2019年，氫能源被首次寫(xiě)入《政府工作報(bào)告》：“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”。氫能因此正式成為國(guó)家能源戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)迄今已有34座城市建設(shè)氫能產(chǎn)業(yè)園，但氫能目前還存在儲(chǔ)運(yùn)價(jià)格高、安全隱患大、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資高昂等瓶頸問(wèn)題。
如何有效解決氫能“痛點(diǎn)”？澳大利亞國(guó)家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長(zhǎng)劉科日前在“中國(guó)能源·化工30人論壇”上給出了他的答案：“甲醇在線制氫?！?
來(lái)源可靠，是目前最好的制氫原料
“發(fā)展氫能主要是解決石油短缺、環(huán)境污染這兩個(gè)問(wèn)題，盡管氫能大有前景，但氫氣并不是很好的能源載體。”劉科指出，氫的“四個(gè)最”是靠研發(fā)無(wú)法改變的：體積能量密度最低的物質(zhì)、最小的分子、最易泄漏、最寬爆炸范圍。這些原因造成儲(chǔ)氫運(yùn)氫成本和基礎(chǔ)設(shè)施投資高昂，高壓氫氣罐燃料電池車(chē)從安全角度不宜在已建成的地下停車(chē)場(chǎng)這些封閉空間長(zhǎng)期停放。
據(jù)悉，氫氣在密閉空間的爆炸極限為4%-74%，全球煉油廠事故很多是由于氫氣泄漏造成的，因此有了“氫氣是煉油廠的魔鬼”的說(shuō)法。
“加氫站一定要有安全距離，但考慮到經(jīng)濟(jì)性等因素，如果加氫站建在半個(gè)小時(shí)車(chē)程以外，來(lái)回一個(gè)小時(shí)去加氣，你會(huì)買(mǎi)這樣的車(chē)嗎？”劉科說(shuō)，與將氫氣壓縮到高壓汽車(chē)儲(chǔ)氫罐相比，甲醇是非常好的液體儲(chǔ)氫、運(yùn)氫載體。1升液氫（需冷凝到零下253攝氏度）只有72克氫氣，1升甲醇跟水反應(yīng)可放出143克氫氣，1升甲醇的產(chǎn)氫量是1升液氫的2倍。以甲醇為原料，將小型的甲醇重整制氫設(shè)備與燃料電池進(jìn)行高度集成，氫氣即產(chǎn)即用，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)制氫發(fā)電。
那么，甲醇作為制氫原料是否可行？記者進(jìn)一步了解到，甲醇來(lái)源廣泛可靠，既可以利用煤炭制甲醇，也可以利用“棄風(fēng)”“棄光”電解水制氫，氫再與二氧化碳反應(yīng)制取甲醇；天然氣等都可以轉(zhuǎn)化為甲醇。在劉科看來(lái)，“甲醇是目前最好的制氫原料”。
兼容性強(qiáng)，可利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施
“為何世界上只有少數(shù)幾個(gè)地方有石油，而世界任何一個(gè)角落都可以開(kāi)車(chē)？”其主要原因是液體燃料陸上可以管路輸送，海上可以很便宜地跨海輸送，并可以長(zhǎng)期保存。劉科院士算了一筆賬，如果將一船汽油從休斯頓的煉油廠拉到天津港，加油站7元/升的油價(jià)中，運(yùn)費(fèi)成本不到7分錢(qián)?！耙后w燃料輸運(yùn)成本低，也便于長(zhǎng)期儲(chǔ)存，這是液體能源的優(yōu)勢(shì)所在?！?
值得注意的是，電動(dòng)車(chē)和氫能汽車(chē)作為新能源汽車(chē)的兩大“寵兒”，無(wú)論是加氫站還是充電樁，規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施成本都不低。劉科的研究數(shù)據(jù)顯示，如果都以布局10000座站點(diǎn)計(jì)算，每天加注450輛車(chē)的液體燃料加注站建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本約為20億美元；每天充24輛車(chē)的充電站需投資830億美元；每天30輛加注能力的小型氫氣加注站成本則高達(dá)1.4萬(wàn)億美元。
劉科指出：“人類已投資幾萬(wàn)億美元建設(shè)了液體燃料基礎(chǔ)設(shè)施，這些基礎(chǔ)設(shè)施不會(huì)輕易放棄，甲醇制氫路線，可以很好地將已有的加油站等設(shè)施利用起來(lái)。”由此可見(jiàn)，甲醇在線制氫系統(tǒng)在規(guī)模化方面有明顯優(yōu)勢(shì)，可避開(kāi)燃料電池汽車(chē)的商業(yè)化瓶頸。
另外，劉科認(rèn)為甲醇能源已迎來(lái)了很好的發(fā)展機(jī)遇。甲醇現(xiàn)階段可以作為能源、燃料、化工等行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化原料，在長(zhǎng)期發(fā)展進(jìn)程中，甲醇還將對(duì)可再生能源具有極高的兼容性，同一套甲醇儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施，可同時(shí)滿足近期及中長(zhǎng)期需求?！耙簯B(tài)形式有能量密度高、可大規(guī)模運(yùn)輸、易實(shí)現(xiàn)低成本跨海輸送等優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)化成液體，是其他可再生能源將來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。”
劉科還指出，電動(dòng)車(chē)、燃料電池車(chē)都是未來(lái)能源技術(shù)的發(fā)展方向，能滿足不同的市場(chǎng)需求，但均面臨各種挑戰(zhàn)。電動(dòng)車(chē)未來(lái)的突破點(diǎn)可能在應(yīng)用端，氫燃料電池則需要解決氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸難題。目前，通過(guò)甲醇轉(zhuǎn)化制氫，是解決氫能“痛點(diǎn)”的好法子。他還強(qiáng)調(diào)：“能源發(fā)展需要多元化，應(yīng)加強(qiáng)各種技術(shù)的研發(fā)力度，最后讓市場(chǎng)來(lái)選擇技術(shù)?！?
