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甲醇制氢:燃料电池汽车新出路?

作者:齐琛冏 来源:中国能源报 时间:2018-11-07 浏览:

中国储能电站网讯:据了解,燃料电池汽车(FCV)是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车,其使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。最终产物为水,能使汽车实现零排放。

在10月26日于江苏昆山举办的中国国际商用车及零部件展览会上,记者见到了苏州高迈新能源有限公司展示的一辆“水氢重卡”,在卡车旁边,是一款新型发电机——水氢发电机的发电演示:一罐甲醇和水的混合溶液通过管道输入发电机,点亮了旁边一排排电灯泡。在展览会上,全球首台基于甲醇重整氢燃料电池轻型卡车也宣布正式投入商业运营。

水氢电池,即甲醇重整氢燃料电池是什么?相比于之前已经进入市场的甲醇汽车和氢燃料汽车等新能源汽车,这种技术路线能否趟出一条燃料电池汽车的新路?

常规燃料电池汽车短板多

据了解,燃料电池汽车(FCV)是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车,其使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。最终产物为水,能使汽车实现零排放。

但是氢燃料汽车存在不少问题和短板。全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢日前在第三届国际氢能与燃料电池汽车大会上表示,技术创新能力不强、产业化商业化进度滞后、产业链建设薄弱、制氢供氢加氢的系统落后造成了氢成本的剧增。此外,技术标准、检测体系严重滞后等也都是氢燃料电池汽车的短板。

与此同时,甲醇汽车也于近些年走进了人们的视野。据了解,相较于车用汽油,甲醇的优势在于价格低,闪点高,挥发性弱,使用更安全。“但常规甲醇汽车无法解决二氧化碳等排放问题,在技术和成本方面与常规动力汽车相比并未带来革命性改进。”中科院大连化学物理研究所张家港产业技术研究院院长韩涤非告诉记者。

“甲醇燃料汽车推广已近二十年,但收效尚不明显,主要是内燃技术没有彻底解决污染物和颗粒物排放问题,热转机械效率也较低,商用车司机不愿使用,甲醇加注网点有限,所以甲醇内燃汽车推广较慢。”北京大学世界新能源战略研究中心高级研究员连波分析指出。

“对于量大面广的远程公交、城际物流、重载卡车等,电动汽车的行驶里程、充电时间和能量密度都成为了显著短板,需要我们尽快推动燃料电池的商业化。”万钢认为,下一阶段就是燃料电池大显身手的时代。

甲醇制氢优势明显

囿于氢燃料汽车和甲醇汽车的短板,燃料电池汽车一直没有得到迅速发展。水氢发电机是燃料电池汽车新技术路线。“水氢燃料是将甲醇和水作为燃料,通过重整制氢并纯化,将所得高纯氢通过燃料电池以非燃烧的电化学方式转换为电能驱动动力。水氢汽车是综合了甲醇汽车和燃料电池汽车特点的新型绿色能源动力汽车。”广东合即得能源科技有限公司总经理黄平向记者介绍。

记者近日在液态阳光产学研联盟筹备大会现场多次听到了“液态阳光”这个较为新鲜的名词。液态阳光是什么?韩涤非告诉记者,液态阳光是利用太阳能、风能等丰富的可再生能源来电解水制取氢气,再与二氧化碳反应制备以甲醇为代表的液态燃料,其本质是利用可再生能源生产人类赖以生存的含碳液体燃料及化学品。他表示,太阳能制取液态阳光甲醇作为车用燃料能实现汽车低碳和零碳排放,与化石资源制得的甲醇燃料具有本质区别。甲醇等燃料的开发与应用将为人类社会能源战略安全、生态文明建设、经济社会可持续发展做出重大创新贡献。

“水氢燃料,即甲醇重整氢燃料电池初始用的甲醇主要依靠煤或天然气制成,进入循环后,主要依靠二氧化碳和氢气制成;甲醇燃烧产生的二氧化碳可以继续和氢气重新生成甲醇。理论上可以一直封闭并循环使用。”苏州高迈新能源有限公司董事长王建明告诉记者,以水氢燃料重卡为例,一次添加甲醇和水1.56吨,满负荷行驶800公里后,再次添加醇水燃料的同时卸载液碳1.38吨。添加醇水燃料和卸载液碳的操作在具备条件的加油站均可进行。水氢燃料不仅解决了新能源汽车的里程问题,而且在安全和经济方面也有一定优势,也是目前国内最易实现的燃料电池氢源载体之一。

记者在液态阳光产学研联盟筹备大会上了解到,甲醇重整氢燃料电池汽车已经接近应用示范阶段。在兰州,中科院大连化物所李灿院士主持的回醇示范工程成为较早的大规模产业示范项目。

探路商业化

今年全国两会期间,人大代表、吉利控股集团董事长李书福提出了在国家层面推广甲醇的提案,包括设立“液态阳光经济”示范区、设立甲醇国家科技重大项目、组建“液态阳光基金”等。李书福曾表示,甲醇本作为可循环的自含碳、氧、氢的液体能源,将会给人类交通运输工具提供可持续的、清洁的能源供应。

记者了解到,国家发改委、国家能源局组织编制的《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》提出,研究基于可再生能源及先进核能的制氢技术、甲烷重整/部分氧化制氢技术,实现示范应用并推广。

对此,黄平表示,当前企业已经验证了该路径的可行性,但是目前产业还非常需要政策上的倾斜支持和鼓励,引导企业及社会资源更多投入到甲醇重整氢燃料汽车行业。

连波建议,在大规模商业化过程中,可以以建立战略联盟的方式,有效分工合作,集社会力量,协调作战,共同攻关,完成甲醇重整氢产业的商业化。

韩涤非表示,骨干企业需要进行创新引领示范和技术系统集成。他建议国家加快出台产业扶持政策,大力支持和鼓励产业技术创新与集成、水氢燃料汽车示范运营、产学研创新联盟和产业创投基金组建,引导甲醇重整氢燃料电池汽车这一新兴产业的健康快速发展。


关键字:甲醇制氢

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