矿业人|20220226直播预告|李灿——实现碳中和:绿氢与液态阳光

题目:实现碳中和:绿氢与液态阳光

报告人:李灿 院士 中国科学院大连化学物理研究所

主持人:陈宇翱 教授 中国科学技术大学

时间:2022年2月26日(周六)14:00

直播地址:

主办:墨子沙龙

协办:中国科大新创校友基金会

中国科学技术大学教育基金会

上海市浦东新区科学技术协会

上海市浦东新区科技和经济委员会

 

2022年冬奥会刚刚结束,中国队取得了有史以来的最好成绩,可喜可贺!在这场盛会中,除了奥运健儿们精湛的运动技巧,拼搏的精神和让人感动的国际友谊,最让人印象深刻的,莫过于开幕式上别具一格的“点燃火炬”仪式。

北京冬奥会的开幕仪式是奥林匹克100多年的运动史上,第一次没有点火动作,没有熊熊燃烧的主火炬塔的点火仪式。你知道,这样的举动,在整个冬奥会期间,能节约多少能量吗?

 

在2008年北京夏季奥运会上,主火炬的熊熊大火一个小时大概要消耗5000立方的天然气,排放大量的二氧化碳。将火炬变身为“微火”之后,产生的碳排放大概只有之前的五千分之一。小墨还了解到,北京2022年冬奥会首次使用氢能作为火炬燃料。本届冬奥,境内火炬接力全部使用氢燃料,赛事期间大量使用氢燃料电池车,以减少污染排放,体现了奥林匹克精神与“绿色”、“环保”的进一步结合。这也和我们国家2020年向全世界承诺:力争在 “2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的目标相辅相成。

2022年墨子沙龙的首场活动,我们就非常荣幸能够邀请到李灿院士,来和大家一起聊聊绿氢、液态阳光还有碳中和。

 

我们都知道,植物会进行光合作用,吸收二氧化碳,制造氧气。然而,人类进入工业革命后, 大量的使用化石资源,如煤炭、石油、天然气等。在推动人类工业迅速发展的同时,化石资源的燃烧也排放了大量的二氧化碳和污染物。目前,大气中二氧化碳的浓度已经从工业革命前的280 ppm升高到了410 ppm以上,还在继续上升。

科学研究表明,大气中二氧化碳浓度的增高,导致全球平均气温不断上升、冰川融化、海水平面升高,冻土中病毒释放等,人类的生存可能因此受到威胁。如果全球温度上升四度,全球海平面将比现在上升0.5米至1.4米,将对许多沿海城市的生存造成严重威胁,对人类生存和发展将是巨大灾难。

 

因此,早日实现碳中和,已经成为各个国家的共识,而中国也在2020年提出了力争在 “2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的目标。

那么,什么是碳中和,如何实现碳中和呢?

碳中和,顾名思义,就是二氧化碳的排放量和吸收利用量达到平衡,大气中二氧化碳的浓度不再增加。

 

要真正实现碳中和目标,需要国内自主的先进科学技术作为支撑,一是要想办法在不影响经济社会发展的情况下减少二氧化碳的排放,二是对已经排放到大气中的二氧化碳进行吸收和利用。

来自中国科学院大连化学物理研究所的李灿院士团队,突破了可再生能源太阳能电解水制取绿氢和二氧化碳加氢制液态阳光(甲醇)关键技术,利用太阳能、水和二氧化碳合成了液体燃料甲醇,同时实现了可再生能源利用和二氧化碳减排。这种技术生产的甲醇和传统的甲醇不同,整个生产过程中不仅不产生二氧化碳,还会利用已经排放的二氧化碳合成高附加值的甲醇燃料,为碳中和提供了切实可行的技术路径,并且已经在我国兰州建成了全球首套千吨级液态阳光合成的规模化示范工程,已于2020年试车成功并完成成果鉴定,目前,正在开展十万吨级的液态阳光工业化。

利用可再生能源制取绿色氢能,不仅可直接作为能源,还能解决传统化工过程中化石资源制氢带来的高碳排放问题,绿色氢能作为枢纽和桥梁,成为能源互联网的关键节点,使用氢能及衍生燃料可实现大规模长周期、具备经济性的储能。进一步,利用可再生能源制取绿氢与二氧化碳耦合生成甲醇等液体燃料,从而把可再生能源的能量存储在液体燃料中,提供了减排二氧化碳、储存可再生能源的切实可行的新技术。

将二氧化碳与可再生能源制氢耦合的液态阳光技术为代表的二氧化碳资源化利用,不仅能够助力我国实现碳中和,还能够将低品位的可再生能源以化学能形式储存,打通化工品与能量之间的通道,为我国能源、经济结构调整,化工行业、储能行业等的发展具有深远的意义。粗略估计,液态阳光替代煤化工制甲醇,预计每年减排超过4亿吨二氧化碳;利用可再生能源发电(光伏,风电,水电,甚至核电)合成液态阳光甲醇,消纳GW级以上电力,用来代替汽/柴油燃料,则可减排10亿吨级二氧化碳,直接为碳中和目标的达成提供有效解决手段。另外,该方案将有助于缓减我国依赖石油进口的能源安全问题。

 

什么是液态阳光甲醇,绿氢技术发展的现状和未来如何,我国如何实现碳中和,是不是已经有了可行的技术方案?

想要了解更多的细节,就快来参加2月26日下午的墨子沙龙。让我们一起听李灿院士分享氢能的发展和最新技术,新能源未来的趋势,碳中和的实施!

嘉宾介绍:

 

李灿,中国科学院大连化学物理研究所,研究员,博士生导师。

2003年当选中国科学院院士,2005年当选发展中国家科学院院士,2008年当选欧洲人文和自然科学院外籍院士。曾任催化基础国家实验室主任、出任国际催化学会理事会主席及第16届国际催化大会(ICC16)主席,现任中国化学会催化委员会主任,中国科学院大连化物所太阳能研究部部长,中国科技大学化学与材料学院院长。

主要从事催化材料、催化反应和光谱表征方面的研究。早期研制成功用于催化研究的紫外拉曼光谱仪,解决了钛硅分子筛的催化活性结构等催化领域的若干重要科学问题;发展了表征分子手性结构 的短波长手性拉曼光谱技术等。近20年来,致力于太阳能转化和利用的科学研究,包括太阳能光、电催化分解水制氢、二氧化碳资源化转化等人工光合成研究和新一代太阳电池探索研究等。研究工作和个人先后获得国家科技发明二等奖,国家自然科学二等奖,中国科学院杰出科技成就奖,何梁何利科学技术进步奖,中国催化成就奖,中国光谱成就奖,日本光化学奖,中法化学讲座奖,亚太催化成就奖,国际催化奖以及国际清洁能源“创新使命领军者”奖;作为首席科学家,2020年主持完成全球首套千吨级液态太阳燃料甲醇合成示范项目;2021年带领团队“液态阳光甲醇合成”项目斩获首届TERA-Award 智慧能源创新大赛冠军。

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