刘科院士：绿色甲醇是交通领域实现碳中和最低成本路径

近日，刘科绿色领域由中国产业发展促进会氢能分会、院士内蒙古自治区氢能产业发展促进会主办的甲醇交通径“2025氢能产业发展大会暨内蒙古自治区第四届氢能产业发展推进会”在包头市召开。

澳大利亚国家工程院外籍院士刘科在会上介绍，实现“风能和太阳能取代火电实现碳中和的碳中核心是大规模储能技术，但是和最目前问题是储能的形式是选择储电、储氢还是低成储液体。根据系统分析，本路大规模储电储液体是刘科绿色领域比较好的选择。人类当初选择燃油车的院士原因：一是液体是最佳的能源载体，液体体积能量密度高，甲醇交通径便于管道输运及海运，实现运输成本低廉，碳中未来以石油等含碳液体为燃料的和最内燃机可能会被淘汰，但是低成以绿电制取的绿色液体燃料(e-fuel)的内燃机发展空间很大。二是内燃机一旦图纸定型后，机械加工流水线生产，量越大单台成本越低;但电动车原材料价格随电动车数量增加，供需关系失衡而飞涨，同时，电池回收社会成本高，如果严格执行环保排放标准，电池回收利润不高，所以欧洲人自己不想做电池回收。”

刘科表示，“氢能近年引起了产业界的关注，随着技术突破，燃料电池汽车贵金属的使用明显下降，且贵金属回收技术逐渐成熟;但氢气作为气体，不是特别合适作为公共的能源载体：一是氢气能量密度低，储氢、运氢成本高，储罐及管路均需要特殊材料防止氢气的侵蚀渗透及氢淬;二是安全隐患大，氢气是封闭空间爆炸极限最宽的气体(4%-74%);三是加氢站因氢气具有爆炸性，加氢站周围需要一定的安全距离，占地面积大，基础设施投资高昂。”

“氢气仍有巨大的发展前景，我们应该尽可能利用低成本的风电、光伏制取绿氢和绿氧，并将其转化为常温常压下的液体-甲醇。甲醇包含碳、氢、氧三种元素，只要氢元素和氧元素来自绿氢和绿氧，碳元素可以因地制宜，可以来自生物质，城市垃圾，天然气，劣质煤等含碳物质。绿电与劣质煤制造的甲醇是适合国情而且有科学依据的低碳甲醇，欧盟提倡使用空气捕集二氧化碳制甲醇或生物质制甲醇，这些甲醇制取方法可以实现近100%降碳，但是甲醇制取成本较高。使用劣质煤炭为碳源生产低碳甲醇，加上微矿分离产生的土壤及生物质虽不是100%减碳，但也可以减碳80%以上，成本可控，经济性更高，比较适合中国国情。”刘科说。

刘科表示，“与煤制甲醇相比，低碳甲醇作为燃料能够降低80%的CO2排放，可助力碳中和。吉利在贵阳拥有80座加醇站，2万多辆甲醇汽车，已运行近15年，经历实际工况验证。此外，天津和大庆有近1000台醇氢电动公交在运营，醇氢电动具备低温启动、绿色环保、运营经济、加注便捷等优势且购置成本较低，可以解决商用车新能源化难题，比国六标准清洁两个数量级，是未来汽车的重要发展方向之一。”

“绿色甲醇就是氢能，甲醇是非常好的液体储氢、运氢载体，单位体积产氢量是液氢的2倍。通过已有的加油站加注绿色甲醇，可以为传统内燃机车、插电式甲醇混合动力车、燃料电池汽车、甲醇无人机提供甲醇加注服务，这可以有效利用当前已建成的加油站。相反，大规模建设加氢站即不现实，也不经济，因此绿色甲醇是交通领域最低成本实现碳中和的路径。甲醇氢能分布式能源热电联供可降低约80%碳排放，可以替代一切使用柴油机的场景。甲醇动力系统也可以作为清洁动力系统应用于无人机领域，承担长续航、大载重的任务。此外，哈尔滨亚冬会及杭州亚运会火炬及保障车辆均使用绿色甲醇燃料。”刘科说。

刘科指出，“绿氨也是储运绿氢的重要方式之一，尤其是在即无生物质，又没有化石能源的地方但是有风电、光伏资源的地区如青海适宜发展绿氨，但是氨在常温常压下是气体，存储要求低温或加压到10个大气压，一旦泄露后，具有强烈的刺激气味且有毒，不适用于人口密集地区，因此绿氨在露天对气味不敏感的场景是很好的氢的载体。此外，绿氨可以在燃煤锅炉等大型设备中进行掺烧，但在小型发动机中燃烧技术还有待验证，不过，我们推荐绿氨作为绿氢载体而不是直接掺烧。”

“利用中国最便宜的两个资源：丰富的太阳能风能资源及几百年挖不完的劣质煤资源发展适合中国国情的绿色甲醇经济，可以保障石油及粮食安全，实现全生命周期的碳排放平衡，促进能源绿色化并让更多的国土面积绿起来。”刘科表示。