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【新能源汽车带火磷化工 市场均价翻倍 高品位磷矿石破千元高位】
新能源汽车带来的增量，打破了磷化工板块原有的平衡。
6月以来，磷矿石开始加速上涨。截至6月8日，百川盈孚跟踪的磷矿石市场均价为947元/吨，较去年同期462元/吨的价格上涨105%。
其中，高品位磷矿石价格更为坚挺，部分市场价格已达1200元/吨，而这类矿石对应的下游需求正是新能源。
对此百川盈孚磷化工行业分析师姜晨晨指出，“作为传统行业，磷化工自身供需相对稳定，下游主要以化肥、农药为主，但是随着新能源需求的增加，原有的供需平衡关系被打破。”
以磷酸铁锂电池为例，两大核心原材料为磷酸铁和碳酸锂，其中磷酸铁所需的磷酸，则可以通过磷矿石酸化或者是以黄磷为原料生产而得。
回顾磷矿石历史走势，也可以看出，2020年上述市场均价始终维持在每吨300元至400元区间运行，但是自2021年下半年开始，磷矿石价格出现明显上涨，这一时间点与国内新能源汽车的放量时间点相符。
有企业已暂停报价
磷矿石大周期上涨的逻辑，与锂矿石很相似，都受到了终端应用领域扩围带来的需求增量带动。
就现有市场供给格局来看，二者也都面临着矿端资源锁定，可供市场化出售部分数量较小的情况。
当前，我国磷矿资源主要分布在湖北、云南、贵州、湖南和四川五省，磷矿保有储量全国占比超过80%。
据21世纪经济报道记者了解，贵州大多企业仍旧暂停对外接单以及报价，发运前期订单为主;四川、湖北两地，则处于高位挺价或小幅上调状态，后期仍有计划上调。
“主产区主流企业磷矿石改自用为主，仅有少量对外销售或部分一单一议。不仅如此，部分企业在减少外销货源的同时，还对外采购高品位矿石，导致市场流通货源较少。”百川盈孚指出。
这也是其行业特点所决定的。国内磷矿石产能排名靠前的企业，多为自产自销的“一体化”龙头，如贵州磷化集团最终是以复合肥、精细磷化工产品形式出售，云天化产品则以商品粮、化肥原料及产品为主。
从整体供给情况来看，随着多年的开采，市场对高品位的矿石消耗巨大，磷矿平均品位持续下滑，叠加上述外销数量减少等因素影响，进一步推升了高品位磷矿石的价格。
百川盈孚数据显示，6月7日，贵州、四川30%品位磷矿石市场参考价为950元至1100元之间，云南地区主流企业则已暂停报价。
到6月8日，磷矿石四川地区30%品位交货价继续上行，高端价格已调涨至1200元/吨左右。
另据生意社人士反馈，现阶段市场供给最紧张的就是高品位磷矿石，向其提供报价的供应商30%品位矿石价格达1030元/吨，20%多较低品位的磷矿石相对宽松一些，市场价格维持在每吨600元至700元之间。
即便如此，国内与国外市场仍然存在着不小价差。
国际市场，磷矿石价格在1500元/吨左右，加上运费高品位磷矿石价格甚至可达2000元/吨。
这主要受到国际化肥价格高企的影响。今年以来，受到俄乌局势影响，氮肥、钾肥价格均出现大幅上涨，这也对磷肥及其原料价格形成了带动。
“国内外的价格差距，促使国内磷矿企业倾向于出口为主，看涨心理强烈。”百川盈孚指出。
海关数据显示，今年4月，国内磷矿石出口量为4.02万吨，出口同比减少31.84%，环比增加66.38%。
下游成本传导：化肥大于新能源材料
“磷矿石的下游，具体可以分为磷肥、黄磷、湿法磷酸三个方向，最下游行业则包括了化肥、农药、新能源和精细化工等领域。”姜晨晨介绍称。
她指出，整体上看，下游需求保持相对稳定，但是来自新能源方面的需求增量十分可观，“按照投产进度来看，如果项目都落地，会对矿石带来非常强的价格支撑”。
这在高品位矿石方面，表现尤为突出。
据本报此前报道，2021年下半年，曾出现磷酸铁锂的密集扩产潮，行业内、外部企业集体加码磷酸铁或磷酸铁锂产能，今年则是上述产能一期项目的密集落地节点。
此外，包括云天化、湖北宜化、兴发集团在内的原有磷化工领域龙头，也在通过自建、与动力电池材料企业合作等方式，介入到正极材料领域。
这也是为何当前高品位矿石较市场均价出现大幅溢价的主要原因。
“矿石价格上涨后，多个磷化工产品在成本抬升的影响下，价格跟随上调。”姜晨晨介绍称。
以黄磷为例，2021年5月受限电影响，该产品曾出现大幅上涨，但是跟历史价格相比当前价格也处于相对高位，“往年价格运行区间在每吨1万到2万元之间，现在则是3万到4万元之间”。
不过，进一步落实到具体产品上，则需要视其行业内部供需情况而定。
仅就当前价格表现来看，磷矿石价格的上涨，对肥料领域的影响要大于新能源材料环节，这主要因为二者成本构成存在明显差异。
以工业级磷酸一铵为例，下游最大消费领域为水溶肥。
按照现阶段生产成本、价格计算，磷矿石成本占比大概在40%左右，其他原料成本包括硫酸、合成氨，占比分别在30%、10%左右。
新能源材料方面，虽然磷酸铁价格近期仍然维持2.5万元/吨的高位，但是另一原料碳酸锂价格则高达47万元/吨，占每吨磷酸铁锂原料成本的80%以上。
再如六氟磷酸锂，原料中使用到的五氯化磷成本，也要远远小于所消耗的碳酸锂。
所以，新能源材料领域对磷矿石涨价的敏感性很低，其价格容忍度也要远远高于锂精矿和锂盐产品。
若从该角度来看，亦不排除磷矿石尤其是30%高品位磷矿石进一步上涨的可能。
至于接下来的变量，姜晨晨认为有二。
其一，需要看新能源方面的需求增量兑现情况，如若这部分增长点体现不出来，对磷矿石的支撑效果就会有所打折。
其二，需要关注政策面的变动，已有不少企业反馈矿石短缺已经影响自身生产，而磷化工下游的化肥、农药又涉及民生领域，所以也不排除调控的可能。
【新能源汽车带火磷化工 市场均价翻倍 高品位磷矿石破千元高位】
新能源汽车带来的增量，打破了磷化工板块原有的平衡。
6月以来，磷矿石开始加速上涨。截至6月8日，百川盈孚跟踪的磷矿石市场均价为947元/吨，较去年同期462元/吨的价格上涨105%。
其中，高品位磷矿石价格更为坚挺，部分市场价格已达1200元/吨，而这类矿石对应的下游需求正是新能源。
对此百川盈孚磷化工行业分析师姜晨晨指出，“作为传统行业，磷化工自身供需相对稳定，下游主要以化肥、农药为主，但是随着新能源需求的增加，原有的供需平衡关系被打破。”
以磷酸铁锂电池为例，两大核心原材料为磷酸铁和碳酸锂，其中磷酸铁所需的磷酸，则可以通过磷矿石酸化或者是以黄磷为原料生产而得。
回顾磷矿石历史走势，也可以看出，2020年上述市场均价始终维持在每吨300元至400元区间运行，但是自2021年下半年开始，磷矿石价格出现明显上涨，这一时间点与国内新能源汽车的放量时间点相符。
有企业已暂停报价
磷矿石大周期上涨的逻辑，与锂矿石很相似，都受到了终端应用领域扩围带来的需求增量带动。
就现有市场供给格局来看，二者也都面临着矿端资源锁定，可供市场化出售部分数量较小的情况。
当前，我国磷矿资源主要分布在湖北、云南、贵州、湖南和四川五省，磷矿保有储量全国占比超过80%。
据21世纪经济报道记者了解，贵州大多企业仍旧暂停对外接单以及报价，发运前期订单为主;四川、湖北两地，则处于高位挺价或小幅上调状态，后期仍有计划上调。
“主产区主流企业磷矿石改自用为主，仅有少量对外销售或部分一单一议。不仅如此，部分企业在减少外销货源的同时，还对外采购高品位矿石，导致市场流通货源较少。”百川盈孚指出。
这也是其行业特点所决定的。国内磷矿石产能排名靠前的企业，多为自产自销的“一体化”龙头，如贵州磷化集团最终是以复合肥、精细磷化工产品形式出售，云天化产品则以商品粮、化肥原料及产品为主。
从整体供给情况来看，随着多年的开采，市场对高品位的矿石消耗巨大，磷矿平均品位持续下滑，叠加上述外销数量减少等因素影响，进一步推升了高品位磷矿石的价格。
百川盈孚数据显示，6月7日，贵州、四川30%品位磷矿石市场参考价为950元至1100元之间，云南地区主流企业则已暂停报价。
到6月8日，磷矿石四川地区30%品位交货价继续上行，高端价格已调涨至1200元/吨左右。
另据生意社人士反馈，现阶段市场供给最紧张的就是高品位磷矿石，向其提供报价的供应商30%品位矿石价格达1030元/吨，20%多较低品位的磷矿石相对宽松一些，市场价格维持在每吨600元至700元之间。
即便如此，国内与国外市场仍然存在着不小价差。
国际市场，磷矿石价格在1500元/吨左右，加上运费高品位磷矿石价格甚至可达2000元/吨。
这主要受到国际化肥价格高企的影响。今年以来，受到俄乌局势影响，氮肥、钾肥价格均出现大幅上涨，这也对磷肥及其原料价格形成了带动。
“国内外的价格差距，促使国内磷矿企业倾向于出口为主，看涨心理强烈。”百川盈孚指出。
海关数据显示，今年4月，国内磷矿石出口量为4.02万吨，出口同比减少31.84%，环比增加66.38%。
下游成本传导：化肥大于新能源材料
“磷矿石的下游，具体可以分为磷肥、黄磷、湿法磷酸三个方向，最下游行业则包括了化肥、农药、新能源和精细化工等领域。”姜晨晨介绍称。
她指出，整体上看，下游需求保持相对稳定，但是来自新能源方面的需求增量十分可观，“按照投产进度来看，如果项目都落地，会对矿石带来非常强的价格支撑”。
这在高品位矿石方面，表现尤为突出。
据本报此前报道，2021年下半年，曾出现磷酸铁锂的密集扩产潮，行业内、外部企业集体加码磷酸铁或磷酸铁锂产能，今年则是上述产能一期项目的密集落地节点。
此外，包括云天化、湖北宜化、兴发集团在内的原有磷化工领域龙头，也在通过自建、与动力电池材料企业合作等方式，介入到正极材料领域。
这也是为何当前高品位矿石较市场均价出现大幅溢价的主要原因。
“矿石价格上涨后，多个磷化工产品在成本抬升的影响下，价格跟随上调。”姜晨晨介绍称。
以黄磷为例，2021年5月受限电影响，该产品曾出现大幅上涨，但是跟历史价格相比当前价格也处于相对高位，“往年价格运行区间在每吨1万到2万元之间，现在则是3万到4万元之间”。
不过，进一步落实到具体产品上，则需要视其行业内部供需情况而定。
仅就当前价格表现来看，磷矿石价格的上涨，对肥料领域的影响要大于新能源材料环节，这主要因为二者成本构成存在明显差异。
以工业级磷酸一铵为例，下游最大消费领域为水溶肥。
按照现阶段生产成本、价格计算，磷矿石成本占比大概在40%左右，其他原料成本包括硫酸、合成氨，占比分别在30%、10%左右。
新能源材料方面，虽然磷酸铁价格近期仍然维持2.5万元/吨的高位，但是另一原料碳酸锂价格则高达47万元/吨，占每吨磷酸铁锂原料成本的80%以上。
再如六氟磷酸锂，原料中使用到的五氯化磷成本，也要远远小于所消耗的碳酸锂。
所以，新能源材料领域对磷矿石涨价的敏感性很低，其价格容忍度也要远远高于锂精矿和锂盐产品。
若从该角度来看，亦不排除磷矿石尤其是30%高品位磷矿石进一步上涨的可能。
至于接下来的变量，姜晨晨认为有二。
其一，需要看新能源方面的需求增量兑现情况，如若这部分增长点体现不出来，对磷矿石的支撑效果就会有所打折。
其二，需要关注政策面的变动，已有不少企业反馈矿石短缺已经影响自身生产，而磷化工下游的化肥、农药又涉及民生领域，所以也不排除调控的可能。
#重点项目进展#【天邛高速羊安高架特大桥梁板架设加快推进】作为四川省重点工程项目，正在建设中的天邛高速自开建以来就受到各方关注，项目建成通车后，将新增一条连接天府新区的东西向快速通道，构建起环成都市30分钟黄金经济圈，成为邛崃乃至整个成都社会经济发展的新动脉。目前，该大桥已经完成了60%的桥墩浇筑，正在同步推进梁板架设工作。https://t.cn/A6X1JqVV
【“液态阳光” 推动碳达峰碳中和的技术新路径】以太阳能为动力，水和二氧化碳作原料，在催化剂作用下合成出甲醇，用以替代化石能源，实现碳的循环利用——甘肃籍中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所研究员、博士生导师李灿及其团队，历时20载攻克的液态太阳燃料合成技术，将这一梦想变为现实。
而随着液态太阳燃料合成技术在兰州新区成功完成工业化验证，使早日实现“碳达峰、碳中和”有了一条全新路径。
二氧化碳变废为宝
车辆离开兰州新区繁华的核心区，沿着笔直开阔的道路向西北方向行驶20余公里，便到了兰州新区倾力打造的化工园区。道路一侧的一座小山丘上，漫山遍野铺满了光伏板，在阳光照射下显得格外壮观。
“这是液态太阳燃料合成示范项目的光伏发电部分，占地259亩，用来将太阳能转化为电能。”兰州新区石投集团高级技术主管李春新介绍说。
距离山丘不远，就是项目的主厂区，里面矗立着项目的核心设备——各种各样的装置、在空中穿梭交织的管道、高耸的反应塔，显示出十足的科技范儿。
“用山丘上光伏板发的电，将水电解为氢气和氧气，再让氢气和二氧化碳反应，就生产出了甲醇，也就是我们所说的‘液态阳光’。”李春新尽量用最简要的语言道明了项目的原理。
甲醇，可作为燃料替代石油，同时也是一种重要的化学中间体，在化工领域应用非常广泛。
电解水制氢，氢再与二氧化碳反应制甲醇，在实验室早就在研究，液态太阳燃料合成示范项目有何特别之处？
“关键在于合成过程中使用了李灿院士团队所研发的高效催化剂。”李春新说，这一项目由光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢等3个重要生产环节组成，其中，李灿院士团队研发的催化剂在后面两个环节发挥了关键作用。
催化剂是在化学反应中加入的一种特殊物质，其本身不会参与反应，却可以加快化学反应的速度，全面提升效率。
实验室里，通过电解水得到氢气，再让二氧化碳与氢气反应生成甲醇的过程复杂漫长，且条件也相对苛刻，而没有实现大规模化工业过程。而李灿院士团队研发的高效催化剂，则极大加快了电解水和二氧化碳加氢的进程，解决了关键技术难题，使工业化生产“液态阳光”变为了现实。
“通俗地讲，液态太阳燃料合成示范项目就是利用太阳能、水和二氧化碳生产出甲醇的过程，它将无形的太阳能量转移到了液态的甲醇当中，因此，以这种方式得到的甲醇被形象地称为‘液态阳光’。”李春新进一步解释说。
兰州新区化工园区总顾问、兰州大学化学系教授张有贤认为，“液态阳光”合成技术是一项革命性的技术，其重大现实意义在于将二氧化碳变为重要的生产原料，划时代地解决了工业二氧化碳尾气的利用问题。
“工业生产过程中，二氧化碳之所以被大量排放，是因为它无法被大量利用，产生不了价值。而在‘液态阳光’的生产中，二氧化碳变成了重要原料，有了利用的价值。”张有贤说，液态太阳燃料合成示范项目不仅将太阳的能量转移到了液态的甲醇中，也使二氧化碳中的碳元素“封存”到了甲醇中，这是人类利用二氧化碳的一次重大创举。
催化技术重大创新
中国科学院大连化学物理研究所位于辽宁省大连市沙河口区，不远处就是大连著名的星海广场和星海公园，依山而建、环境优美。
大连化物所是一座以基础研究与应用研究见长的综合性研究所，催化化学是其重要的研究领域。自1983年到大连化物所读研究生以来，李灿院士不断向着一座又一座催化领域高峰努力攀登。“液态阳光”则是李灿和他的团队在催化剂研究上又一次重大突破。
“‘液态阳光’合成成功，实际上就是催化技术的成功。”近期，记者专程前往大连化物所，对李灿院士进行了专访。李灿介绍说，“液态阳光”的合成过程中，通过加入催化剂，大幅提升了电解水制氢、二氧化碳加氢两个生产环节效率。
也就是说，李灿团队分别攻克了两大催化技术。
以电解水制氢为例：传统电解水制氢能耗大，生产出同样体积的氢气不仅成本高，而且速度慢。但使用李灿院士团队研发的先进电催化剂后，单位时间内电解的氢气量大幅增加。
“以前，一小时能够出几百立方米氢气就已经了不起了，现在我们可以出1000立方米以上，这是一个很大的进步。”李灿说。
制氢速度提升的同时，还有成本的下降。
传统制氢，每产生1立方米氢气大概需要耗5度以上的电能，但兰州新区液态太阳燃料合成示范项目把生产1立方米氢气的耗电量降至4.3度。
“别小看这0.7度，一方省下0.7度，1亿立方米、10亿立方米又要省下多少电，这个量大得不得了。”李灿说，工业生产必须要考虑效率和成本，否则没有企业愿意干。
前沿技术的探索之路往往充满着艰辛。
“液态阳光”的成功，研制出具有很强靶向性的催化剂是关键。一次次试验、一次次失败，李灿院士团队没有放弃。
“加入催化剂后，要让氢气和二氧化碳反应后生成甲醇，而不是甲烷之类的其他物质。”李灿院士说。
与实验室环境不同，工业合成“液态阳光”必须要充分考虑到杂质、水、温度等对催化剂的影响。
比如：要确保催化剂耐高温，温度升高不会被烧死、烧结。同时，工业二氧化碳含有大量杂质，有毒化作用，这又需要催化剂要特别“皮实”，既要在温度高的时候不怕烧结，又要同时在各种各样的“粗粮杂粮”原料过来能够被消纳。
“一般的催化剂很怕水，温度高的时候，水对催化剂的破坏很严重，而二氧化碳加氢过程中会产生大量的水，又给我们带来新的问题、新的挑战。”李灿说。
通过许多次攻关，一系列问题最终逐一得到解决。
2020年10月15日，兰州新区“液态阳光”示范项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。来自全国各地的权威专家一致认为：这一项目具有完全自主知识产权，整体技术处于国际领先。
而“液态阳光”项目运行数据也显示，项目运行1000小时的时候，催化剂依然没有明显失活，抗中毒和抗烧结良好，达到了推广条件。这意味着“液态阳光”这一科技成果已经具备工业化生产条件。
兰州新区“液态阳光”示范项目为下一步建设10万吨级、百万吨级的“液态阳光”生产线打下了基础。
“太阳能是取之不尽用之不竭的，同样的道理，我们还可以用风能、水能等绿色能源发电，与水和二氧化碳合成出清洁的甲醇。”李灿说。
技术应用前景广阔
2020年1月17日，注定是一个值得铭记的日子。这一天，总占地面积289亩，投资约1.4亿元的兰州新区液态太阳燃料合成示范项目成功投运，呈液体状的粗甲醇第一次从设备终端的管道中流出。
“电是通过光伏发电得到的，水是普通的工业用水，二氧化碳是从合成氨工厂尾气中捕获的，完全实现了绿色生产。”李灿院士团队的王集杰博士见证了这历史性的一刻。
化学品的工业化生产存在着放大效应，在相同的操作条件下，利用小型设备在实验室得出的研究结果，往往与大型生产装置得出的结果有很大差别。
“在实验室里，最初放入反应管的催化剂只有1克，成功后，我们把量放大100倍以上，也就是加入100克催化剂再看结果，成功了，才有了进行工业试验的基础。”王集杰说。
从试验室中的瓶瓶罐罐，到完成工业中试，是“液态阳光”合成技术的一次大跨越。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目可年产甲醇1000吨，反应器中投入的催化剂达到了1.6吨，是原始试验的160万倍，达到了项目的工业化示范作用。
“现在的任务是进行推广应用，建设10万吨级甚至规模更大的项目。”王集杰说。
新技术能否被推广，还要算经济账。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目有关负责人、兰州新区石投集团有限公司总经理姜锦算过一笔账，在这一项目中，每吨甲醇的生产成本为3000元。而以传统的煤化工方式生产，每吨甲醇的成本约为2000元。
3000元与2000元，貌似“液态阳光”合成技术缺乏竞争力。
“项目的二氧化碳是购买的，因此增加了500元的成本，而随着‘碳达峰’‘碳中和’目标的提出，传统二氧化碳排放企业面临巨大的减排压力，我们项目很有可能‘零成本’甚至负成本获得二氧化碳，从而使‘液态阳光’成本大幅降低。”姜锦说。
在合成“液态阳光”过程中，除了二氧化碳，电价也对成本有着重要的影响。另一个好消息是，随着技术的进步，光伏发电的成本也在不断下降。
“3000元的成本是按每度电0.20元的价格计算的，现在有些地方光伏发电成本已经大幅下降。”对“液态阳光”合成技术的推广前景，姜锦充满信心。
在液态太阳燃料合成示范项目中，之所以将甲醇称为“液态阳光”，是因为太阳的能量被一步步转移到了甲醇中。项目落户兰州新区，一个重要原因就是当地海拔高，太阳能资源丰富。
“当然，这也同兰州新区对高科技成果应用的重视密不可分，从2018年考察对接到2019年开工，再到2020年建成试运行，仅仅用了1年多的时间，兰州新区从土地、资金等多个方面给予了大力支持。”姜锦说。
在王集杰看来，兰州新区液态太阳燃料合成示范项目的影响将会非常深远。
我国每年的二氧化碳排放量约100亿吨，其中近一半集中在电力、化工、冶金等八大行业。如果能将这些二氧化碳捕集用于制造甲醇，按1.4∶1的二氧化碳投入和甲醇产出比例，就等于全国每年在减排50亿吨二氧化碳的同时，能够生产出35亿吨甲醇，社会效应无法估量。
王集杰说，目前工业捕集二氧化碳技术已经相对成熟，未来，人们还可以对轮船等排放的二氧化碳进行捕集利用。
“液态阳光”合成技术在兰州新区完成工业化验证后，引起社会广泛关注。
在中国可再生能源学会科学技术奖评审中，液态太阳燃料合成项目荣获技术发明奖一等奖。
“已经有多家企业来对接合作，有的已经进入合同起草阶段，很快就有10万吨级以上的液态阳光甲醇合成项目启动建设。”王集杰说。
太阳能为动力，将二氧化碳变废为宝，实现碳的资源化循环利用，这一天很快就会到来。（来源：甘肃日报）
而随着液态太阳燃料合成技术在兰州新区成功完成工业化验证，使早日实现“碳达峰、碳中和”有了一条全新路径。
二氧化碳变废为宝
车辆离开兰州新区繁华的核心区，沿着笔直开阔的道路向西北方向行驶20余公里，便到了兰州新区倾力打造的化工园区。道路一侧的一座小山丘上，漫山遍野铺满了光伏板，在阳光照射下显得格外壮观。
“这是液态太阳燃料合成示范项目的光伏发电部分，占地259亩，用来将太阳能转化为电能。”兰州新区石投集团高级技术主管李春新介绍说。
距离山丘不远，就是项目的主厂区，里面矗立着项目的核心设备——各种各样的装置、在空中穿梭交织的管道、高耸的反应塔，显示出十足的科技范儿。
“用山丘上光伏板发的电，将水电解为氢气和氧气，再让氢气和二氧化碳反应，就生产出了甲醇，也就是我们所说的‘液态阳光’。”李春新尽量用最简要的语言道明了项目的原理。
甲醇，可作为燃料替代石油，同时也是一种重要的化学中间体，在化工领域应用非常广泛。
电解水制氢，氢再与二氧化碳反应制甲醇，在实验室早就在研究，液态太阳燃料合成示范项目有何特别之处？
“关键在于合成过程中使用了李灿院士团队所研发的高效催化剂。”李春新说，这一项目由光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢等3个重要生产环节组成，其中，李灿院士团队研发的催化剂在后面两个环节发挥了关键作用。
催化剂是在化学反应中加入的一种特殊物质，其本身不会参与反应，却可以加快化学反应的速度，全面提升效率。
实验室里，通过电解水得到氢气，再让二氧化碳与氢气反应生成甲醇的过程复杂漫长，且条件也相对苛刻，而没有实现大规模化工业过程。而李灿院士团队研发的高效催化剂，则极大加快了电解水和二氧化碳加氢的进程，解决了关键技术难题，使工业化生产“液态阳光”变为了现实。
“通俗地讲，液态太阳燃料合成示范项目就是利用太阳能、水和二氧化碳生产出甲醇的过程，它将无形的太阳能量转移到了液态的甲醇当中，因此，以这种方式得到的甲醇被形象地称为‘液态阳光’。”李春新进一步解释说。
兰州新区化工园区总顾问、兰州大学化学系教授张有贤认为，“液态阳光”合成技术是一项革命性的技术，其重大现实意义在于将二氧化碳变为重要的生产原料，划时代地解决了工业二氧化碳尾气的利用问题。
“工业生产过程中，二氧化碳之所以被大量排放，是因为它无法被大量利用，产生不了价值。而在‘液态阳光’的生产中，二氧化碳变成了重要原料，有了利用的价值。”张有贤说，液态太阳燃料合成示范项目不仅将太阳的能量转移到了液态的甲醇中，也使二氧化碳中的碳元素“封存”到了甲醇中，这是人类利用二氧化碳的一次重大创举。
催化技术重大创新
中国科学院大连化学物理研究所位于辽宁省大连市沙河口区，不远处就是大连著名的星海广场和星海公园，依山而建、环境优美。
大连化物所是一座以基础研究与应用研究见长的综合性研究所，催化化学是其重要的研究领域。自1983年到大连化物所读研究生以来，李灿院士不断向着一座又一座催化领域高峰努力攀登。“液态阳光”则是李灿和他的团队在催化剂研究上又一次重大突破。
“‘液态阳光’合成成功，实际上就是催化技术的成功。”近期，记者专程前往大连化物所，对李灿院士进行了专访。李灿介绍说，“液态阳光”的合成过程中，通过加入催化剂，大幅提升了电解水制氢、二氧化碳加氢两个生产环节效率。
也就是说，李灿团队分别攻克了两大催化技术。
以电解水制氢为例：传统电解水制氢能耗大，生产出同样体积的氢气不仅成本高，而且速度慢。但使用李灿院士团队研发的先进电催化剂后，单位时间内电解的氢气量大幅增加。
“以前，一小时能够出几百立方米氢气就已经了不起了，现在我们可以出1000立方米以上，这是一个很大的进步。”李灿说。
制氢速度提升的同时，还有成本的下降。
传统制氢，每产生1立方米氢气大概需要耗5度以上的电能，但兰州新区液态太阳燃料合成示范项目把生产1立方米氢气的耗电量降至4.3度。
“别小看这0.7度，一方省下0.7度，1亿立方米、10亿立方米又要省下多少电，这个量大得不得了。”李灿说，工业生产必须要考虑效率和成本，否则没有企业愿意干。
前沿技术的探索之路往往充满着艰辛。
“液态阳光”的成功，研制出具有很强靶向性的催化剂是关键。一次次试验、一次次失败，李灿院士团队没有放弃。
“加入催化剂后，要让氢气和二氧化碳反应后生成甲醇，而不是甲烷之类的其他物质。”李灿院士说。
与实验室环境不同，工业合成“液态阳光”必须要充分考虑到杂质、水、温度等对催化剂的影响。
比如：要确保催化剂耐高温，温度升高不会被烧死、烧结。同时，工业二氧化碳含有大量杂质，有毒化作用，这又需要催化剂要特别“皮实”，既要在温度高的时候不怕烧结，又要同时在各种各样的“粗粮杂粮”原料过来能够被消纳。
“一般的催化剂很怕水，温度高的时候，水对催化剂的破坏很严重，而二氧化碳加氢过程中会产生大量的水，又给我们带来新的问题、新的挑战。”李灿说。
通过许多次攻关，一系列问题最终逐一得到解决。
2020年10月15日，兰州新区“液态阳光”示范项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。来自全国各地的权威专家一致认为：这一项目具有完全自主知识产权，整体技术处于国际领先。
而“液态阳光”项目运行数据也显示，项目运行1000小时的时候，催化剂依然没有明显失活，抗中毒和抗烧结良好，达到了推广条件。这意味着“液态阳光”这一科技成果已经具备工业化生产条件。
兰州新区“液态阳光”示范项目为下一步建设10万吨级、百万吨级的“液态阳光”生产线打下了基础。
“太阳能是取之不尽用之不竭的，同样的道理，我们还可以用风能、水能等绿色能源发电，与水和二氧化碳合成出清洁的甲醇。”李灿说。
技术应用前景广阔
2020年1月17日，注定是一个值得铭记的日子。这一天，总占地面积289亩，投资约1.4亿元的兰州新区液态太阳燃料合成示范项目成功投运，呈液体状的粗甲醇第一次从设备终端的管道中流出。
“电是通过光伏发电得到的，水是普通的工业用水，二氧化碳是从合成氨工厂尾气中捕获的，完全实现了绿色生产。”李灿院士团队的王集杰博士见证了这历史性的一刻。
化学品的工业化生产存在着放大效应，在相同的操作条件下，利用小型设备在实验室得出的研究结果，往往与大型生产装置得出的结果有很大差别。
“在实验室里，最初放入反应管的催化剂只有1克，成功后，我们把量放大100倍以上，也就是加入100克催化剂再看结果，成功了，才有了进行工业试验的基础。”王集杰说。
从试验室中的瓶瓶罐罐，到完成工业中试，是“液态阳光”合成技术的一次大跨越。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目可年产甲醇1000吨，反应器中投入的催化剂达到了1.6吨，是原始试验的160万倍，达到了项目的工业化示范作用。
“现在的任务是进行推广应用，建设10万吨级甚至规模更大的项目。”王集杰说。
新技术能否被推广，还要算经济账。
兰州新区液态太阳燃料合成示范项目有关负责人、兰州新区石投集团有限公司总经理姜锦算过一笔账，在这一项目中，每吨甲醇的生产成本为3000元。而以传统的煤化工方式生产，每吨甲醇的成本约为2000元。
3000元与2000元，貌似“液态阳光”合成技术缺乏竞争力。
“项目的二氧化碳是购买的，因此增加了500元的成本，而随着‘碳达峰’‘碳中和’目标的提出，传统二氧化碳排放企业面临巨大的减排压力，我们项目很有可能‘零成本’甚至负成本获得二氧化碳，从而使‘液态阳光’成本大幅降低。”姜锦说。
在合成“液态阳光”过程中，除了二氧化碳，电价也对成本有着重要的影响。另一个好消息是，随着技术的进步，光伏发电的成本也在不断下降。
“3000元的成本是按每度电0.20元的价格计算的，现在有些地方光伏发电成本已经大幅下降。”对“液态阳光”合成技术的推广前景，姜锦充满信心。
在液态太阳燃料合成示范项目中，之所以将甲醇称为“液态阳光”，是因为太阳的能量被一步步转移到了甲醇中。项目落户兰州新区，一个重要原因就是当地海拔高，太阳能资源丰富。
“当然，这也同兰州新区对高科技成果应用的重视密不可分，从2018年考察对接到2019年开工，再到2020年建成试运行，仅仅用了1年多的时间，兰州新区从土地、资金等多个方面给予了大力支持。”姜锦说。
在王集杰看来，兰州新区液态太阳燃料合成示范项目的影响将会非常深远。
我国每年的二氧化碳排放量约100亿吨，其中近一半集中在电力、化工、冶金等八大行业。如果能将这些二氧化碳捕集用于制造甲醇，按1.4∶1的二氧化碳投入和甲醇产出比例，就等于全国每年在减排50亿吨二氧化碳的同时，能够生产出35亿吨甲醇，社会效应无法估量。
王集杰说，目前工业捕集二氧化碳技术已经相对成熟，未来，人们还可以对轮船等排放的二氧化碳进行捕集利用。
“液态阳光”合成技术在兰州新区完成工业化验证后，引起社会广泛关注。
在中国可再生能源学会科学技术奖评审中，液态太阳燃料合成项目荣获技术发明奖一等奖。
“已经有多家企业来对接合作，有的已经进入合同起草阶段，很快就有10万吨级以上的液态阳光甲醇合成项目启动建设。”王集杰说。
太阳能为动力，将二氧化碳变废为宝，实现碳的资源化循环利用，这一天很快就会到来。（来源：甘肃日报）
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