最具有代表性的二氧化碳转化就是二氧化碳制甲醇。如果用可再生能源光电催化、电催化制氢,氢可以直接作为燃料来利用,直接转化成甲醇。甲醇是非常重要的平台分子,可以用在燃料生产能源中,还可作为重要的化工原料来生产高附加值的化学品。
甲醇的产能逐年上升,量非常巨大,每年的消耗以5%~10%的速率上升。另外,甲醇还是载能的分子、储存的分子。把氢储存到分子里面,应用的时候与水反应把氢放出来,载能的量可以达到12%。能不能把甲醇用二氧化碳和氢合成出来呢?这很有挑战,但是已经有了很大进展。前几年冰岛做了第一个工业化示范,已经取得成功,其原理是用低热能来发电,电解水制氢,氢与二氧化碳反应,再生成甲醇。不过,这个催化剂的效果还不是最理想的,目前日本三菱重工、中国、德国、韩国、美国都在做这样的工作,研究怎么把这个过程打通。
二氧化碳加氢制甲醇这种完全不同于国外的新技术,性能非常好,非常稳定、高效且选择性高,达到88%~90%,完全具备工业化的能力。与冰岛的工业化催化剂相比,性能非常优越,冰岛的催化剂只是到80%的选择性,我们可以到百分之百。
二氧化碳加氢除可以制甲醇之外还可以制燃油、汽油,有非常好的市场和经济效益。过去大家讲怎么把二氧化碳储存起来,中国和美国是不一样的,大概处理1吨二氧化碳至少花到50美金,并且目前这个技术还不成熟,不仅要把二氧化碳储存起来,很多企业还更愿意把二氧化碳转化成高附加值的化学品。而现在弃风弃光这部分电,以及光催化制氢的电、光电催化制氢的电都非常便宜,可以实现零碳排放的过程。
总结一下,我们提出的可再生能源分解水制氢,包括光催化、光电催化、电催化,这些技术已趋于成熟。利用弃水、弃风、弃光电解水制氢,可以解决可再生能源间隙不稳定的问题,多的时候可以制氢,把氢储存起来,起到调峰调谷的作用,同时可以为可再生能源发电开拓新的应用市场。目前,燃料电池非常重要,如果用可再生能源来制氢,就可以从根本上解决燃料电池的清洁能源问题,也可使燃料电池技术成为真正意义上的清洁能源技术。可再生能源制氢除可作为能源外,还可作为化学品来考虑,特别是解决二氧化碳优化利用的问题。