大力發(fā)展太陽能減碳新技術(shù) 實(shí)現(xiàn)二氧化碳規(guī)模化轉(zhuǎn)化利用
“最大程度上利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的根本出路。實(shí)現(xiàn)這一途徑需要突破科學(xué)難題,發(fā)展新技術(shù)。”近日,在由Cell Press、中科院大連化學(xué)物理研究所聯(lián)合主辦的第二屆“Cell Press物質(zhì)科學(xué)周”上,中科院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所太陽能研究部主任李燦說。
當(dāng)前,太陽能等可再生能源發(fā)電已經(jīng)取得重大進(jìn)展。截至2020年底,可再生能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到9.34億千瓦,同比增長約17.5%。盡管如此,依然有許多行業(yè)剛性排放二氧化碳,比如煤基火電、化石燃料、交通領(lǐng)域、煤化工、冶金、水泥等行業(yè)。
李燦認(rèn)為,如何解決這部分二氧化碳,是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的“硬骨頭”。他提出,除了依靠植物自然光合作用、海洋吸收、節(jié)能減排等傳統(tǒng)減碳途徑,還應(yīng)該發(fā)展新技術(shù),特別是發(fā)展碳捕獲及利用(CCU)技術(shù)。利用可再生能源分解水制綠氫,進(jìn)而轉(zhuǎn)化二氧化碳制液態(tài)陽光甲醇,實(shí)現(xiàn)二氧化碳規(guī)模化轉(zhuǎn)化利用,完成碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。
談及CCU技術(shù)優(yōu)勢,李燦表示,可再生能源規(guī)?;娊馑茪溆型麑?shí)現(xiàn)規(guī)?;?、低能耗、高穩(wěn)定性三者統(tǒng)一。一般來說,電解水催化劑能效提升10%~20%,可使制氫成本降低30%~50%;發(fā)展耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的材料,能夠使裝置的使用壽命達(dá)到5年以上,大大降低電解槽更新?lián)Q代成本;同時(shí),電解水制氫裝置與下游規(guī)模化應(yīng)用市場匹配后,減少工業(yè)用地,制氫成本將進(jìn)一步下降。
實(shí)現(xiàn)這一路徑,需要攻克能源轉(zhuǎn)換相關(guān)的光催化、電催化甚至生物催化等一系列難題。可以說,將太陽能等可再生能源轉(zhuǎn)化為可儲存、可運(yùn)輸?shù)娜剂?,被認(rèn)為是“圣杯”式難題。
李燦介紹,目前,國際上大部分光催化分解水制氫研究停留在篩選催化劑階段,光生電荷動力學(xué)和光催化微觀機(jī)制的研究相對薄弱,解決這一重大科學(xué)問題仍有很長一段路要走。
記者 卜葉
責(zé)任編輯:孫知兵
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