【“液态阳光”:推动碳达峰、碳中和的技术新路径】以太阳能为动力,水和二氧化碳作原料,在催化剂作用下合成出甲醇,用以替代化石能源,实现碳的循环利用——甘肃籍中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所研究员、博士生导师李灿及其团队,历时20年载攻克的液态太阳燃料合成技术,将这一梦想变为现实。

而随着液态太阳燃料合成技术在兰州新区成功完成工业化验证,人类为早日实现“碳中和、碳达峰”有了一条全新路径。

二氧化碳变废为宝

车辆离开兰州新区繁华的核心区,沿着笔直开阔的道路向西北方向行驶20余公里,便到了兰州新区倾力打造的化工园区。道路一侧的一座小山丘上,漫山遍野铺满了光伏板,在阳光照射下显得格外壮观。

“这是液态太阳燃料合成示范项目的光伏发电部分,占地259亩,用来将太阳能转化为电能。”兰州新区石投集团高级技术主管李春新介绍说。

距离山丘不远,就是项目的主厂区,里面矗立着项目的核心设备——各种各样的装置、在空中穿梭交织的管道、高耸的反应塔,显示出十足的科技范儿。

“用山丘上光伏板发的电,将水电解为氢气和氧气,再让氢气和二氧化碳反应,就生产出了甲醇,也就是我们所说的‘液态阳光’。”李春新尽量用最简要的语言道明了项目的原理。

甲醇,可作为燃料替代石油,同时也是一种重要的化学中间体,在化工领域应用非常广泛。

电解水制氢,氢再与二氧化碳反应制甲醇,在实验室早就在研究,液态太阳燃料合成示范项目有何特别之处?

“关键在于合成过程中使用了李灿院士团队所研发的高效催化剂。”李春新说,这一项目由光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢等3个重要生产环节组成,其中,李灿院士团队研发的催化剂在后面两个环节发挥了关键作用。

催化剂是在化学反应中加入的一种特殊物质,其本身不会参与反应,却可以加快化学反应的速度,全面提升效率。

实验室里,通过电解水得到氢气,再让二氧化碳与氢气反应生成甲醇的过程复杂漫长,且条件也相对苛刻,而没有实现大规模化工业过程。而李灿院士团队研发的高效催化剂,则极大加快了电解水和二氧化碳加氢的进程,解决了关键技术难题,使工业化生产“液态阳光”变为了现实。

“通俗地讲,液态太阳燃料合成示范项目就是利用太阳能、水和二氧化碳生产出甲醇的过程,它将无形的太阳能量转移到了液态的甲醇当中,因此,以这种方式得到的甲醇被形象地称为‘液态阳光’。”李春新进一步解释说。

兰州新区化工园区总顾问、兰州大学化学系教授张有贤认为,“液态阳光”合成技术是一项革命性的技术,其重大现实意义在于将二氧化碳变为重要的生产原料,划时代地解决了工业二氧化碳尾气的利用问题。

“工业生产过程中,二氧化碳之所以被大量排放,是因为它无法被大量利用,产生不了价值。而在‘液态阳光’的生产中,二氧化碳变成了重要原料,有了利用的价值。”张有贤说,液态太阳燃料合成示范项目不仅将太阳的能量转移到了液态的甲醇中,也使二氧化碳中的碳元素“封存”到了甲醇中,这是人类利用二氧化碳的一次重大创举。

催化技术重大创新

中国科学院大连化学物理研究所位于辽宁省大连市沙河口区,不远处就是大连著名的星海广场和星海公园,依山而建、环境优美。

大连化物所是一座以基础研究与应用研究见长的综合性研究所,催化化学是其重要的研究领域。自1983年到大连化物所读研究生以来,李灿院士不断向着一座又一座催化领域高峰努力攀登。“液态阳光”则是李灿和他的团队在催化剂研究上又一次重大突破。

“‘液态阳光’合成成功,实际上就是催化技术的成功。”近期,记者专程前往大连化物所,对李灿院士进行了专访。李灿介绍说,“液态阳光”的合成过程中,通过加入催化剂,大幅提升了电解水制氢、二氧化碳加氢两个生产环节效率。

也就是说,李灿团队分别攻克了两大催化技术。

以电解水制氢为例:传统电解水制氢能耗大,生产出同样体积的氢气不仅成本高,而且速度慢。但使用李灿院士团队研发的先进电催化剂后,单位时间内电解的氢气量大幅增加。

“以前,一小时能够出几百方氢气就已经了不起了,现在我们可以出1000方以上,这是一个很大的进步。”李灿说。

制氢速度提升的同时,还有成本的下降。

传统制氢,每产生一立方米氢气大概需要耗5度以上的电能,但兰州新区液态太阳燃料合成示范项目把生产一立方米氢气的耗电量降至4.3度。

“别小看这0.7度,一方省下0.7度,1亿方、10亿方又要省下多少电,这个量大得不得了。”李灿说,工业生产必须要考虑效率和成本,否则没有企业愿意干。

前沿技术的探索之路往往充满着艰辛。

“液态阳光”的成功,研制出具有很强靶向性的催化剂是关键。一次次试验、一次次失败,李灿院士团队没有放弃。

“加入催化剂后,要让氢气和二氧化碳反应后生成甲醇,而不是甲烷之类的其他物质。”李灿院士说。

与实验室环境不同,工业合成“液态阳光”必须要充分考虑到杂质、水、温度等对催化剂的影响。

比如:要确保催化剂耐高温,温度升高不会被烧死、烧结。同时,工业二氧化碳含有大量杂质,有毒化作用,这又需要催化剂要特别“皮实”,既要在温度高的时候不怕烧结,又要同时在各种各样的“粗粮杂粮”原料过来能够被消纳。

“一般的催化剂很怕水,温度高的时候,水对催化剂的破坏很严重,而二氧化碳加氢过程中会产生大量的水,又给我们带来新的问题、新的挑战。”李灿说。

通过许多次攻关,一系列问题最终逐一得到解决。
李灿院士团队成员在大连化物所实验室进行催化剂性能测试。

2020年10月15日,兰州新区“液态阳光”示范项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。来自全国各地的权威专家一致认为:这一项目具有完全自主知识产权,整体技术处于国际领先。

而“液态阳光”项目运行数据也显示,项目运行1000小时的时候,催化剂依然没有明显失活,抗中毒和抗烧结良好,达到了推广条件。这意味着“液态阳光”这一科技成果已经具备工业化生产条件。

兰州新区“液态阳光”示范项目为下一步建设10万吨级、百万吨级的“液态阳光”生产线打下了基础。
“太阳能是取之不尽用之不竭的,同样的道理,我们还可以用风能、水能等绿色能源发电,与水和二氧化碳合成出清洁的甲醇。”李灿说。

技术应用前景广阔

2020年1月17日,注定是一个值得铭记的日子。这一天,总占地面积289亩,投资约1.4亿元的兰州新区液态太阳燃料合成示范项目成功投运,呈液体状的粗甲醇第一次从设备终端的管道中流出。

“电是通过光伏发电得到的,水是普通的工业用水,二氧化碳是从合成氨工厂尾气中捕获的,整个甲醇的生产过程完全实现了绿色生产。”李灿院士团队的王集杰博士见证了这历史性的一刻。

化学品的工业化生产存在着放大效应,在相同的操作条件下,利用小型设备在实验室得出的研究结果,往往与大型生产装置得出的结果有很大差别。
“在实验室里,最初放入反应管的催化剂只有1克,成功后,我们把量放大100倍以上,也就是加入100克催化剂再看结果,成功了,才有了进行工业试验的基础。”王集杰说。

从试验室中的瓶瓶罐罐,到完成工业中试,是“液态阳光”合成技术的一次大跨越。

兰州新区液态太阳燃料合成示范项目可年产甲醇1000吨,反应器中投入的催化剂达到了1.6吨,是原始试验的160万倍,达到了项目的工业化示范作用。

“现在的任务是进行推广应用,建设10万吨级甚至规模更大的项目。”王集杰说。

新技术能否被推广,还要算经济账。

兰州新区液态太阳燃料合成示范项目有关负责人、兰州新区石投集团有限公司总经理姜锦算过一笔账,在这一项目中,每吨甲醇的生产成本为3000元。而以传统的煤化工方式生产,每吨甲醇的成本约为2000元。

3000元与2000元,貌似“液态阳光”合成技术缺乏竞争力。

“项目的二氧化碳是购买的,因此增加了500元的成本,而随着‘碳达峰’‘碳中和’目标的提出,传统二氧化碳排放企业面临巨大的减排压力,我们项目很有可能‘零成本’甚至负成本获得二氧化碳,从而使‘液态阳光’成本大幅降低。”姜锦说。

在合成“液态阳光”过程中,除了二氧化碳,电价也对成本有着重要的影响。另一个好消息是,随着技术的进步,光伏发电的成本也在不断下降。

“3000元的成本是按每度电0.20元的价格计算的,现在有些地方光伏发电成本已降到了几分钱。”对“液态阳光”合成技术的推广前景,姜锦充满信心。

在液态太阳燃料合成示范项目中,之所以将甲醇称为“液态阳光”,是因为太阳的能量被一步步转移到了甲醇中。项目落户兰州新区,一个重要原因就是当地海拔高,太阳能资源丰富。

“当然,这也同兰州新区对高科技成果应用的重视密不可分,从2018年考察对接到2019年开工,再到2020年建成试运行,仅仅用了1年多的时间,兰州新区从土地、资金等多个方面给予了大力支持。”姜锦说。

在王集杰看来,兰州新区液态太阳燃料合成示范项目的影响将会非常深远。

我国每年的二氧化碳排放量约100亿吨,其中近一半集中在电力、化工、冶金等八大行业。如果能将这些二氧化碳捕集用于制造甲醇,按1.4:1的二氧化碳投入和甲醇产出比例,就等于全国每年在减排50亿吨二氧化碳的同时,能够生产出35亿吨甲醇,社会效应无法估量。

王集杰说,目前工业捕集二氧化碳技术已经相对成熟,未来,人们还可以对轮船等排放的二氧化碳进行捕集利用。

“液态阳光”合成技术在兰州新区完成工业化验证后,引起社会广泛关注。

在中国可再生能源学会科学技术奖评审中,液态太阳燃料合成项目荣获技术发明奖一等奖。

“已经有多家企业来对接合作,有的已经进入合同起草阶段,很快就有10万吨级以上的液态阳光甲醇合成项目启动建设。”王集杰说。

太阳能为动力,将二氧化碳变废为宝,实现碳的资源化循环利用,这一天很快就会到来。(新甘肃客户端)

【#澳大利亚央行2010年以来首次加息#】澳大利亚央行5月3日宣布,将基准利率上调25个基点至0.35%,这也是澳央行自2010年以来首次加息。

在当天发布的声明中,该行还宣布将外汇结算余额利率从零上调25个基点至0.25%。

澳央行行长菲利普·洛在声明中表示,现在是部分撤出特别货币政策的合适时机。当前,澳大利亚经济体现出韧性,通胀水平上升快于预期,工资水平也在上涨,加之现在利率较低,启动货币政策正常化进程是合适的。

新冠疫情暴发后,澳央行曾三度降息,将利率降到了0.1%的历史低位。

随着澳大利亚通胀水平不断升高,市场对央行加息抱有预期。澳统计局4月公布的最新数据显示,今年一季度消费者价格指数(CPI)环比上涨2.1%。在截至今年一季度的12个月里,CPI上涨5.1%。

洛表示,尽管澳大利亚通胀率仍低于大多数其他发达经济体,但其上涨幅度已明显超过预期,预计在短期内还将进一步上升。

他表示,央行董事会致力于将澳大利亚的通胀率控制在目标范围内,因此在未来一段时间内可能继续加息;将持续关注各种信息,以决定加息的时机和幅度。

澳大利亚新南威尔士大学商学院教授彼得·斯旺表示,这次加息比市场预期的来得更快、幅度更大,但通胀问题并不会在短期内解决。与此同时,随着加息,贷款人将面临更大经济负担。(央视新闻客户端)

关于“动态清零”,5个关键问题回应关切!

国务院新闻办公室4月29日举行新闻发布会,介绍坚持“动态清零”做好疫情防控工作有关情况,我国防疫政策为何不能“躺平”?“动态清零”是否等同于全域静默、全员核酸?一起来关注!

奥密克戎感染者中轻症和无症状比例高,我国防疫政策能选择“躺平”吗?

从国际上看,一些国家选择了所谓的“躺平”,它们是两种免疫状况并存。一是通过自然免疫,也就是群体免疫,让他们自然地感染,已经有比较多的民众感染了新冠病毒。另一个方面,也通过主动接种疫苗来获得主动免疫。我国主要是通过主动的疫苗免疫来增加抵抗力,建立免疫屏障。

我国是一个人口大国,地区发展不平衡,医疗资源总体不足,资源配置也不平衡。“一老一小”疫苗接种率总体上还不够高,面对新冠肺炎疫情的反复冲击,如果采取与病毒共存的所谓“躺平”的策略,医疗卫生资源将会面临严重挤兑风险,大量有基础病的患者、老年人、儿童、孕妇等人群的身体健康将会受到威胁。同时,对经济社会发展也会产生严重冲击。

在这种情况下,必须要坚持“动态清零”总方针,坚持我们的策略和措施不动摇。当然,也要不断优化完善防控措施,这也是一个时间窗口。如果加强疫苗接种,加快药物、疫苗等研发,我们就有可能抓住这个时机。

当具备了一些相关条件,比如疫苗接种覆盖率较高,尤其是老年人等脆弱人群接种覆盖率进一步提高,各地都做好了医疗资源、隔离床位、有效药物、物资供应、应急机制等方面的准备,同时有效药物可以广泛使用,病毒不出现更坏的、新的变异,而是更加温和,死亡风险是我们可以承受的范围,利用“动态清零”给我们留出的时间窗口,做好这些相关的准备,一定能够战胜新冠肺炎疫情。

为何不能在一些地方“共存”,在另一些地方“动态清零”呢?

只有各地坚持“动态清零”不动摇,努力控制住本地的疫情,才能赢得全国疫情防控的全面胜利。如果个别地方“动态清零”不坚决果断,搞变通,病毒就可能在当地生根,导致当地疫情迅速扩散,导致疫情外溢,甚至出现跨区域的传播,成为疫情的“传播器”和“放大器”,造成人民生命财产的重大损失,严重影响经济社会的发展。

在坚持“动态清零”总方针不动摇的前提下,鼓励地方根据当地的疫情形势和特点,探索总结一些好的经验和做法,进一步提高疫情防控的科学精准的水平,努力用最小的成本取得最大的防控效果。

“动态清零”是否等同于全域静默、全员核酸?

奥密克戎虽然具有传播性强、隐匿性强、无症状感染多这些特点,但是并不意味着就做不到早发现、早报告、早隔离和早治疗,就是我们说的“四早”。真正做到“四早”,我们就不一定需要做全市全员核酸,甚至全城封控,所以抗击奥密克戎并不意味着是全市全员的核酸,更不意味着是全市全域的封控。

但是在不清楚传染源的来源以及感染者的波及范围和接触人群的情况下,就有必要适当扩大管控范围,加强核酸检测,加强相应的管控措施。

总的来看,我国现在应该具备了“四早”的技术和手段,比如我们的核酸检测技术和已经广泛推广使用的抗原自测技术。在出现疫情的地方,将核酸检测和抗原检测实行有效组合,尽早发现可能的感染者。另外,法律上对疫情的报告有一系列的规定和要求。此外,我们有一套完备的监测体系,监测能力也正在进一步加强。两年多以来,我们已经积累了和新冠肺炎病毒斗争的经验,应急体系、救治体系、民众参与群防群控,部门联动,联防联控机制已经形成了一个最基本的经验,就是以快治快,特别是针对奥密克戎。只要把这些利用好,一定能落实“四早”,尽快用最小成本和代价战胜新冠肺炎疫情。

“动态清零”政策对经济有哪些影响?

“动态清零”和经济发展、正常的生产生活之间是相互协同的,不是对立的。“动态清零”有三方面的子目标:一是有效保护身体健康、生命安全。二是有效保护经济发展,促进经济发展,使经济发展免受病毒和疫情造成的冲击。三是有效保障老百姓的正常生产生活。

疫情、病毒才是拖累经济的罪魁祸首。大流行都会对各国的经济造成影响,各国的抗疫,实际上在各自的理念指导下采取的一系列策略和措施,目的都是为了尽量减少疫情和病毒带来的影响。但由于理念、方针、策略、措施的力度强度速度等方面存在差异,就体现出不同国家、不同地方抗疫效果和效益的差异。

为战胜疫情所采取的一些具体防控措施,会造成短暂性的生活不便和短暂的社会经济活动影响,这也是客观存在的。但是“动态清零”总方针特别强调的是精准,要精准平衡抗疫和经济发展、正常生产生活之间的关系。

应该是以宏观视角、群体视角、动态视角来看待平衡问题。具体说,我们可能在实行某些具体策略和措施的时候,在短期之内,牺牲了一些局部地区和一部分人的生活便利性,使局部地区的经济在短时间内受到一定影响,但是我们可以换取最广大地区、最广大人民的正常生产生活和经济发展。这个是具有成本效益的,这也是一种平衡。

“动态清零”政策的成本和收益到底是什么?

在计算抗击新冠肺炎疫情成本和收益的时候,首先应该明确局部和整体的关系、短期和长期的关系。二是,在评价抗疫的成本和收益时,不仅仅是经济或者是货币的成本和收益。因为生命是无价的,生命也是无法用货币来衡量的。应该是一个系统的观点,要算大账、总体账、动态算账,既要算经济账,更要算民生账。

成本包括直接的成本,比如疫苗接种、方舱建设、核酸检测,都会投入大量的人力、物力和财力。同时,也会引发一些间接成本,比如抗疫会限制局部地区的一部分人的流动性,由于这种流动性限制,可能会造成一些经济上的影响。还有无形的成本,比如隔离人员,特别是在封控区或者管控区的人员,在家隔离会产生焦虑不安等心理上的一些问题。

在算抗疫策略和措施收益时,也应该是一个动态的、多层次的,包括直接收益、间接收益、无形收益。我国有效避免了疫情大规模的流行和暴发,保护了最广大人民群众的身体健康和生命安全。有效避免了人均期望寿命折损,维护了最广大地区人民群众的正常生产生活和经济发展。我国2020年的经济发展,成为全球唯一实现正增长的主要经济体,2021年国内生产总值比上一年增长了8.1%,两年平均增长5.1%,经济增速居全球主要经济体前列。2022年第一季度,国内生产总值同比增长4.8%。这种态势已经证明,“动态清零”符合中国国情,较好地平衡了疫情的防控和社会经济发展之间的关系。

中国所采取的“动态清零”总方针和一系列抗疫举措,相当于为中国14亿人民购买了一份应对疫情变化、病毒变异传播等不确定因素的保险,购买保险的成本是牺牲一小部分人的消费,目的是为了整体社会福利的最大化。

“动态清零”还促进了数字经济发展,利用的远程医疗、大数据技术等,促进了中国数字经济的发展,有力保障了民生,更保护了脆弱人群。同时,通过联防联控,通过社区治理能力提升,也促进了公共服务部门间、政府和社会间、上级政府到基层社区治理部门间的有效衔接和联动。

长按或扫码 进入疫情防控服务专区(见图1)

来源:国务院客户端


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