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。
该项目基于中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿团队开发的两项关键创新技术:高效、低成本、长寿命规模化电催化分解水制氢技术和廉价、高选择性、高稳定性二氧化碳加氢制甲醇催化技术。
项目采用碱性电解水制氢技术。虽然电解水制氢技术过去已经有实际应用,但一般规模较小(50 m3/h~200 m3/h),且单位制氢能耗较高。李灿团队基于长期对光、电催化分解水的研究,研发了具有我国自主知识产权的新型电解水制氢催化剂,与苏州竞立制氢设备有限公司合作,制造规模化(1 000 m3/h)电解水制氢设备。二氧化碳加氢制甲醇技术则采用李灿团队自主研发的固溶体双金属氧化物催化剂(ZnO-ZrO2),该催化剂可实现二氧化碳高选择性、高稳定性加氢合成甲醇。其中单程甲醇选择性大于90%,催化剂运行3 000 h性能衰减小于2%。
该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢合成甲醇3个基本单元构成,总占地约289亩(19.3万m2),其中光伏发电占地259亩(17.3万m2);总投资约1.4亿元,其中光伏发电约5 000万元。项目配套建设总功率为10 MW光伏发电站,经逆变-整流后,为2台1 000 m3/h电解水制氢设备提供电力。