃(ran)料(liao)（太陽(yang)燃(ran)料(liao)）被認(ren)為(wei)是科學(xue)(xue)界“圣杯”式的(de)難(nan)題。人工光(guang)合(he)成道法(fa)自(zi)然(ran)光(guang)合(he)作用(yong)，是合(he)成太陽(yang)燃(ran)料(liao)的(de)重要策略(lve)，也是人類(lei)保(bao)護地球家園、實現生態文明、可(ke)持續發(fa)展(zhan)的(de)理(li)想途徑。在2020年中(zhong)國(guo)電(dian)機工程學(xue)(xue)會(hui)(hui)年會(hui)(hui)上，中(zhong)國(guo)科學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士、中(zhong)國(guo)科學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)大連化學(xue)(xue)物理(li)研究(jiu)所研究(jiu)員(yuan)、潔凈能源國(guo)家實驗室（籌(chou)）主任李燦接受《中(zhong)國(guo)電(dian)力報》記者專訪，對太陽(yang)燃(ran)料(liao)的(de)優勢、戰略(lve)意義與發(fa)展(zhan)前(qian)景等方面作出闡釋(shi)。

記者：與其他(ta)形(xing)式的可再生能(neng)源(yuan)利用相比，“液態(tai)太(tai)陽燃料”具有哪些(xie)優勢？

李(li)燦：太陽(yang)燃料(liao)合(he)成(cheng)是指利(li)用(yong)太陽(yang)能、風能、水(shui)能等可再(zai)(zai)生(sheng)能源(yuan)(yuan)分解(jie)水(shui)（光(guang)解(jie)水(shui)或電解(jie)水(shui)）制(zhi)備綠(lv)氫、將二(er)氧化(hua)碳(tan)加氫轉(zhuan)化(hua)制(zhi)甲醇等液(ye)體(ti)燃料(liao)，把(ba)可再(zai)(zai)生(sheng)能源(yuan)(yuan)存儲(chu)(chu)在(zai)液(ye)體(ti)燃料(liao)中。簡言(yan)之就是利(li)用(yong)太陽(yang)能等可再(zai)(zai)生(sheng)能源(yuan)(yuan)、二(er)氧化(hua)碳(tan)和水(shui)，生(sheng)產(chan)清潔(jie)可再(zai)(zai)生(sheng)的(de)甲醇等液(ye)體(ti)燃料(liao)，我們也稱其為“液(ye)體(ti)陽(yang)光(guang)”。這將是未來解(jie)決二(er)氧化(hua)碳(tan)排(pai)放的(de)根本(ben)途徑之一，也是將間歇分散的(de)太陽(yang)能等可再(zai)(zai)生(sheng)能源(yuan)(yuan)收集儲(chu)(chu)存的(de)一種儲(chu)(chu)能技術，是“道法自(zi)然光(guang)合(he)作用(yong)”，實(shi)現人工光(guang)合(he)成(cheng)綠(lv)色能源(yuan)(yuan)的(de)一種過程。

它(ta)的(de)優勢首(shou)先是(shi)直接減(jian)排(pai)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳。利用(yong)清(qing)潔能(neng)源和可(ke)再(zai)生能(neng)源，很多是(shi)間接減(jian)排(pai)——比(bi)如光(guang)伏發電(dian)(dian)(dian)和風電(dian)(dian)(dian)發電(dian)(dian)(dian)，如果(guo)發得多，那么煤(mei)電(dian)(dian)(dian)就可(ke)以(yi)少一(yi)點(dian)，因(yin)(yin)為燒(shao)煤(mei)少了，二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳排(pai)放也(ye)就少一(yi)點(dian)。因(yin)(yin)為許多化(hua)工過程仍然(ran)會(hui)排(pai)放二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳。而太陽燃(ran)料的(de)合成過程，是(shi)等(deng)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳排(pai)放出來，把它(ta)捕捉回來再(zai)轉化(hua)成有用(yong)的(de)化(hua)學品，等(deng)于直接減(jian)排(pai)二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳。

其次，由于(yu)太陽(yang)燃(ran)料(liao)是(shi)液態的(de)，運輸和儲存(cun)(cun)(cun)都(dou)非常方便(bian)，并(bing)且可(ke)以儲存(cun)(cun)(cun)很(hen)久。儲能的(de)問題(ti)讓電力部門(men)的(de)同行很(hen)頭(tou)疼，因為(wei)電發出來就(jiu)得用，但是(shi)將太陽(yang)能等(deng)可(ke)再生能源儲存(cun)(cun)(cun)為(wei)太陽(yang)燃(ran)料(liao)（甲醇燃(ran)料(liao)），既能長期(qi)儲存(cun)(cun)(cun)，隨時可(ke)以使用，又易于(yu)安全運輸，且是(shi)氫能載體，可(ke)作為(wei)燃(ran)料(liao)電池氫源，有利(li)于(yu)解決氫能經濟中“制、儲、運、加(jia)”的(de)安全性問題(ti)。

記(ji)者(zhe)：“太陽燃料合成(cheng)”這一技術對緩解我國能源安全問題乃至全球生態(tai)文明建設具(ju)有(you)哪些重大(da)戰略意義？

李燦：二(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)排放現在是世界性(xing)(xing)的(de)(de)(de)問題，所(suo)以(yi)低碳(tan)(tan)減排的(de)(de)(de)技(ji)術具有普適性(xing)(xing)。該技(ji)術的(de)(de)(de)戰(zhan)略意義主(zhu)要表現在兩(liang)個方(fang)面：一是將電能(neng)(neng)(neng)轉化(hua)為可儲存(cun)運輸(shu)(shu)的(de)(de)(de)化(hua)學能(neng)(neng)(neng)，提供了高壓輸(shu)(shu)電之外的(de)(de)(de)太陽能(neng)(neng)(neng)利用新(xin)(xin)途徑，為解(jie)決(jue)可再生能(neng)(neng)(neng)源間歇(xie)性(xing)(xing)問題和(he)“棄(qi)光、棄(qi)風、棄(qi)水(shui)”問題提供了新(xin)(xin)的(de)(de)(de)策略；二(er)(er)是將二(er)(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)作為碳(tan)(tan)資源轉化(hua)利用，并解(jie)決(jue)氫能(neng)(neng)(neng)儲存(cun)和(he)運輸(shu)(shu)的(de)(de)(de)安全難(nan)題，為進行低碳(tan)(tan)乃至零碳(tan)(tan)、清(qing)潔的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源革命提供了創新(xin)(xin)的(de)(de)(de)技(ji)術路(lu)線。

此外，這一(yi)技術(shu)(shu)將二(er)氧化(hua)(hua)碳作為碳資源，實(shi)現二(er)氧化(hua)(hua)碳的(de)積極減(jian)排，生產(chan)的(de)太(tai)陽燃料甲(jia)醇為綠色(se)甲(jia)醇，不同(tong)于傳(chuan)統(tong)煤、天然氣所制(zhi)得的(de)甲(jia)醇，實(shi)現了零碳排放。綠色(se)甲(jia)醇的(de)生產(chan)是目前國際上(shang)興起的(de)碳捕獲(huo)儲(chu)存（CCS）以(yi)及(ji)進而發展的(de)碳捕獲(huo)及(ji)資源化(hua)(hua)利用（CCSU）的(de)發展方向(xiang)，為我國完成習主席提出的(de)2060年前碳中和(he)目標(biao)提供(gong)技術(shu)(shu)方向(xiang)。

記者：據了(le)解，太陽燃料合(he)成(cheng)(cheng)已(yi)經實(shi)(shi)現了(le)從實(shi)(shi)驗(yan)室研究成(cheng)(cheng)果走向工業(ye)化(hua)示(shi)范。作(zuo)為(wei)產學研成(cheng)(cheng)功合(he)作(zuo)的一個典范，它(ta)對行業(ye)有哪些借鑒意義和(he)參(can)考價值(zhi)？

李燦：我認為基礎研究分為幾(ji)種。一(yi)(yi)種是(shi)在(zai)科學上非常重要(yao)，但(dan)是(shi)離(li)應用非常遠，一(yi)(yi)旦突(tu)破了以(yi)后，可(ke)能對(dui)幾(ji)十(shi)年以(yi)后產生深刻的影響。還(huan)有(you)一(yi)(yi)類研究（也(ye)可(ke)稱應用基礎研究）就是(shi)問題導向很(hen)清楚，應用背景也(ye)很(hen)明確，聚焦這個問題，一(yi)(yi)旦有(you)了進展(zhan)或(huo)者突(tu)破以(yi)后，馬上就可(ke)以(yi)對(dui)接(jie)實(shi)際的工業(ye)化應用過程。

太陽燃(ran)料合(he)成(cheng)的目(mu)標非常明(ming)確(que)，就是(shi)要解決可再(zai)生能源(yuan)轉化(hua)成(cheng)化(hua)學(xue)能過程(cheng)中的各種基礎科學(xue)問(wen)題。目(mu)前，全球首(shou)套千(qian)噸(dun)級規模太陽燃(ran)料合(he)成(cheng)示范項(xiang)目(mu)在蘭州新區(qu)綠色化(hua)工園(yuan)區(qu)試車成(cheng)功，意味著邁出了將(jiang)太陽能等(deng)可再(zai)生能源(yuan)轉化(hua)為液體燃(ran)料工業(ye)化(hua)生產的第一步。

這(zhe)個(ge)項目具有兩大特點(dian)：一是利(li)用(yong)光(guang)伏等可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)發電(dian)(dian)后通過大型(xing)(xing)水(shui)(shui)電(dian)(dian)解制(zhi)(zhi)氫(qing)設備制(zhi)(zhi)取(qu)氫(qing)氣。電(dian)(dian)解水(shui)(shui)制(zhi)(zhi)氫(qing)采用(yong)“新(xin)(xin)一代(dai)電(dian)(dian)催(cui)化技(ji)術(shu)(shu)”，使制(zhi)(zhi)氫(qing)電(dian)(dian)耗在傳統(tong)水(shui)(shui)平(ping)基(ji)礎上明顯下(xia)降。為(wei)大規模推廣(guang)來(lai)自于可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的“綠氫(qing)”起到了示(shi)范作用(yong)。二(er)是采用(yong)創新(xin)(xin)研發的氫(qing)氣與二(er)氧化碳通過新(xin)(xin)型(xing)(xing)催(cui)化劑一步法(fa)合成(cheng)甲醇(chun)的新(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)。主要(yao)是發展了廉價、高(gao)選擇(ze)性(xing)、高(gao)穩定性(xing)二(er)氧化碳加氫(qing)制(zhi)(zhi)甲醇(chun)催(cui)化技(ji)術(shu)(shu)，為(wei)今(jin)后規模化轉化利(li)用(yong)二(er)氧化碳，為(wei)用(yong)太陽燃料逐步取(qu)代(dai)傳統(tong)化石燃料趟出一條全新(xin)(xin)的技(ji)術(shu)(shu)路線(xian)。