首套千吨级太阳能发电、电解水制氢、二氧化碳与氢气合成甲醇示范项目试车成功

2020年1月17日,首套千吨级规模太阳燃料合成示范项目在兰州新区绿色化工园区试车成功。该项目迈出了将太阳能等可再生能源转化为液体燃料工业化生产的第一步。太阳燃料合成是指利用太阳能、风能、水能等可再生能源发电,进而电解水制备氢气、将二氧化碳加氢转化制甲醇等液体燃料,把可再生能源存储在液体燃料中。     

太阳燃料甲醇合成

我国将力争于2060年前实现碳中和,而实现碳中和的根本途径是能源利用形式由化石能源向可再生能源转变。本文指出太阳燃料甲醇合成（又称“液态阳光”）是利用太阳能等可再生能源分解水制取绿氢,再将二氧化碳与绿氢结合转化为甲醇的综合性技术,它不仅可将再生能源存储在液体燃料甲醇中,还可解决重要领域如冶金、建材、化工中的刚性二氧化碳排放,是实现碳中和目标切实可行的技术路线和有力手段。本文就作者团队研究发展的液态阳光水分解制氢和二氧化碳加氢制甲醇技术进行总结,并对当前液态阳光技术的工业应用进行了介绍。     

二氧化碳催化加氢制甲醇研究进展

近年来，许多工业领域频繁使用化石燃料，导致温室气体(GHG)大量排放，大气中二氧化碳含量急剧增多。化石燃料的枯竭，全球变暖、气候变化以及燃料价格的急剧波动，使新型环保燃料成为研究热点。将二氧化碳转化为高附加值产品的过程被认为是应对气候变化和能源高速消耗的有效措施。甲醇是一种重要的化工原料和能源，在行业内的需求与日俱增。为顺应国家双碳目标和绿色环保战略规划，CO₂热催化加氢制甲醇工艺得到广泛研究。使用二氧化碳生产甲醇工业生产过程中，二氧化碳的来源很多，可从炼油厂、炼煤厂、制锰厂等排放的烟气中分离。氢气可从绿色能源发电电解水得到，如太阳能、水力或风能发电。利用可再生能源进行CO₂催化加氢制甲醇，不仅可在很大程度减少二氧化碳排放，碳资源也可实现循环再生利用，能有效缓解我国当前能源及化工原材料缺口。通过介绍甲醇性质以及近年来国内外甲醇生产技术发展历史，从催化剂和工艺方面综述了甲醇制备方法以及尚需解决的关键问题，目前二氧化碳制甲醇催化剂虽然有了一定研究进展，但其性能距实现工业化还有一定难度，CO₂催化加氢制甲醇整体所需工业成本较高...     

生物质能发展“十二五”规划目标翻番

日前,国家能源局下发的《生物质能发展"十二五"规划》,目标翻番。生物质能与水能、风能、太阳能等构成我国可再生能源体系,生物质发电、生物液体燃料、沼气和生物质成型燃料是生物质能主要利用方式。     

大连化物所在酸性条件下长寿命非贵金属电解水催化剂方面取得新进展

<正>近日,大连化物所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部韩洪宪研究员和李灿院士团队与日本理化学研究所(RIKEN)Ryuhei Nakamura教授研究团队合作,在酸性条件下非贵金属电催化分解水研究方面取得新进展,相关研究成果发表在《德国应用化学》上。将太阳能转化为俗称"液态阳光"的"太阳能燃料",是应对未来化石燃料枯竭和气候变化的重要可再生能源策略。近年来,太阳能等可再生能源发电逐步成为最为廉价的发电技术。利用光伏发电驱动电解水(PV-E)制氢,是目前最为可行的大     

光驱动微生物杂合系统提高生物制造水平

太阳能作为最丰富且可再生的清洁能源，具有非常大的成本效益和发展潜力。自然光合作用效率低且难以干预，人工光合作用不稳定且成本高。以绿色、低碳的方式实现太阳能-化学的转化是现代社会可持续发展的迫切需要，也符合绿色生物制造的需求。光驱动微生物杂合系统作为一项新兴技术将非生物光敏材料与微生物全细胞结合起来，利用光敏材料优良的光吸收能力和微生物的特定高效合成能力，在利用太阳能驱动合成燃料和化学品方面显示出较大潜力。本文综述了光驱动微生物杂合系统在质子还原制氢、CO₂还原转化、固氮和C—H键氧化等重要反应中的应用，并对光驱动微生物杂合系统未来的发展趋势进行了展望。     

电力合成燃料在德国电力市场未来成本的综合分析

介绍了利用可再生能源发电用于合成甲烷与液体燃料的相关研究方法论与分析场景,在未来的低碳能源体系中,采用可再生电力生产的合成燃料将成为新能源消纳的重要补充形式。最近,人们对大规模使用成本大幅降低的合成燃料表现出日趋浓厚的兴趣。其中,对于假设条件可为上述预计成本的降低提供支持,为了提高未来讨论的真实性,分析合成燃料的成本降低途径,并在德国国内和国外调查生产合成燃料所需的可再生电力的有利发电地点。主要对电力合成燃料在德国电力市场未来成本进行了综合分析。     

我国可再生能源发电制氢的发展概况

化石燃料的利用在短时间内带来重大的技术进步的同时也带来了诸多问题。选择绿色无污染的可再生能源作为化石燃料的替代品是实现"碳中和""碳达锋"目标的主要步骤。但是可再生能源的波动性和间歇性在并网时会造成电网的不稳定性,引起严重的弃光、弃风、弃水现象。电解水制氢技术被认为是脱碳制氢关键过程,同时也是实现能源转换提高能源的利用率的一种有效方式。本文对电解水制氢技术及我国可再生能源发电制氢项目的现状进行介绍,并列举了可再生能源发电制氢项目存在的问题及提出的建议。总之,可再生能源发电制氢将成为解决能源消纳、加速氢能产业化进程、最终实现我国向低碳清洁能源转型的重要途径。     

新型催化剂将二氧化碳转化成液体燃料

<正>中国科技大学化学与材料科学学院谢毅、孙永福及其研究团队,近日找到一种新的电极催化剂,可以将二氧化碳转化成液体燃料。研究人员利用钴和氧化钴混合物特定的原子排列方法,让原先并不具有二氧化碳催化活性的材料转化为超越早前所有报道过的电催化剂,相关研究成果发表在7日出版的《自然》杂志上。减少温室气体二氧化碳的含量是科学家们一直探索的工作。早先的研究已经将二氧化碳通过电力和催化剂在电还原过程中被转化成不同类型的化学品,如甲烷、甲酸、甲醇等燃料。在转化     

新技术助力二氧化碳高效转化为甲醇

正中国科学技术大学教授曾杰研究团队近期构筑出铂—硫化钼原子级分散催化剂,并有效拉近了催化剂表面铂单原子之间的距离,从而实现"单中心近邻原子协同催化"这一新型作用机制,突破了人们对单原子之间互不干扰的传统认识。该催化剂可将二氧化碳高效转化为甲醇。把二氧化碳转化为甲醇、甲酸等清洁液体燃料,不仅能缓解碳排放引发的温室效应,还将成为理想的能源补充形     

美开发二氧化碳制甲酸新方法

正美国普林斯顿大学设计出一种利用阳光能将二氧化碳和水转化为潜在替代燃料甲酸的有效方法。研究人员表示,这种方法利用二氧化碳,提供了一种有前景的可再生燃料制备方法。为了抑制因大气中温室气体如二氧化碳浓度增加引起的全球变暖,通常采用三个方法:开发替代能源,捕获和存储温室气体,以及再利用过量排放的温室气体。普林斯顿大学     

用于甲醇重整制氢的铜基催化剂研究进展

近年来,随着能源需求与日俱增,化石燃料的燃烧造成的温室效应使得地球气候变得更加恶劣,如何有效实现碳减排成为各国科学家的研究重点。将二氧化碳转化为绿色液体燃料(如甲醇)是一个重要方向。通过甲醇合成(MS)实现碳捕获,再在需要能量时进行甲醇水蒸气重整(MSR)制备氢气,实现二氧化碳的闭路循环和氢能的储存,因此MSR反应具有很高的研究价值。在众多应用于甲醇水蒸气重整的催化剂中,Cu基催化剂因其价格低廉和高活性等优点受到广泛关注。综述了Cu基催化剂在甲醇水蒸气重整中的研究进展,包括机理探索,催化剂优化及未来的发展方向,提出铜基催化剂中铜的高分散、价态调控和复合氧化物与铜的协同是性能优化的关键。     

中国碳中和目标下CO2转化的思考与实践

提出政策引导CO₂回收、利用与封存（CCUS）发展,需重新定义二氧化碳的属性及价值,深度挖掘其资源属性,在以煤油气为一次能源、电为二次能源,向以电热为一次能源、氢为二次能源的再电气化能源革命转型中,为从有碳能源向无碳能源转变,将影响及重构所有社会活动及产业。本文通过未来低碳场景下CCUS绿色技术的思考,指出以二氧化碳氢化的三个技术链的创新开发和实践,使二氧化碳转化为合成气（CO+H₂）,从而实现高值化、资源化碳的固化和封存。文章提出：煤电、煤化工与水泥产业的二氧化碳氢化及费托合成高碳烃燃料,不仅高值化,还可用于电网调峰;沼气及非常规天然气CO₂与CH₄的干重整可生产绿氢、可再生燃料及甲醇而高值化,对于中国的乡村振兴具有特别意义,可打通村镇废弃物处理能源化与国家工业补农业的能源基金通道,将使中国乡村振兴获得资本强化新机遇;钢铁及炼化产业的低碳发展,煤气及干气的二氧化碳干重整高值利用,特别是干重整合成气生产甲醇经甲醇制烯烃（MTO）生产乙烯和丙烯及聚合物进行碳固化,将使CCUS获得新的产业链。CCUS将成为所有社会活动及工业的附属产业,成为新的公共服务产业链。     

谨慎对待甲醇、二甲醚作车用燃料加快GTL技术开发

介绍了国外天然气转化为液体燃料(GTL)及甲醇、二甲醚作车用燃料的发展趋势。分析了国外重视GTL的技术开发和装置建设的原因。提出中国利用煤炭、天然气发展车用燃料的四点建议：一要重视石油、煤炭、天然气资源的合理利用;二要慎重对待甲醇、二甲醚作车用燃料;三是当前要严格控制甲醇、二甲醚项目的建设;四是用煤、天然气发展车用燃料,而煤炭转化为液体燃料(CTL)和GTL是主要方向,因此要加快CTL、GTL技术的开发。     

浅谈醇基燃料在我公司的应用

醇基燃料是一种以甲醇为基础开发的一种环保燃料,无毒、无残液、无烟尘、无有害废气、无积垢、无腐蚀、低挥发、热值高,既安全又经济的清洁新燃料,属可再生的生物能源,是国家正式认定的标准能源之一。1997年,国家计委交通能源司、国家农业部环保能源司、国家经贸委资源综合利用司等国家有关部门联合发文（环能管）[1997]30号文要求各地推广利用。由于原油价格急剧上涨,醇基液体燃料作为新型再生能源,以其低成本的显著优势,获得了广泛关注和支持,产能大规模提高,技术发展十分迅速。     

可再生的绿色能源——生物柴油

20世纪人类使用的能源主要有三种:原油、天然气和煤炭。而另一个值得重视的新能源是可再生的绿色能源——生物能。在各种可再生能源中,生物质是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。生物燃料作物作为未来的一种新能源,与其他能源比有许多优点,环保、可再生是生物能源最大的优势。生物柴油是近年来发展迅速并规模化使用的生物替代能源。生物柴油的制备主要有酶催化、酸催化、碱催化、酸—碱催化、超临界等方法。     

美发现新催化剂可将温室气体转为工业原料

美国特拉华大学的一组研究人员开发出一种催化剂,它能通过电化学方式将二氧化碳这种温室气体,高效转化为制造某些合成燃料的工业原料。负责此项研究的特拉华大学化学与生物分子工程系专家,在新一期英国《自然通讯》网络版上报告说,在可再生和可持续能源研究领域,把二氧化碳转化成工业原料的难度很大。目前在这种转化工艺中,常用多晶银作为电化学催化剂。     

生物质能源转化技术与应用(Ⅰ)

生物质能源是唯一可再生、可替代化石能源转化成液态和气态燃料以及其它化工原料或者产品的碳资源。随着化石能源的枯竭和人类对全球性环境问题的关注,生物质能替代化石能源利用的研究和开发,已成为国内外众多学者研究和关注的热点。本文综述了我国年可获得生物质资源量达到3.14亿吨煤当量,其中秸秆和薪材分别占 54% 和 36%;现有180多亿吨林木生物质资源量、8~10亿吨可获得量和3亿吨可作为能源的利用量。生物质能转化利用的主要途径是:热化学高效转化利用的热解气化发电(供热、供气)、快速热解制备液体燃料和生物质气化合成液体燃料,以及生物化学转化技术等。同时,论述了目前已经进行的生物质研究开发技术和产业化利用进展。     

美国：CO2借太阳能制生物柴油工艺

美国Joule生物技术公司宣布，已开发出太阳能制生物柴油工艺。该公司开发可再生燃料，通过工程化微生物，以太阳能为推动力，达到二氧化碳（CO2）直接微生物转化成为烃类。Joule生物技术公司正在开发新的光合成驱动途径，以生产可再生燃料，这可避免多步法纤维素或海藻生物质生产方法的经济性和环境问题。     

甲醇燃料的研究进展与展望

随着化石资源的不断枯竭,能源消费将逐步向可再生能源时期发展.甲醇燃料不仅可以替代汽柴油作为内燃机燃料,而且也可以作为燃料电池等燃料或新型C1化工原料;不仅可以由化石能源生产,而且也可以由可再生能源生产:不仅具有高效、清洁燃料的特征,而且具有生产技术成熟、原料来源丰富的特点,能够实现可持续发展.甲醇燃料是理想的能源载体,在化石能源和可再生能源时期均可发展应用,特别是对于以煤为主要能源的中国,在由化石能源向可再生能源时期过渡的阶段,选择甲醇燃料为发展方向,意义将十分重大.