鉅大LARGE | 點擊量:1281次 | 2020年03月27日
甲醇制氫:能否實現(xiàn)氫能“即制即用”
“在氫氣的生產(chǎn)制備領(lǐng)域,我國已經(jīng)有了相對完備的產(chǎn)業(yè)鏈,相關(guān)技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,氫氣制取環(huán)節(jié)并不是我們關(guān)注的重點,我們把主要力量都集中在了燃料電池技術(shù)上?!边@是國內(nèi)布局氫能的大型能源企業(yè)中常見的規(guī)劃思路。
“國內(nèi)的制氫行業(yè)成熟嗎?我們恰恰認(rèn)為制約氫能發(fā)展的痛點就在這里。我們習(xí)慣的是以煤制氫為代表的大規(guī)模制氫,但這樣制出來的氫氣離用戶太遠(yuǎn)了?!边@種對常規(guī)制氫路線的質(zhì)疑之聲來自甲醇制氫領(lǐng)域。
甲醇制氫的優(yōu)勢在哪?它是否能真正解決化石能源大規(guī)模制氫的痛點?
大規(guī)模制氫遠(yuǎn)離消費側(cè)
隱形成本高存在“棄氫”風(fēng)險
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“就像此前我們大規(guī)模開發(fā)太陽能和風(fēng)電一樣,產(chǎn)新能源的地方缺少用電負(fù)荷,因此就一度出現(xiàn)了大量的棄風(fēng)、棄光。如果氫能的發(fā)展不能引以為戒,未來也可能出現(xiàn)‘棄氫’。”廣東合即得能源科技有限公司董事長向華認(rèn)為,目前國內(nèi)普遍使用的煤制氫、天然氣制氫等大規(guī)模制氫方式,在如何用氫上存在著巨大的隱性成本。“大規(guī)模制氫技術(shù)本身可能相對成熟,但生產(chǎn)端的氫和消費端的氫卻是兩個概念。”
“單就運費而言,每公斤氫氣從制備完成到最終送達(dá)消費者,其中的運輸成本在25元以上?!毕蛉A指出,運費成本在氫氣銷售價格中占比已經(jīng)很高。
不僅如此,澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)清潔能源研究院院長劉科強調(diào),從生產(chǎn)端到消費端的運輸環(huán)節(jié),氫氣的安全隱患更不容忽視?!皻錃馐欠肿幼钚?、最容易泄漏的氣體,近百年來,世界上許多煉油廠的安全事故起因都是氫氣泄漏。當(dāng)空氣中氫氣含量在4%—73%之間,就會引起爆炸。露天環(huán)境相對安全,但如果在地下車庫發(fā)生泄漏爆炸,可能導(dǎo)致毀滅性后果?!?/p>
“甲醇制氫就是甲醇和水通過催化重整制氫,然后通過燃料電池發(fā)電。在車用場景下,簡單說就是一邊把液體甲醇加進去,另一邊就可以直接轉(zhuǎn)換成氫能,然后發(fā)電驅(qū)動汽車?!毕蛉A強調(diào),同常規(guī)的大規(guī)模制氫相比,甲醇制氫省去了氫氣的儲存和運輸環(huán)節(jié),屬于微型制氫裝置,離消費者最近,即制即用。
轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)越多能量損失越大
但最終要比較全過程綜合效率
“其實我們在進軍氫能領(lǐng)域的時候做過長時間的市場調(diào)研和論證,煤制氫、天然氣制氫、可再生能源制氫、電解水制氫以及甲醇制氫,這些路線我們都有了解,就甲醇制氫而言,我們并不認(rèn)為這是最優(yōu)解。一方面,與煤制氫相比,甲醇制氫并非主流,這就意味著在相應(yīng)的裝備制造、配套技術(shù)等方面可能并不如主流技術(shù)路線完善;另一方面,就車用而言,甲醇本身就可以作為動力來源,如果再通過一個制氫環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換多了一步,能量一定就會有損失。”國內(nèi)某涉足氫能開發(fā)利用的大型能源企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者道出了所在公司并未選擇甲醇制氫的主要原因。
“環(huán)節(jié)一多,效率肯定有所降低,這也是我長期思考過的問題?!睂τ谫|(zhì)疑的聲音,向華直言不諱,“我們還是要看綜合效率,比如煤制氫、天然氣制氫的過程中,煤炭、天然氣要運輸,而甲醇作為液體燃料,它的運輸要比固態(tài)和氣態(tài)運輸更加便捷、經(jīng)濟。綜合權(quán)衡,甲醇制氫是在制造過程中能量有所損耗,而其他方式則是在運輸環(huán)節(jié)損耗?!?/p>
“甲醇制氫過程中有能量損耗,但其他制氫方式同樣有損耗?!眲⒖浦赋?,加氫站中的氫氣要經(jīng)過壓縮才能提高能量密度,壓縮后用于存儲氫氣的容器也需要采用價格高昂的碳纖維制成。“這一系列過程中本身就存在很多能量損耗?!?/p>
在車用場景下
直接利用甲醇燃料或更現(xiàn)實
“現(xiàn)階段,我們?nèi)绻l(fā)展氫能,甲醇制氫可以即制即用,從安全性、實用性角度來說是個不錯的選擇?!钡唧w到車用動力上,劉科指出,現(xiàn)階段,直接利用甲醇驅(qū)動或許是更為合理的選擇。
“甲醇在汽油機中采用點燃方式是可以使用的,雖然效率有限,但我們通過一定的技術(shù)手段讓甲醇可以采用壓燃方式在柴油機中使用,那么效率就會有很大提升。目前,美日系汽油車平均每加侖汽油可以續(xù)航32英里,但歐系的柴油車每加侖柴油可以跑81英里?!?/p>
此外,劉科指出,甲醇作為液體燃料,可以充分利用現(xiàn)有的燃油基礎(chǔ)設(shè)施。“在甲醇內(nèi)燃機車一步步發(fā)展的過程中,相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上逐步完善發(fā)展起來。比如我們現(xiàn)在一個加油站有六個汽油罐,慢慢發(fā)展以后可能是四個汽油罐、兩個甲醇罐,循序漸進,人類幾萬億美金投資建立起來的液體燃料基礎(chǔ)設(shè)施可以繼續(xù)使用,而不是盲目投資建設(shè)加氫站、充電站?!?/p>
“在這一階段,如果燃料電池的研究取得了突破性的進展,成本實現(xiàn)有效降低,那么屆時再去發(fā)展燃料電池汽車才是水到渠成。”
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