用甲醇作氫氣載體拉開氫能產(chǎn)業(yè)化序幕

劉科　澳大利亞國家工程院外籍院士

　　當(dāng)前，氫能正趕上前所未有的發(fā)展勢頭，逐漸成為清潔、安全的未來能源的重要組成部分。

　　早在20多年前，我在美國聯(lián)合技術(shù)公司（UTC Fuel Cell）工作時，就帶領(lǐng)UTC、尼桑和殼牌石油三大跨國公司的工程師團(tuán)隊，耗資近一億美元研發(fā)經(jīng)費(fèi)，做出了全球第一輛“車載汽油制氫的燃料電池汽車”。

　　盡管氫能目前很熱，但氫氣并不適合做能源載體。

　　一是因為氫氣是世界上體積能量密度最小的物質(zhì)，只有靠壓縮才能提高能量密度。加氫站把氫氣壓縮到350公斤或700公斤的高壓儲罐里；這么高壓力的車載儲氫罐，因鋼材太重，只好用碳纖維，而碳纖維價格很高；并且在壓縮氫氣的過程中，本身就會損耗很多能量。

　　二是因為氫氣是最小的分子，是最容易泄漏的氣體。多年來，大多數(shù)煉油廠事故都是源于氫氣泄漏。

　　三是因為氫氣是爆炸范圍最廣、擴(kuò)散最快的氣體。在露天情況下，氫氣泄漏問題不大，一旦泄漏就會沖上天。但在封閉空間，它會迅速擴(kuò)散、爆炸；目前國內(nèi)規(guī)定大型高壓儲氫罐車不允許過隧道，就是擔(dān)心在隧道內(nèi)泄漏爆炸。因此，對于北上廣深這種大量汽車停在地下停車庫封閉空間的城市來說，罐裝氫氣不適合成為廣泛使用的能源。

　　四是建加氫站也有困難。因為氫氣的易燃易爆特性，加氫站在設(shè)計的時候要有一個安全距離，它要求在一定的范圍內(nèi)不能有居民樓。以深圳為例，在市里建一個日供300輛左右燃料電池汽車的加氫站約需6~8畝地，而深圳1畝地約1億元，一個加氫站，僅地價就6億至8億元，根本就不劃算。如果把加氫站建在郊區(qū)，也沒有多少人來回跑那么遠(yuǎn)去加氫。

　　不過，隨著“頁巖氣革命”的到來，這一切都發(fā)生了改變。

　　頁巖氣革命前，美國的天然氣最高曾達(dá)17美元每百萬英熱單位，“頁巖氣革命”的到來使其迅速下跌至1.5美元每百萬英熱單位，現(xiàn)在平衡到2.5～3美元左右。而且，由頁巖氣革命探明的全世界天然氣儲量，200年也用不完。

　　天然氣是制備甲醇最好的原料，比煤制甲醇更便宜。全世界有200年用不完的天然氣，也就意味著有200年用不完的甲醇。我們可以就地把天然氣轉(zhuǎn)化成甲醇，在天然氣便宜的地方，甲醇每噸成本不到750元。

　　從運(yùn)輸方面來講，與固體、氣體相比，液體燃料當(dāng)屬首選。因為，在陸地上可以用管道運(yùn)輸，即使跨海輸送，成本也很低，而且還可以在儲罐里長期儲存。比如，海運(yùn)一船汽油從休斯敦到大連港，售價為7元一升，運(yùn)費(fèi)每升不到0.07元。

　　從另一方面來說，甲醇在線重整制氫的難度要比汽油在線轉(zhuǎn)化制氫的難度小得多。因為汽油轉(zhuǎn)化溫度為850℃，甲醇只有300℃多，并且甲醇中沒有硫，比汽油干凈得多。

　　十幾年前，我們就實現(xiàn)了汽油在線轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)，現(xiàn)在沒有理由做不成甲醇在線轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)。

　　這幾年，我們與一些企業(yè)合作，在劣質(zhì)煤制甲醇、甲醇制氫等方面取得了很大的進(jìn)步，用甲醇作為氫氣的載體，儲運(yùn)成本大降，和燃料電池結(jié)合大有可為。（本報記者王之康采訪整理）