劉科院士：綠色甲醇是交通領域實現碳中和最低成本路徑

近日，由中國產業發展促進會氫能分會、內蒙古自治區氫能產業發展促進會主辦的“2025氫能產業發展大會暨內蒙古自治區第四屆氫能產業發展推進會”在包頭市召開。

澳大利亞國家工程院外籍院士劉科在會上介紹，“風能和太陽能取代火電實現碳中和的核心是大規模儲能技術，但是目前問題是儲能的形式是選擇儲電、儲氫還是儲液體。根據系統分析，大規模儲電儲液體是比較好的選擇。人類當初選擇燃油車的原因：一是液體是最佳的能源載體，液體體積能量密度高，便于管道輸運及海運，運輸成本低廉，未來以石油等含碳液體為燃料的內燃機可能會被淘汰，但是以綠電制取的綠色液體燃料（e-fuel）的內燃機發展空間很大。二是內燃機一旦圖紙定型后，機械加工流水線生產，量越大單臺成本越低；但電動車原材料價格隨電動車數量增加，供需關系失衡而飛漲，同時，電池回收社會成本高，如果嚴格執行環保排放標準，電池回收利潤不高，所以歐洲人自己不想做電池回收。”

劉科表示，“氫能近年引起了產業界的關注，隨著技術突破，燃料電池汽車貴金屬的使用明顯下降，且貴金屬回收技術逐漸成熟；但氫氣作為氣體，不是特別合適作為公共的能源載體：一是氫氣能量密度低，儲氫、運氫成本高，儲罐及管路均需要特殊材料防止氫氣的侵蝕滲透及氫淬；二是安全隱患大，氫氣是封閉空間爆炸極限最寬的氣體（4%-74%）；三是加氫站因氫氣具有爆炸性，加氫站周圍需要一定的安全距離，占地面積大，基礎設施投資高昂?！?/p>

“氫氣仍有巨大的發展前景，我們應該盡可能利用低成本的風電、光伏制取綠氫和綠氧，并將其轉化為常溫常壓下的液體-甲醇。甲醇包含碳、氫、氧三種元素，只要氫元素和氧元素來自綠氫和綠氧，碳元素可以因地制宜，可以來自生物質，城市垃圾，天然氣，劣質煤等含碳物質。綠電與劣質煤制造的甲醇是適合國情而且有科學依據的低碳甲醇，歐盟提倡使用空氣捕集二氧化碳制甲醇或生物質制甲醇，這些甲醇制取方法可以實現近100%降碳，但是甲醇制取成本較高。使用劣質煤炭為碳源生產低碳甲醇，加上微礦分離產生的土壤及生物質雖不是100%減碳，但也可以減碳80%以上，成本可控，經濟性更高，比較適合中國國情?！眲⒖普f。

劉科表示，“與煤制甲醇相比，低碳甲醇作為燃料能夠降低80%的CO2排放，可助力碳中和。吉利在貴陽擁有80座加醇站，2萬多輛甲醇汽車，已運行近15年，經歷實際工況驗證。此外，天津和大慶有近1000臺醇氫電動公交在運營，醇氫電動具備低溫啟動、綠色環保、運營經濟、加注便捷等優勢且購置成本較低，可以解決商用車新能源化難題，比國六標準清潔兩個數量級，是未來汽車的重要發展方向之一。”

“綠色甲醇就是氫能，甲醇是非常好的液體儲氫、運氫載體，單位體積產氫量是液氫的2倍。通過已有的加油站加注綠色甲醇，可以為傳統內燃機車、插電式甲醇混合動力車、燃料電池汽車、甲醇無人機提供甲醇加注服務，這可以有效利用當前已建成的加油站。相反，大規模建設加氫站即不現實，也不經濟，因此綠色甲醇是交通領域最低成本實現碳中和的路徑。甲醇氫能分布式能源熱電聯供可降低約80%碳排放，可以替代一切使用柴油機的場景。甲醇動力系統也可以作為清潔動力系統應用于無人機領域，承擔長續航、大載重的任務。此外，哈爾濱亞冬會及杭州亞運會火炬及保障車輛均使用綠色甲醇燃料?！眲⒖普f。

劉科指出，“綠氨也是儲運綠氫的重要方式之一，尤其是在即無生物質，又沒有化石能源的地方但是有風電、光伏資源的地區如青海適宜發展綠氨，但是氨在常溫常壓下是氣體，存儲要求低溫或加壓到10個大氣壓，一旦泄露后，具有強烈的刺激氣味且有毒，不適用于人口密集地區，因此綠氨在露天對氣味不敏感的場景是很好的氫的載體。此外，綠氨可以在燃煤鍋爐等大型設備中進行摻燒，但在小型發動機中燃燒技術還有待驗證，不過，我們推薦綠氨作為綠氫載體而不是直接摻燒?！?/p>

“利用中國最便宜的兩個資源：豐富的太陽能風能資源及幾百年挖不完的劣質煤資源發展適合中國國情的綠色甲醇經濟，可以保障石油及糧食安全，實現全生命周期的碳排放平衡，促進能源綠色化并讓更多的國土面積綠起來?！眲⒖票硎?。