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利用光化学转化CO2生产清洁能源

编辑:东莞大田水工机械有限公司  字号:
摘要:利用光化学转化CO2生产清洁能源
“说起太阳能,大家公认的利用方式就是光伏发电。实际上我国一直忽略了太阳能利用的另外一个重要方向,那就是利用催化剂将二氧化碳(CO2)还原转化为燃料或其他有用的化学品。”3月12日,中国科学院大连化学物理研究所催化剂除国家重点实验室主任、中国科学院院士李灿在接受记者专访时表示,光化学转化二氧化碳是真正清洁又低碳的能源利用方式,目前欧美日都非常重视这一方向,但我国支持力度不够,将来很可能受制于人。

近年来,我国已经给予了光伏发电足够的重视,工业化生产方面也取得较大进展。但是发电成本和并网问题一直是开启国内市场的障碍。国家能源局原局长张国宝介绍,我国光伏发电上网电价是1.15元,远高于水电、火电、核电,甚至与风电相比,价格都是高的。

“但是,我提出的用化学方法将太阳能储存为化学能,使用的光能和二氧化碳都是零成本,且资源充足,工业化以后成本一定能够和化石能源的燃料相抗衡。”李灿说。

太阳能化学转化二氧化碳不仅是利用和储存太阳能的理想途径,还可以为我国的二氧化碳减排作出革命性的贡献。

国务院参事、中国科学院可持续发展战略研究组组长、首席科学家牛文元日前曾对媒体表示,现在每年全球排放出的二氧化碳大约是300亿吨,其中有一半可以被森林或者海洋所固定,而另外一半直接排到大气当中。据记者了解,为兑现中国对国际社会做出的二氧化碳减排承诺,我国不仅在节约化石能源消耗上下狠功夫,同时还在积极发展二氧化碳综合利用。

“现在好多利用二氧化碳的方法都是治标不治本。”李灿说,“比如将二氧化碳捕集,深埋到地下,二氧化碳实际上并没有减少,而且遇到地震还会非常危险;再比如利用二氧化碳生产聚合物等化学品,消耗量太小,相对于二氧化碳的排放量来说是九牛一毛;也有人提出来二氧化碳可以用氢还原,但是氢从哪里来,还是要靠化石能源。这些都不能从根本上解决二氧化碳的排放问题。但是光化学转化二氧化碳一旦产业化,理论上可以把二氧化碳全部转化掉。”

李灿告诉记者,目前日本、美国和欧洲都在加大这一方向的集中研发投入。日本在这一领域整体处于领先地位,从上世纪七八十年代至今,已经组织了很多企业投入该领域,现在实验室研发已经卓有成效,目标是产业化。目前日本转化得最好的是天然气,还有少量的甲醇、乙醇。

美国从本世纪初重新重视该领域,最近又启动了人工光合作用联合研究中心(JCAP),由加州理工、加州大学伯克利和劳伦斯国家实验室联合组织多个领域的一流科学家,专门攻关利用太阳能转化二氧化碳这一科技难题。德国、英国、瑞典和瑞士等欧洲国家也非常重视该领域的研究,在光—化学转化的基础理论研究方面走在了国际前沿。“我国目前只有中科院和几所大学有零散的力量在做这方面研究。由于还未得到国家重视,也没有强有力的科研经费支持。”李灿说。

李灿呼吁从国家层面进行战略部署,设立科技部重大专项,引导基础研究、应用研究和产业化队伍联合进行攻关。

“实际上,在可见光区的光催化效率方面,目前我国与日本的差距不大,尚有创新发展的机会。如果现在不重视,将来一旦人家掌握了,我们就会变得很被动。这还不像一般的化工技术,可以通过转让买过来,它关系到国家未来的能源战略。希望我国在这一前沿领域能够不失时机,未来真正实现低碳和无碳发展。”李灿说。
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