甲醇制氫：能否實(shí)現(xiàn)氫能“即制即用”

　　核心閱讀

　　目前“小眾”的甲醇制氫，希望借助“即制即用”的優(yōu)勢(shì)成為“離用戶最近的氫”，從而在源頭上杜絕潛在“棄氫”風(fēng)險(xiǎn)，但作為非主流技術(shù)路線，甲醇制氫面臨著裝備制造、配套技術(shù)不完善等問(wèn)題。其轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多而帶來(lái)的能量損失也飽受詬病。

　　“在氫氣的生產(chǎn)制備領(lǐng)域，我國(guó)已經(jīng)有了相對(duì)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(diǎn)，我們把主要力量都集中在了燃料電池技術(shù)上。”這是國(guó)內(nèi)布局氫能的大型能源企業(yè)中常見(jiàn)的規(guī)劃思路。

　　“國(guó)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(diǎn)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(lái)的氫氣離用戶太遠(yuǎn)了。”這種對(duì)常規(guī)制氫路線的質(zhì)疑之聲來(lái)自甲醇制氫領(lǐng)域。

　　甲醇制氫的優(yōu)勢(shì)在哪？它是否能真正解決化石能源大規(guī)模制氫的痛點(diǎn)？

　　大規(guī)模制氫遠(yuǎn)離消費(fèi)側(cè)

　　隱形成本高存在“棄氫”風(fēng)險(xiǎn)

　　“就像此前我們大規(guī)模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)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(lái)也可能出現(xiàn)‘棄氫’。”廣東合即得能源科技有限公司董事長(zhǎng)向華認(rèn)為，目前國(guó)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(duì)成熟，但生產(chǎn)端的氫和消費(fèi)端的氫卻是兩個(gè)概念。”

　　“單就運(yùn)費(fèi)而言，每公斤氫氣從制備完成到最終送達(dá)消費(fèi)者，其中的運(yùn)輸成本在25元以上。”向華指出，運(yùn)費(fèi)成本在氫氣銷售價(jià)格中占比已經(jīng)很高。

　　不僅如此，澳大利亞國(guó)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)劉科強(qiáng)調(diào)，從生產(chǎn)端到消費(fèi)端的運(yùn)輸環(huán)節(jié)，氫氣的安全隱患更不容忽視。“氫氣是分子最小、最容易泄漏的氣體，近百年來(lái)，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(huì)引起爆炸。露天環(huán)境相對(duì)安全，但如果在地下車庫(kù)發(fā)生泄漏爆炸，可能導(dǎo)致毀滅性后果。”

　　“甲醇制氫就是甲醇和水通過(guò)催化重整制氫，然后通過(guò)燃料電池發(fā)電。在車用場(chǎng)景下，簡(jiǎn)單說(shuō)就是一邊把液體甲醇加進(jìn)去，另一邊就可以直接轉(zhuǎn)換成氫能，然后發(fā)電驅(qū)動(dòng)汽車。”向華強(qiáng)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(chǔ)存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，屬于微型制氫裝置，離消費(fèi)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(guò)程綜合效率

　　“其實(shí)我們?cè)谶M(jìn)軍氫能領(lǐng)域的時(shí)候做過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的市場(chǎng)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(dòng)力來(lái)源，如果再通過(guò)一個(gè)制氫環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換多了一步，能量一定就會(huì)有損失。”國(guó)內(nèi)某涉足氫能開(kāi)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(zhǎng)期思考過(guò)的問(wèn)題。”對(duì)于質(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(guò)程中，煤炭、天然氣要運(yùn)輸，而甲醇作為液體燃料，它的運(yùn)輸要比固態(tài)和氣態(tài)運(yùn)輸更加便捷、經(jīng)濟(jì)。綜合權(quán)衡，甲醇制氫是在制造過(guò)程中能量有所損耗，而其他方式則是在運(yùn)輸環(huán)節(jié)損耗。”

　　“甲醇制氫過(guò)程中有能量損耗，但其他制氫方式同樣有損耗。”劉科指出，加氫站中的氫氣要經(jīng)過(guò)壓縮才能提高能量密度，壓縮后用于存儲(chǔ)氫氣的容器也需要采用價(jià)格高昂的碳纖維制成。“這一系列過(guò)程中本身就存在很多能量損耗。”

　　在車用場(chǎng)景下

　　直接利用甲醇燃料或更現(xiàn)實(shí)

　　“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(shí)用性角度來(lái)說(shuō)是個(gè)不錯(cuò)的選擇。”但具體到車用動(dòng)力上，劉科指出，現(xiàn)階段，直接利用甲醇驅(qū)動(dòng)或許是更為合理的選擇。

　　“甲醇在汽油機(jī)中采用點(diǎn)燃方式是可以使用的，雖然效率有限，但我們通過(guò)一定的技術(shù)手段讓甲醇可以采用壓燃方式在柴油機(jī)中使用，那么效率就會(huì)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。”

　　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(jī)車一步步發(fā)展的過(guò)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(lái)。比如我們現(xiàn)在一個(gè)加油站有六個(gè)汽油罐，慢慢發(fā)展以后可能是四個(gè)汽油罐、兩個(gè)甲醇罐，循序漸進(jìn)，人類幾萬(wàn)億美金投資建立起來(lái)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。”

　　“在這一階段，如果燃料電池的研究取得了突破性的進(jìn)展，成本實(shí)現(xiàn)有效降低，那么屆時(shí)再去發(fā)展燃料電池汽車才是水到渠成。”（■本報(bào)記者 姚金楠）