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刘科院士:绿色甲醇——适合中国国情的绿色转型路径

2024.01.18 浏览量:677

2023年12月21日,中国电动汽车百人会和济南新旧动能转换起步区管理委员会共同主办的“清洁智慧能源高质量发展大会”在山东济南成功召开。本次大会以“清洁能源促进产业绿色低碳转型”为主题,在上午的大会中,澳大利亚国家工程院外籍院士,南方科技大学创新创业学院院长刘科发表了“绿色甲醇—适合中国国情的绿色转型路径”的主旨演讲。以下为嘉宾观点摘要。

液体是当前最佳的能源载体。一是液态燃料的体积能量密度较高,汽车、轮船等交通工具的重要参数并非质量能量密度,而是体积能量密度,当前液体的甲醇体积能量密度是4300kWh/m3,汽油是8600kWh/m3,而氢仅为3.2kWh/m3,天然气仅为10kWh/m3,液体燃料体积能量密度远超过气态燃料。二是液体燃料可以在常温常压长期储存,便于管道输运及海运,运输成本低,当前全球范围内也已具备成熟的液体燃料基础设施网络。

绿色甲醇是最好的氢能液态载体之一。绿氢合成甲醇,从气态的绿氢变成液态的绿色甲醇,解决了绿氢的体积能量密度问题、储运问题。绿色甲醇方案还可以解决纯电汽车的续航里程焦虑、充电过冬问题。此外,绿色甲醇是交通领域最低成本实现碳中和的路径,把人类已经投资几万亿美金的液体基础设施废掉,再去建快充站及加氢站即不现实,也不经济。用已建成的液体基础设施加注绿色甲醇,一代基础设施可供未来三代(内燃机,混合动力及燃料电池)汽车使用。

绿色甲醇并非需要追求100%零碳,而是满足碳中和前提下的低碳甲醇。绿氢制甲醇路线中,当碳源为生物质或来自碳捕集,产品甲醇中的绿色能源占比可达100%,即全生命周期零碳排放;使用煤炭为碳源,产品甲醇中的绿色能源占比可达75%,会产生部分碳排放。理论上人类社会需要适度的碳排放来满足基本的生产行为,也就是让产生的碳与需求的碳产生保持平衡。因此,绿色甲醇不一定需要追求100%零碳,而是应该协同其它行业共同降碳,达成碳平衡状态,实现碳中和。

绿色甲醇燃料适用于汽车、船舶等领域。与汽油和柴油相比,使用绿色甲醇作为燃料能够降低约95%的颗粒物排放、约80%的氮氧化物排放、约80%的二氧化碳排放且燃烧后无硫排放,能够推动交通领域的深度脱碳。在实际应用中,当前贵阳市已经推广了2万辆甲醇出租车,每年可以为每位出租车司机节省约4万元的燃料费用,并且整个贵阳市没有因为甲醇毒性发生过公共安全事故。整体来看,清洁、低成本、安全是甲醇汽车推广迅速的主要驱动因素。此外,近年来甲醇船舶的订单也开始大增,截至2023年11月底,全球甲醇燃料船舶的数量达到234艘。

电与甲醇应该“各司其职”。电动车和甲醇燃料汽车都有各自的需求市场,将其匹配到合适的市场中才是最为科学合理的发展模式。未来电动车更适合在地形相对平坦、气温相对高的地区发展;慢充可选择谷电时再充电,有利于电网消纳不稳定的可再生能源,无需再投资上万亿扩容电网。绿色甲醇混合动力汽车可以解决电动车电池太贵,太重,及在山区里程焦虑、过冬及快充站建设等痛点;利用已有的传统补能站快速升级为甲醇加注站,也可以降低对基础设施建设的支出。

此外,刘科还认为,绿色甲醇是碳中和背景下的长时储能技术,电池技术进步至关重要但不能完全依赖电池,要把风能和太阳能以绿色甲醇的形式储存、运输、应用。增加电网之外的管网运输方式,可以有效的提升可再生能源利用效率,促使煤炭石油经济部分转为绿色甲醇经济,降低油气的对外依存度并实现我国碳中和目标。