9月24日至28日，以“智慧·健康·碳中和”為主題的2021中關村論壇在北京舉辦。論壇由科學技術部、中國科學院、中國科學技術協會、北京市人民政府共同主辦。
記者在采訪與參觀中發(fā)現，無論是論壇研討話題，還是同期舉辦的中關村論壇展覽（科博會），“碳中和”均成為熱詞。
而在“碳中和”進程中備受矚目的氫能領域，記者在科博會上看到了碳中和、氫燃料電池與儲能耦合閉環(huán)的新方案。
液態(tài)甲醇制氫亮相科博會
按下開關，展臺上的燈泡矩陣建次點亮，而電源就是一塊氫燃料電池。與印象中燃料電池不同的是，這里的氫源不是來自直接高壓加注，而是來自常溫常壓的液態(tài)甲醇。
中關村論壇展覽（科博會）1號綜合館的前沿科技展區(qū)，中氫新能技術有限公司（下稱“中氫新能公司”）展臺面積并不大，卻是觀眾看展必經的地方，新奇的制氫方式吸引了不少觀眾駐足觀看。
中氫新能公司創(chuàng)始人、董事長周明強指著行李箱大小的電池介紹，本次展覽主要展出的是甲醇重整制氫燃料電池發(fā)電系統，該系統集成高溫質子交換膜燃料電池電堆、甲醇重整器與能量管理系統等模塊，以甲醇水為燃料，通過中高溫質子交換膜，降低系統對氫氣純度要求，使甲醇重整產生富氫氣體在模塊內部進行發(fā)電。
這與市面上其他制氫方式有何不同？周明強告訴記者，整個反應過程無壓力容器，氫氣隨產隨用不儲氫，安全可靠，既有噪音低、自動化程度高、小型高效、持續(xù)工作能力強等特點，同時最大化利用豐富可再生的甲醇資源，將制氫與燃料電池有機結合，充分滿足車輛、通信、礦業(yè)及軍工行業(yè)供電系統市場需求。
據了解，作為國家級高新技術企業(yè)，中氫新能公司具有軍用燃料電池協同創(chuàng)新平臺資質，已實現甲醇重整制氫設備、燃料電池、燃料電池發(fā)電系統小規(guī)模量產；獲得“中國首臺靜默移動發(fā)電站MFC30”和工信部第303批“甲醇重整制氫燃料電池物流車”兩個首臺套項目公示。
碳中和與氫燃料電池耦合閉環(huán)，破解“能源不可能三角”
氫能作為頗具前景的綠色能源，受到了國家層面越來越高的重視。今年8月，由北京市牽頭申報的京津冀氫燃料電池汽車示范城市群被財政部、國家能源局等五部委聯合批準為首批示范城市群。北京市亦發(fā)布了《氫能產業(yè)發(fā)展實施方案（2021—2025）》，率先打造氫能創(chuàng)新鏈和產業(yè)鏈，對落實首都高質量發(fā)展戰(zhàn)略，支撐京津冀能源結構轉型、引領全國氫能技術創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展具有重要意義。
周明強介紹，實行燃料替代的低碳交通是包括北京在內的城市碳達峰、碳中和的重要途徑之一?！俺鞘形磥須淙剂想姵仄囈?guī)?；下?，既要解決氫燃料的供應安全問題，還要保障氫源充足?！彼赋?，氫源做為一種能源一定要立足于本地資源特點，結合自身現實情況，緊盯“國家雙碳目標”，實現多元供應，方能支撐氫燃料電池汽車、氫能產業(yè)健康成長，發(fā)展壯大。
然而，處于起步期的氫能產業(yè)暫時未能擺脫制氫成本高、供應可靠性不足的瓶頸。在能源界有“能源不可能三角”這一說法，即一種能源品類無法同時做到綠色低碳、安全可靠、低成本。
對此，周明強介紹，甲醇和甲醇制氫路線可以解決這一難題。甲醇被譽為“液態(tài)陽光”，常溫常壓處于液態(tài)，可實現長期安全穩(wěn)定的儲存，是理想的低成本化學儲氫載體；也是實現碳減排的重要路徑，把碳捕集和副產氫合成“綠醇”是“固碳儲氫”的現實方法；利用碳捕集技術，將工業(yè)生產中的二氧化碳收集起來，與清潔電力轉化生成綠醇，在增加產品價值、解決清潔能源替代化石液體燃料等問題上也具有長遠意義。
“在使用成本方面，甲醇重整制氫燃料電池是氫氣隨制隨發(fā)，需要氫氣發(fā)電時就開始工作，半升甲醇半升水就能發(fā)一度電，算下來成本是5毛錢一度電，遠遠低于當前可再生能源電解水制氫的成本?！?
他表示，在“碳達峰、碳中和”時代，需將碳中和、氫能、儲能三者高度耦合，互為助力，互為支撐，形成良性循環(huán)，打造良好的能源生態(tài)。
積極推廣建設甲醇為載體的氫能與碳中和示范區(qū)
“碳達峰、碳中和”的進程中，新舊能源轉換不可一蹴而就，而是一個降碳提氫、循序漸進的過程。周明強強調，只有考慮各地實際情況差異性以及經濟與安全性，氫能產業(yè)才能行穩(wěn)致遠。
他介紹，中氫新能公司致力于打造以甲醇為載體的能源體系，是現實可行的碳中和路線。可以利用太陽能、風能的電力與排碳企業(yè)的二氧化碳相結合制備“綠醇”；也可以利用新能源的電力，與煤化工企業(yè)相結合制備“藍醇”，這一能源體系將大幅減少二氧化碳的排放，經測算可減碳60%以上。
據了解，圍繞甲醇為載體的能源體系，中氫新能公司正在積極推廣建設氫能與碳中和示范區(qū)。示范區(qū)包括儲能、供能、用能和管能四個方面。
儲能方面，新能源發(fā)電與二氧化碳結合，制造“綠色甲醇”；把風能太陽能以液體甲醇的形式儲存下來，使得甲醇成為風能太陽能的儲運載體，成為風能太陽能液體儲能路線?？梢缘统杀尽⒋笠?guī)模實現能源的儲存和運輸。
供能方面，打造移動式供電站、清潔能源站，實現“多源共站、制售一體”；在網點遍布的加油站，留出空間放置“醇水純氫”機，既可以為汽車提供甲醇汽油，也能在常溫常壓環(huán)境中制備純氫，直接為氫燃料電池汽車提供氫源或直接用燃料電池發(fā)電提供充電服務……“這樣一來，加油站就成為制售一體、多元供應的綜合能源站。”
利用可再生能源制甲醇，做分布式發(fā)電，可以做到熱電聯供，這樣系統總體效率比激增發(fā)電高很多。因為盡管電可以遠距離輸送，但熱不可能從遠距離輸運。把風能和太陽能以液體的形式儲存下來，液體通過管路遠距離輸送損失很少。再用甲醇分布式熱電聯供，進而大大減低碳排放。
用能方面，甲醇重整制氫燃料電池應用到交通等領域，如物流車、大巴車、游覽車、游船、無人機等。
管能方面，建設氫能與碳中和大數據中心，實現能源管理。利用甲醇能源生產、儲運、供應以及燃料電池產品應用的大數據，預測用戶需求，安排甲醇能源生產，匹配儲能、供能與用能，達到能源的調度目標，使能源體系更有彈性、安全可控；同時實現燃料電池在交通等領域示范全過程、全鏈條監(jiān)管，積累電池運行數據，為完善提高燃料電池性能提供科學依據。
記者了解到，示范區(qū)建設將加快商業(yè)化推廣，推動氫能領域應用創(chuàng)新與產業(yè)化融合發(fā)展。
“本屆中關村論壇以‘碳中和’為主題之一，吹響了明確的號角，即更加突出科技創(chuàng)新在助力碳中和中的作用?！敝苊鲝妼τ浾哒f。
未來，“碳中和”場景下能源的使用場景是什么樣的？
中氫新能的展臺上，北京教育學院附屬豐臺實驗小學四年級四班林靜怡同學為此次科博會展覽創(chuàng)作《綠色能源 綠色生活》主題兒童繪畫吸引了不少觀眾的目光。繪畫展現了未來能源的一角：甲醇與水制出的氫能，驅動了交通、信號基站甚至火箭，原料中的水則來自蔚藍的大海。
“作為能源生產企業(yè)，我們非常希望知道未來的人們希望使用怎樣的能源。于是我們組織孩子們充分發(fā)揮想象進行創(chuàng)作，孩子們的想法是最樸素的，覺得未來的能源要干凈、要便宜，最好取之于水、回歸到水。孩子們是未來能源的使用者，這更加堅定了我們發(fā)展氫能的信心?！敝苊鲝娬f。
