李燦院士

人民網北京11月27日電 （記者林露）“太陽燃料合成，簡單來說就是利用太陽能等可再生能源、二氧化碳和水，生產出清潔可再生的甲醇等液體燃料，也稱其為‘液態陽光’，這將是未來解決二氧化碳排放的根本途徑之一。”在2020年中國電機工程學會年會上，中國科學院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員、潔淨能源國家實驗室（籌）主任李燦接受人民網記者專訪時表示。

使用可再生能源逐步替代化石能源

“目前，我國在生態和環境方面所面臨的問題是：在能源裡佔比八成以上的是化石資源，如煤、石油、天然氣等。隻要使用化石資源作為能源，如用汽油、柴油做燃料開車，就會排放大量二氧化碳，並同時排放氮氧化物、硫氧化物及顆粒物，破壞生態和環境。破解這個問題最直接的方法就是降低化石資源的用量，更多使用可再生能源逐步替代化石能源。”李燦表示。

李燦說，過度使用化石能源不僅排放二氧化碳，而且會形成霧霾，帶來環境污染問題。而用甲醇替代汽油做燃料的話，開車時不產生污染物。把甲醇做成氫能，用做燃料電池，也不會再污染環境。李燦指出，巨量二氧化碳排放，改變整個大氣生態平衡，引起氣候變化。“大氣中，二氧化碳等溫室氣體排放濃度上升后，地球溫度就會慢慢升高，導致生態問題。這就相當於夏天本來隻需要穿一件很薄的襯衫，但套上外套就熱得不行了。”李燦打了個比方。

在李燦看來，近年來，我國清潔能源的科研進步還是很顯著的，但是還需要進一步加大、加快。“我們在蘭州新區做了示范工程，就是想給企業做個示范，為企業家樹立信心。一個技術的推廣應用，既需要得到政府的支持，也需要企業家的資金投入。”李燦表示，由於可再生能源一開始的經濟效益往往不高，就更需要那些有情懷、有社會責任感的企業家來積極參與這項事業。作為科學家，我們努力把基礎研究做好、技術研發做到位，再遇到有社會責任感的企業家參與進來，這項事業就能發展起來。

甲醇是清潔燃料，用甲醇逐步替代汽油，在我國西北部多個省份已經在試行。目前，用煤做原料合成甲醇的技術已經比較成熟，此技術雖然解決了煤燃燒的污染問題，但是排放二氧化碳的問題仍然存在。李燦表示，如果使用太陽燃料甲醇，就能夠實現從源頭上清潔，而且隨著技術進步，將來成本會更低。目前，市場比較貴的甲醇是3000多元一噸，汽油是5000-6000元一噸。未來，太陽燃料如果規模化進行生產的話，價格可以更低，有望達到2000-2500元一噸。

“研究太陽燃料20年，我們一直面臨挑戰”

今年是李燦帶領團隊研究太陽燃料的第20個年頭。“我們一直面臨著挑戰。”李燦說，這個問題是世界性難題，學術上的挑戰很大。要想走在前面，就需要基礎研究源頭上創新，這是非常困難的。由於其涉及的科學問題本身很挑戰，學術團隊需要有非常扎實的基礎科學根基，還需要百折不撓的精神。“有的問題，走了99步還是解決不了，但走到最后一步可能就能成功。但是如果堅持不住，就會功虧一簣。”

現在，新能源、清潔能源呼聲越來越高了。但是，在20年前這還是個不受關注的課題。李燦說，一個研究工作，超前做的時候，大家不太容易理解或者難以形成共識，於是申請經費、項目就會非常困難。但如果沒有經費支持、沒有社會支持是很難做進行的。“在學術研究領域，大部分情況下能看到未來5年左右的發展方向就很不錯了。”李燦回憶說，2001年開始做太陽燃料的時候，自己覺得目標太遙遠，恐怕努力一輩子也未必能看到可應用的成果。但沒想到的是，經過20年的努力，現在我們已經在推動這項技術的應用實踐了。他認為，人類社會要在地球上可持續生存發展，終歸要回歸適宜於人類生存的生態環境中，即回歸自然。為實現生態平衡而努力，這樣的工作即使艱苦也是有意義的。

目前，全球首套千噸級規模太陽燃料合成示范項目在蘭州新區試車成功，意味著邁出了將太陽能等可再生能源轉化為液體燃料工業化生產的第一步。李燦告訴記者，這個項目有兩大技術特點：一是利用光伏等可再生能源發電后，通過大型水電解制氫設備制取綠氫。電解水制氫採用“新一代電催化技術”，使制氫電耗在傳統水平基礎上大幅下降，並可實現大規模化。為大規模利用可再生能源生產“綠氫”提供了可行的技術。二是採用創新研發的催化劑將氫氣與二氧化碳一步法合成甲醇。主要是發展了廉價、高選擇性、高穩定性二氧化碳加氫制甲醇催化技術，為今后規模化、資源化轉化利用二氧化碳、為用太陽燃料逐步替代傳統化石燃料趟出一條全新的技術路線。“太陽燃料合成的研究目標非常明確，就是要解決可再生能源轉化成化學能過程中的各種基礎科學問題。”

完成蘭州新區的示范工程項目過程的兩年間，李燦從大連跑到蘭州新區工地現場13次，平均兩個月就會去一趟。去了之后，他就和現場的技術人員一起坐下來討論遇到的各種問題。“有時候也不是什麼科學、技術問題，比如說一些工程土建、技術設備問題，甚至需要返工等具體工作。”李燦說，與企業合作，除了技術要先進外，還要把技術做成可以讓企業搬進去就能住的“交鑰匙”工程。

我國科研機構如何能夠做出更多在國際上得到認可的原始創新？在李燦看來，首先是科研人員要把基礎研究做好，一定要從源頭上進行創新。這樣的話，研究工作才會在學術界逐漸被認可。一般來講，基礎研究工作要在國際學術界權威性比較高的學術期刊上發表高質量的學術論文，若研究工作解決了關鍵技術問題，就應該申請高質量的專利。有了自主知識產權的專利，國內外企業都會關注到。三是原始創新應用基礎研究成果不能發完文章就隻擺在書架上或放在抽屜裡，而是要努力把知識產權成果轉移轉化，實現產業化應用，為社會做直接的貢獻。“現在，國內的企業家很敏銳，對於一項新技術，隻要有利益空間、有社會效益，他們還是很積極的。但是，這個過程常常會經歷九九八十一難，其中許多甚至是非科學、非技術的困難。與企業合作，最重要的就是精誠團結，邊商量邊推進，共同克服困難。”李燦表示。

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