太阳能电解水制氢气释放西部能源红利

在甘肃敦煌的广阔沙地上，矗立着一座260米的高塔，它的周围环绕着12000多面定日镜。利用太阳能，这座熔盐塔式光热电站能够24小时不间断发电。

把太阳能转化为电能是西部独有的“能源红利”，有了丰沛的电能，高效率、大规模的电解水制氢气成为可能。

“我们早在2018年合作研发成功的碱水电解槽，每小时可生产一千立方米氢气，与当时国际先进技术比肩。”在兰州大学日前举办的“氢能与低碳中心”启动会暨氢能与低碳中心兰州论坛上，中国科学院院士、兰州大学氢能与低碳中心主任李灿告诉记者，目前电转氢效率已达到80%以上。

李灿说，随着电解氢规模、效率、稳定性的提升，氢气得以实现工业化生产。在高效催化剂的助力下，氢气可以和二氧化碳反应生成“液态阳光”甲醇，用于工业生产中。

当前，实现巨量风、光发电的有效利用和就地消纳是西部风光富集地区迫切需要解决的问题。“液态阳光”技术路线是以氢能为载体实现太阳能利用的有效路径之一。

为响应国家能源转型重大需求，兰州大学成立氢能与低碳中心，旨在探索更多能源利用的途径，构建西部氢能发展共同体。

“我们提出将太阳能转化为燃料或化学品加以利用，从而通过适宜技术高效、便捷地使用绿电。”李灿表示，从利用新能源电力制氢到储氢、运氢、用氢等不同环节，可能带动上万亿规模的产业。

“但氢气气体密度很低，储存运输非常麻烦，将水直接电解为氢气进行储运难以落地。”李灿表示，“液态阳光”作为解决方案，既契合了工业减碳目标，又可实现氢能源的高效储存和运输。

“液态阳光”技术在甘肃省成功实施全球首套千吨级甲醇规模化合成示范工程，并通过鉴定；2024年，全球首个10万吨级“液态阳光”燃料合成项目在内蒙古鄂尔多斯正式启动建设，该技术进入产业化阶段。

在绿电的氢能转换及有效利用方面，兰州大学具备产学研用优势。中国工程院院士、兰州大学校长杨勇平介绍，通过化学物理、大气环境、能源动力等学科交叉，兰州大学已在新一代光伏发电、电解水制氢材料及装备、新型储能技术、数值天气预报等方面，形成了完整的产学研用全链条创新机制。兰州大学还联合校友企业隆基绿能公司开发出高效的晶硅太阳能电池、钙钛矿光伏组件及有机光伏器件，并完成了大型碱性电解槽制氢方案的研制工作。

杨勇平表示，未来，兰州大学氢能与低碳中心将围绕多能互补灵活发电、高效安全氢电融合、柔性低碳终端用能等方向持续开展攻关，加强与科研机构、重点行业和头部企业的战略合作，通过建成太阳能全链条的研发平台和测试环境，构建真实服役条件下相关材料、电堆、装备的研发平台等多种基础设施。