近日，欧洲利用聚光太阳能光热技术制取液体燃料的研究项目SUN-to-LIQUID在COP26会议期间获得第22届能源全球奖（Energy Globe Award）。
SUN-to-LIQUID项目获得了欧盟地平线2020资助，研发团队由ETH Zürich, IMDEA Energía, Bauhaus Luftfahrt, DLR, HyGear, Abengoa，ARTTIC欧洲领先的太阳能研究实验室和太阳能热发电企业联合体组成。研究目标是利用聚光太阳能热化学技术从水和二氧化碳中生产可再生运输燃料——合成太阳能燃料。使用的核心转换技术是由聚光太阳热能驱动的热化学氧化还原循环。它在高温下运行并将水和二氧化碳加工成高质量的合成气，再被加工成生态烃燃料，可用于航空等领域。
利用太阳热能，应对未来重要的能源挑战
从化石燃料到可再生燃料的过渡是未来最重要的能源挑战之一。由欧盟和瑞士资助的SUN-to-LIQUID项目通过开发利用太阳热能从H₂O和CO₂生产可再生运输燃料的技术来应对这一挑战：在塔式太阳能热发电系统中，由聚光太阳热能驱动的太阳能热化学反应首次展示了太阳能燃料的合成。
“目前，Sun-to-Liquid核心太阳能技术和集成化，在工厂在与工业实施相关的实际现场条件下，进行了实验验证。在许多可能的方法中，使用聚光太阳光热作为高温过程热量来源的热化学路径提供了潜在的高生产率和效率。”作为太阳能热化学反应堆开发负责人，ETH Zurich的Aldo Steinfeld教授表示。
“这种技术测试可能对运输部门产生重要影响，特别是对于强烈依赖碳氢化合物燃料的长途航空和航运部门。”Baohaus Luftfahrt的项目协调员Andreas Sizmann博士宣布：“我们现在更接近于依靠可再生的‘能源收入’生活，而不是燃烧我们的化石‘能源遗产’，这是保护我们环境的必要步骤。”
项目进展：从实验室到塔式光热电站平台进行测试
之前的欧盟项目SOLAR-JET开发了该技术，并在实验室环境中实现了太阳能喷气燃料的首次生产。Sun-to-Liquid项目扩大了这项技术，以便在塔式太阳能热发电系统中进行测试。
为此，在西班牙莫斯托莱斯的IMDEA能源研究所建造了一个塔式光热实验装置。IMDEA Energy的Manuel Romero博士解释，由二维跟踪的定日镜场将太阳光集中了2500倍，比目前用于发电的塔式光热发电高出了3倍。这种强烈的太阳通量，由项目合作伙伴DLR开发的通量测量系统验证，可以使位于吸热塔顶的太阳能热化学反应器温度超过1500℃。
太阳能反应堆由项目合作伙伴ETH Zurich开发，通过热化学氧化还原循环从H₂O和CO₂中产生合成气体，氢气和CO的混合物；项目合作伙伴HyGear开发的现场气-液工厂并将这种气体加工成煤油。
Sun-to-Liquid项目研究演示了整个热化学太阳能燃料生产链的运行情况：即在野外现场的条件下，运行模块化50kW太阳能热化学反应器，通过基于Ceria的热化学氧化还原循环从H₂O和CO₂产生的合成气，然后通过气液转换子系统，包括用于合成气的压缩和储存单元和用于合成液态烃燃料的专用微型费托FT单元。
应用前景：无限供应可持续燃料
与传统的化石能源喷气燃料相比，大气中的CO₂净排放量可减少90%以上。此外，由于太阳热能驱动的过程依赖于丰富的太阳光原料，并且不与粮食生产竞争，因此它可以在全球范围内满足未来的燃料需求，而无需取代现有的全球燃料分配，储存和利用基础设施。
关于Sun-to-Liquid项目
Sun-to-Liquid是一个为期四年的项目，由欧盟的Horizon 2020研究和创新计划以及瑞士国家教育，研究和创新秘书处（SERI）支持。该项目始于2016年1月，于2019年12月31日结题。
Sun-to-Liquid由太阳能热化学燃料研究领域的欧洲领先研究机构和公司，即ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院），IMDEA Energy（IMDEA能源公司），DLR（德国宇航中心），Abengoa和HyGear Technology & Services B.V.联合开研发。Bauhaus Luftfahrt e.V.协调员还负责技术和系统分析。ARTTIC通过项目管理和沟通为研究联合体提供支持。(编译：董清风 杜凤丽）
