“太陽(yáng)燃料合成，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用太陽(yáng)能等可再生能源、二氧化碳和水，生產(chǎn)出清潔可再生的甲醇等液體燃料，也稱(chēng)其為‘液態(tài)陽(yáng)光’，這將是未來(lái)解決二氧化碳排放的根本途徑之一。”在2020年中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、潔凈能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）主任李燦接受人民網(wǎng)記者專(zhuān)訪時(shí)表示。

“目前，我國(guó)在生態(tài)和環(huán)境方面所面臨的問(wèn)題是：在能源里占比八成以上的是化石資源，如煤、石油、天然氣等。只要使用化石資源作為能源，如用汽油、柴油做燃料開(kāi)車(chē)，就會(huì)排放大量二氧化碳，并同時(shí)排放氮氧化物、硫氧化物及顆粒物，破壞生態(tài)和環(huán)境。破解這個(gè)問(wèn)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(shuō)，過(guò)度使用化石能源不僅排放二氧化碳，而且會(huì)形成霧霾，帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題。而用甲醇替代汽油做燃料的話，開(kāi)車(chē)時(shí)不產(chǎn)生污染物。把甲醇做成氫能，用做燃料電池，也不會(huì)再污染環(huán)境。李燦指出，巨量二氧化碳排放，改變整個(gè)大氣生態(tài)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(huì)慢慢升高，導(dǎo)致生態(tài)問(wèn)題。這就相當(dāng)于夏天本來(lái)只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(gè)比方。

在李燦看來(lái)，近年來(lái)，我國(guó)清潔能源的科研進(jìn)步還是很顯著的，但是還需要進(jìn)一步加大、加快。“我們?cè)谔m州新區(qū)做了示范工程，就是想給企業(yè)做個(gè)示范，為企業(yè)家樹(shù)立信心。一個(gè)技術(shù)的推廣應(yīng)用，既需要得到政府的支持，也需要企業(yè)家的資金投入。”李燦表示，由于可再生能源一開(kāi)始的經(jīng)濟(jì)效益往往不高，就更需要那些有情懷、有社會(huì)責(zé)任感的企業(yè)家來(lái)積極參與這項(xiàng)事業(yè)。作為科學(xué)家，我們努力把基礎(chǔ)研究做好、技術(shù)研發(fā)做到位，再遇到有社會(huì)責(zé)任感的企業(yè)家參與進(jìn)來(lái)，這項(xiàng)事業(yè)就能發(fā)展起來(lái)。

甲醇是清潔燃料，用甲醇逐步替代汽油，在我國(guó)西北部多個(gè)省份已經(jīng)在試行。目前，用煤做原料合成甲醇的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，此技術(shù)雖然解決了煤燃燒的污染問(wèn)題，但是排放二氧化碳的問(wèn)題仍然存在。李燦表示，如果使用太陽(yáng)燃料甲醇，就能夠?qū)崿F(xiàn)從源頭上清潔，而且隨著技術(shù)進(jìn)步，將來(lái)成本會(huì)更低。目前，市場(chǎng)比較貴的甲醇是3000多元一噸，汽油是5000-6000元一噸。未來(lái)，太陽(yáng)燃料如果規(guī)模化進(jìn)行生產(chǎn)的話，價(jià)格可以更低，有望達(dá)到2000-2500元一噸。

今年是李燦帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究太陽(yáng)燃料的第20個(gè)年頭。“我們一直面臨著挑戰(zhàn)。”李燦說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題是世界性難題，學(xué)術(shù)上的挑戰(zhàn)很大。要想走在前面，就需要基礎(chǔ)研究源頭上創(chuàng)新，這是非常困難的。由于其涉及的科學(xué)問(wèn)題本身很挑戰(zhàn)，學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)需要有非常扎實(shí)的基礎(chǔ)科學(xué)根基，還需要百折不撓的精神。“有的問(wèn)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(jiān)持不住，就會(huì)功虧一簣。”

現(xiàn)在，新能源、清潔能源呼聲越來(lái)越高了。但是，在20年前這還是個(gè)不受關(guān)注的課題。李燦說(shuō)，一個(gè)研究工作，超前做的時(shí)候，大家不太容易理解或者難以形成共識(shí)，于是申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)、項(xiàng)目就會(huì)非常困難。但如果沒(méi)有經(jīng)費(fèi)支持、沒(méi)有社會(huì)支持是很難做進(jìn)行的。“在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域，大部分情況下能看到未來(lái)5年左右的發(fā)展方向就很不錯(cuò)了。”李燦回憶說(shuō)，2001年開(kāi)始做太陽(yáng)燃料的時(shí)候，自己覺(jué)得目標(biāo)太遙遠(yuǎn)，恐怕努力一輩子也未必能看到可應(yīng)用的成果。但沒(méi)想到的是，經(jīng)過(guò)20年的努力，現(xiàn)在我們已經(jīng)在推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐了。他認(rèn)為，人類(lèi)社會(huì)要在地球上可持續(xù)生存發(fā)展，終歸要回歸適宜于人類(lèi)生存的生態(tài)環(huán)境中，即回歸自然。為實(shí)現(xiàn)生態(tài)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(jí)規(guī)模太陽(yáng)燃料合成示范項(xiàng)目在蘭州新區(qū)試車(chē)成功，意味著邁出了將太陽(yáng)能等可再生能源轉(zhuǎn)化為液體燃料工業(yè)化生產(chǎn)的第一步。李燦告訴記者，這個(gè)項(xiàng)目有兩大技術(shù)特點(diǎn)：一是利用光伏等可再生能源發(fā)電后，通過(guò)大型水電解制氫設(shè)備制取綠氫。電解水制氫采用“新一代電催化技術(shù)”，使制氫電耗在傳統(tǒng)水平基礎(chǔ)上大幅下降，并可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化。為大規(guī)模利用可再生能源生產(chǎn)“綠氫”提供了可行的技術(shù)。二是采用創(chuàng)新研發(fā)的催化劑將氫氣與二氧化碳一步法合成甲醇。主要是發(fā)展了廉價(jià)、高選擇性、高穩(wěn)定性二氧化碳加氫制甲醇催化技術(shù)，為今后規(guī)模化、資源化轉(zhuǎn)化利用二氧化碳、為用太陽(yáng)燃料逐步替代傳統(tǒng)化石燃料趟出一條全新的技術(shù)路線。“太陽(yáng)燃料合成的研究目標(biāo)非常明確，就是要解決可再生能源轉(zhuǎn)化成化學(xué)能過(guò)程中的各種基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。”

完成蘭州新區(qū)的示范工程項(xiàng)目過(guò)程的兩年間，李燦從大連跑到蘭州新區(qū)工地現(xiàn)場(chǎng)13次，平均兩個(gè)月就會(huì)去一趟。去了之后，他就和現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員一起坐下來(lái)討論遇到的各種問(wèn)題。“有時(shí)候也不是什么科學(xué)、技術(shù)問(wèn)題，比如說(shuō)一些工程土建、技術(shù)設(shè)備問(wèn)題，甚至需要返工等具體工作。”李燦說(shuō)，與企業(yè)合作，除了技術(shù)要先進(jìn)外，還要把技術(shù)做成可以讓企業(yè)搬進(jìn)去就能住的“交鑰匙”工程。

我國(guó)科研機(jī)構(gòu)如何能夠做出更多在國(guó)際上得到認(rèn)可的原始創(chuàng)新？在李燦看來(lái)，首先是科研人員要把基礎(chǔ)研究做好，一定要從源頭上進(jìn)行創(chuàng)新。這樣的話，研究工作才會(huì)在學(xué)術(shù)界逐漸被認(rèn)可。一般來(lái)講，基礎(chǔ)研究工作要在國(guó)際學(xué)術(shù)界權(quán)威性比較高的學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表高質(zhì)量的學(xué)術(shù)論文，若研究工作解決了關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，就應(yīng)該申請(qǐng)高質(zhì)量的專(zhuān)利。有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利，國(guó)內(nèi)外企業(yè)都會(huì)關(guān)注到。三是原始創(chuàng)新應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果不能發(fā)完文章就只擺在書(shū)架上或放在抽屜里，而是要努力把知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為社會(huì)做直接的貢獻(xiàn)。“現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)的企業(yè)家很敏銳，對(duì)于一項(xiàng)新技術(shù)，只要有利益空間、有社會(huì)效益，他們還是很積極的。但是，這個(gè)過(guò)程常常會(huì)經(jīng)歷九九八十一難，其中許多甚至是非科學(xué)、非技術(shù)的困難。與企業(yè)合作，最重要的就是精誠(chéng)團(tuán)結(jié)，邊商量邊推進(jìn)，共同克服困難。”李燦表示。