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以甲醇為原料,水氫機(jī)拉開產(chǎn)業(yè)化序幕
(時(shí)間:2019-9-5 10:49:53)

   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(zhǎng)劉科博士,和幾位專家、院士走進(jìn)了剛剛落戶東莞的國際歐亞科學(xué)院中國科學(xué)中心“大灣區(qū)水氫科學(xué)院”。剛剛揭牌的“大灣區(qū)水氫科學(xué)院”是“上海合既得動(dòng)氫機(jī)器有限公司”“廣東合即得能源科技有限公司”等單位聯(lián)合成立的。

   劉科俯下身去認(rèn)真看了上海合既得、廣東合即得公司研發(fā)生產(chǎn)的“水氫機(jī)”,這是一臺(tái)以甲醇水原料進(jìn)行催化重整即時(shí)制氫,然后氫氣通過燃料電池發(fā)電的機(jī)器。在幾年前的稱呼還是“醇?xì)錂C(jī)”,命名“水氫機(jī)”還是在2016年上海合既得注冊(cè)了全類“水氫”商標(biāo)之后。
   劉科十幾年前就在美國研究氫燃料電池;貒,曾任GE全球研發(fā)中心首席科學(xué)家,在UTC等著名跨國公司任職;回國后,先后任北京低碳清潔能源研究所副所長(zhǎng)兼首席技術(shù)官、神華研究院副院長(zhǎng),現(xiàn)在深圳南方科技大學(xué)任職。2013年領(lǐng)導(dǎo)了全球第一套車載汽油制氫裝置用于驅(qū)動(dòng)燃料電池汽車研發(fā)和示范,曾連續(xù)3年任國際氫能與燃料電池峰會(huì)的主席,主持了第一個(gè)商業(yè)化的微礦分離裝置、第一臺(tái)100%燃燒甲醇的柴油機(jī)等多個(gè)項(xiàng)目。面對(duì)“水氫機(jī)”,劉科可謂“內(nèi)行看門道”,因?yàn)樗H自參與和見證了美國等發(fā)達(dá)國家在氫能上花巨資走過的路,成功和失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)兼有。
   他看了電腦機(jī)箱大小為電動(dòng)車充電的“水氫車電寶”;看了為通信基站提供電源的水氫發(fā)電機(jī);看了直接為電動(dòng)車充電的水氫充電站;特別是看了裝在汽車上以將甲醇水重整制氫與燃料電池發(fā)電高度集成并可直接為電動(dòng)車提供動(dòng)力的水氫動(dòng)力模塊,詳細(xì)詢問了有關(guān)技術(shù)指標(biāo)……

   劉科告訴記者,十幾年前,他在UTC帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了全球第一輛汽油在線轉(zhuǎn)化制氫驅(qū)動(dòng)的燃料電池汽車。車上加的還是汽油,用汽油和空氣中的氧及燃料電池釋放出的水蒸氣反應(yīng)來制氫,用氫氣推動(dòng)燃料電池。
   他說,汽油在線轉(zhuǎn)化制氫難度要比甲醇在線重整制氫難多了,因?yàn)槠椭杏辛颉A硗,汽油轉(zhuǎn)化溫度要850℃,甲醇為300℃,且甲醇比汽油要干凈得多。汽油在線制氫的技術(shù),我們十幾年前就做成了,甲醇在線轉(zhuǎn)化制氫沒有理由做不成。但當(dāng)時(shí)怎么不用甲醇?因?yàn)椤绊搸r氣革命”沒有發(fā)生,天然氣太貴導(dǎo)致甲醇的成本太高。
   在廣東合即得公司,劉科看到了他提倡已久的甲醇制氫發(fā)電技術(shù)路線的完整系列產(chǎn)品。他說,這將是氫能應(yīng)用“最靠譜”的方向。劉科緊緊地握住了“水氫機(jī)”發(fā)明者向華(上海合既得董事長(zhǎng))的手!這大概是甲醇制氫發(fā)電技術(shù)路線發(fā)展歷程中,值得記錄的一握!

   記者向劉科問道,當(dāng)前主流的大規(guī)模制氫并對(duì)氫氣進(jìn)行壓縮儲(chǔ)存和運(yùn)輸,再通過加氫站進(jìn)行加氫的技術(shù)路線前景如何?
   劉科對(duì)此問題顯然思考已久,他說,首先加氫站的氫氣是經(jīng)過700公斤的壓縮氣體。氫氣是世界上體積能量密度最低的物質(zhì),只有靠壓縮才能提高能量密度。700公斤的壓縮是什么概念?汽車輪胎的壓力才5~6公斤。目前車載儲(chǔ)氫罐用的碳纖維材料價(jià)格較高,且在氫氣壓縮過程中會(huì)有損耗,使用成本高是全球業(yè)界的共識(shí)。
   另外,氫氣是最小的分子,是最容易泄漏的氣體,氫氣是世界上爆炸范圍最廣的氣體。低于4%是安全的,高于73%只著火不爆炸,4%~73%遇火星就爆炸。因此,在大量汽車停在地下停車庫這種封閉空間里的城市,罐裝氫氣不適合作為大眾廣泛使用的能源。在露天空間里,氫氣泄漏問題不大,一旦泄漏就沖上天,駕駛員和乘客有足夠的時(shí)間逃離;但在地庫這樣的封閉空間,罐裝氫車一旦泄漏,一打電火花車就爆了,如果地庫里有許多氫罐汽車,整個(gè)樓就會(huì)毀掉。
   有人說罐是安全的,但從氫罐傳輸?shù)饺剂想姵刂虚g總有連接點(diǎn),哪個(gè)連接處一旦泄漏,就會(huì)有滅頂之災(zāi)。最近韓國的儲(chǔ)氫罐爆炸、挪威的加氫站爆炸,都是這些原因。所以,劉科建議立法禁止罐氫汽車停在地下車庫。
   再就是建設(shè)加氫站的困難。劉科在美國是能源部加氫站的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,美國加氫站在設(shè)計(jì)的時(shí)候,要求有安全距離,在一定的范圍內(nèi)不能有居民樓。如果在深圳建一個(gè)每天供300輛車的加氫站,按照今天的安全標(biāo)準(zhǔn),加氫站約需要8畝地,深圳一畝地1億元,8億元建個(gè)加氫站,將來地價(jià)都還不完。如果在半個(gè)小時(shí)車程以外郊區(qū)建加氫站,加氫來回一個(gè)小時(shí),車就沒人買了。
   從上世紀(jì)90年代開始,美國氫能和燃料電池技術(shù)燒了幾百億美元也沒有解決好罐氫路線的這些問題。中國現(xiàn)在處在氫能很熱的時(shí)候,一方面到處在燒錢,一方面還沒有把整個(gè)氫能的系統(tǒng)工程想透,容易在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向上出現(xiàn)偏差。
   記者又問劉科,既然您認(rèn)為甲醇是最好的制氫原料,那么甲醇的成本和來源可靠嗎?
   劉科說,甲醇是目前世界上最好的制氫材料,這得益于“頁巖氣革命”。2010年世界突然發(fā)現(xiàn)了200年用不完的天然氣,美國的天然氣價(jià)格從17美元mmBtu狂跌到1.5美元mmBtu,現(xiàn)在平衡到3美元左右。天然氣是制備甲醇最好的原料,比煤制甲醇更便宜,那就意味著全世界還有200年用不完的甲醇。就地把天然氣轉(zhuǎn)化成甲醇,每噸成本僅750元。
   另外運(yùn)輸角度上,固體(煤)、氣體都不可取。液體燃料永遠(yuǎn)是人類交通運(yùn)輸能源的首選,液體燃料(汽油、甲醇)在陸上可以管路輸送,跨海輸送成本很低,且可在儲(chǔ)罐里長(zhǎng)期儲(chǔ)存。

   談到這里,向華博士興奮地插話:“劉院士談的這兩點(diǎn),這也就是我改名“水氫機(jī)”的一個(gè)重要原因,就是要明確區(qū)別罐氫的技術(shù)路線!毕蛉A當(dāng)時(shí)就提出愿意與劉科院士的團(tuán)隊(duì)合作,進(jìn)一步完善改進(jìn)甲醇在線制氫驅(qū)動(dòng)燃料電池的技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
   今年,國家相關(guān)部委發(fā)文把甲醇作為清潔能源的主要方向。為了加速水氫機(jī)的產(chǎn)業(yè)化,上海合既得立足于打造水氫制造平臺(tái),以甲醇為原料的水氫機(jī)已經(jīng)悄然拉開了產(chǎn)業(yè)化的序幕,年產(chǎn)10萬套AH7500水氫動(dòng)力模塊項(xiàng)目在山東濰氫即將完工。
   有了劉科院士和國際歐亞科學(xué)院的專家和院士的力挺支持,水氫機(jī)的產(chǎn)業(yè)化將加速推進(jìn),中國氫能源產(chǎn)業(yè)化的第一縷曙光將從這里升起。

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