当前位置: 首页 >> 大连科技列表 >> 科技工作详情
洁净能源领域的这些第一都在大连创造!
发布日期:2019-03-08 浏览量:3426次

    大连日报讯(记者谢小芳)2010年至今,中国科学院大连化学物理研究所在洁净能源领域就创造了多项“世界第一”。

    ■2010年8月,世界第一套以煤为原料,经由甲醇制取烯烃的装置(DMTO)试车成功。目前已许可24套,可以生产1388万吨/年烯烃(约占全国1/3),现已投产运行13套,烯烃产能713万吨/年,为国家创造一个数千亿规模的新兴产业。

    ■2012年,完成当时世界最大规模5MW(兆瓦)/10MWh(兆瓦时)全钒液流电池商业化示范系统。

    ■2017年,“大连光源”发出世界上最亮的极紫外自由电子激光脉冲,为实现能源领域重大突破提供“大科学装置”的基础保障。

    ■2017年,全球首套“10万吨/年合成气制乙醇工业示范”项目投产成功。

    甲醇制取低碳烯烃:连接煤化工和石油化工的桥梁

    乙烯、丙烯等低碳烯烃是现代化学工业的重要基础。传统上我国一直用石脑油催化裂解制烯烃,随着社会经济的发展,中国乙烯、丙烯市场缺口逐年扩大,市场前景非常广阔。但随着我国原油对外依存度不断提高,限制了石油路线生产烯烃的发展,而甲醇制烯烃技术以中国相对富裕的煤炭资源作为原料,其优势更加明显。在这一进程中,大连化物所自主开发的甲醇制取低碳烯烃(DMTO)成套工业技术,解决了煤制烯烃的技术瓶颈,是连接煤化工和石油化工的桥梁,为煤化工行业和煤制烯烃产业提供了有力的技术支撑。大连化物所从20世纪80年代开始围绕这一课题开展创新研发。2010年,我国利用DMTO技术建成了世界首套甲醇制烯烃工业化装置,2011年1月起正式进入商业化运营阶段。至此,我国在世界上率先实现了甲醇制烯烃核心技术的工业应用,走在了国际煤化工发展的最前沿。

    全钒液流电池商业化示范系统:让可再生能源稳定可控

    目前,大规模利用可再生能源,实现能源多样化成为世界各国能源安全和可持续发展的重要战略。但是,风能、太阳能等可再生能源发电具有不稳定、不可控的特性,可再生能源大规模并入电网会给电网的安全稳定运行带来严重的冲击。大规模储能系统可有效实现可再生能源发电的调幅调频、平滑输出、跟踪计划发电,提高电网对可再生能源发电的消纳能力,解决弃风、弃光问题。全钒液流电池储能技术则因其使用寿命长、储能规模大、安全可靠、环境友好等特点,成为规模储能的首选技术之一。

    多年来,大连化物所全钒液流电池储能技术研究团队,坚持基础研究与应用开发并重,关键材料、核心部件研发及电池系统集成创新与示范应用并举的研究开发理念,产学研用紧密合作的创新研究开发机制,在全钒液流电池储能技术取得了一系列重大技术突破。2008年,采用该项目技术建设的国内首套100kW全钒液流电池储能系统开始示范应用;2012年,当时世界最大规模5MW/10MWh全钒液流电池商业化示范系统成功建成,其技术指标和工业化进程均处于国际领先水平。

    大连光源:给分子原子“拍电影”

    用什么样的光才能“看到”原子和分子的变化过程呢?科学家们把目光集中在“极紫外光”上。在整个光谱中,极紫外光是一段能量极高的紫外光,一个光子所具备的能量就足以电离一个原子或分子而又不会把分子打碎。

    2014年10月,由大连化物所和上海应用物理研究所联合研制的“基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置”(即“大连光源”)正式在大连长兴岛开工建设。2017年1月15日,“大连光源”,发出了世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲,单个皮秒(10~12秒)激光脉冲产生140万亿个光子(1.4×1014光子/脉冲),这是世界上最亮的、波长完全可调的,也是唯一运行的极紫外自由电子激光装置。这些指标构成了“大连光源”在极紫外波段最亮的“闪光灯”和超快的“快门”,帮助科学家在研究化学反应动力学时,捕捉到分子、原子在化学反应中的动态影像,给分子原子“拍电影”。

    煤制乙醇:把“煤”变成“酒”

    把“煤”变成“酒”,这听上去似乎科幻味十足,这项世界级难题却由大连化物所攻克了。这里的“煤变酒”指的是煤经二甲醚羰基化制乙醇技术,是继煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇之后,煤化工行业的又一个新方向。

    目前,全世界乙醇产量约一亿吨,主要由美国和巴西利用玉米和甘蔗生产。而我国燃料乙醇产量只有250万吨,主要利用粮食进行生产。长期以来,利用化石资源生产乙醇一直是全世界努力的目标和挑战。2012年大连化物所联合陕西延长石油集团开展了“煤基乙醇整套工艺技术的开发”项目研发工作,2013年取得突破性进展,2014年双方启动“10万吨/年合成气制乙醇工业示范”项目,2017年1月11日生产出合格的无水乙醇。

    乙醇是世界公认的优良汽油添加剂,对节能减排意义重大。长期以来,我国的乙醇大规模工业化生产只能依赖生物质发酵法,推广乙醇汽油会严重影响我国粮食安全问题。煤制乙醇工艺路线的打通使得中国大规模、低成本制备乙醇成为可能,为中国推广乙醇汽油扫清了障碍。