可燃冰或助推燃料電池汽車(chē)快速發(fā)展

我國(guó)首次海域天然氣水合物（俗稱(chēng)“可燃冰”）試采滿(mǎn)月了，來(lái)自中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局海域可燃冰試采平臺(tái)的信息顯示，截至6月10日14時(shí)52分，此次試采已連續(xù)產(chǎn)氣31天，總產(chǎn)氣量21萬(wàn)立方米，平均日產(chǎn)6800立方米。

石油對(duì)外依存度長(zhǎng)期居高不下是我國(guó)發(fā)展新能源汽車(chē)的重要因素之一。我國(guó)成功試采可燃冰，讓人們看到了能源安全威脅得到緩解的一絲曙光。在汽車(chē)行業(yè)，可燃冰帶來(lái)的話題效應(yīng)也在持續(xù)發(fā)酵。其中之一，便是可燃冰實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開(kāi)采后，是否能解決燃料電池汽車(chē)制氫短板。

■“應(yīng)用前景應(yīng)該比照天然氣”

中石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)劉朝全在《2016年國(guó)內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展報(bào)告》發(fā)布會(huì)上曾表示，2016年我國(guó)原油對(duì)外依存度上升至65.5%，2020年前可能超過(guò)70%，對(duì)我國(guó)能源安全構(gòu)成很大威脅。不僅如此，據(jù)了解，中國(guó)每年還要進(jìn)口大量的天然氣滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求。國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心研究員郭焦峰告訴《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者，這個(gè)數(shù)字達(dá)到300億立方米。

可燃冰試采成功“燃”起了希望。作為一種由水分子和氣體分子組成的類(lèi)冰狀籠形包合物，其外形酷似冰，能像固體酒精一樣被直接點(diǎn)燃，人類(lèi)還可以從中分離出甲烷。我國(guó)已探明的可燃冰儲(chǔ)量按當(dāng)前的消耗水平，可滿(mǎn)足近200年的能源需求。

廈門(mén)大學(xué)中國(guó)能源政策研究院院長(zhǎng)林伯強(qiáng)告訴《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者，可燃冰的成份與天然氣一樣，應(yīng)用前景應(yīng)該比照天然氣。

天然氣的價(jià)格比較便宜，在居民生活、發(fā)電供暖、化工及汽車(chē)燃料等方面都有較廣泛的用途。郭焦峰說(shuō)：“天然氣是一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質(zhì)，燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳少于其他化石燃料。國(guó)產(chǎn)天然氣價(jià)格大約1元/立方米（坑口價(jià)格），進(jìn)口天然氣的價(jià)格分為兩種，現(xiàn)貨價(jià)格大約1.5元/立方米，長(zhǎng)期協(xié)議價(jià)格大約2元/立方米。”

不過(guò)，我國(guó)可燃冰目前僅僅試采成功，離商業(yè)化開(kāi)采還有較長(zhǎng)的距離。林伯強(qiáng)認(rèn)為，可燃冰實(shí)現(xiàn)商業(yè)化開(kāi)采還需要10~20年，郭焦峰的觀點(diǎn)是需要10~15年。“汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是能源消耗大戶(hù)，現(xiàn)在離可燃冰商業(yè)化開(kāi)采還有一定時(shí)間，應(yīng)加強(qiáng)汽車(chē)使用可燃冰的研究，迎接可燃冰的大規(guī)模應(yīng)用。可燃冰的開(kāi)采成本低于2元/立方米，就將有商業(yè)價(jià)值。”郭焦峰對(duì)《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者說(shuō)。

■制氫是燃料電池短板之一

燃料電池汽車(chē)有諸多的優(yōu)點(diǎn)，是新能源汽車(chē)發(fā)展的終極目標(biāo)。同濟(jì)大學(xué)張智明博士告訴《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者，到目前為止，還沒(méi)有哪一項(xiàng)能源生成技術(shù)像燃料電池那樣將諸多優(yōu)點(diǎn)集于一身。

能效是衡量車(chē)輛能源利用率的重要指標(biāo)，燃料電池的能效比較高。燃料電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，不像傳統(tǒng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒產(chǎn)生大量廢氣與廢熱。目前，直接使用氫氣的系統(tǒng)效率超過(guò)50%，如果將燃料電池排放的廢熱加以回收利用，能量利用率超過(guò)85%。

此外，燃料電池還具有環(huán)境親和性。部分燃料電池會(huì)排放二氧化碳，但遠(yuǎn)低于燃燒汽油的排放量（約為其1/6）。氫燃料電池尾氣排放只有水，可真正做到無(wú)污染，無(wú)溫室氣體排放。燃料電池還有無(wú)火花、低噪聲、無(wú)廢棄物處理問(wèn)題、高機(jī)動(dòng)性等特點(diǎn)。

燃料電池汽車(chē)的前景十分美好，但全球僅有微不足道的幾千輛車(chē)輛運(yùn)行，催化劑、隔膜、儲(chǔ)氫、系統(tǒng)復(fù)雜性和制氫5大難點(diǎn)制約了其商業(yè)應(yīng)用。正如傳統(tǒng)汽車(chē)使用汽柴油一樣，驅(qū)動(dòng)燃料電池的氫氣來(lái)源是繞不過(guò)去的坎，成為制約燃料電池發(fā)展的短板之一。

■可燃冰制氫有工業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)

目前，氫氣的來(lái)源主要有化工尾氣回收、天然氣制氫、甲醇制氫和電解水制氫等幾種方式。“每一種制氫方法都有自己的應(yīng)用場(chǎng)景，需要根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)及用途，采用適當(dāng)?shù)闹茪浞绞健?rdquo;四川亞聯(lián)高科技股份有限公司董事長(zhǎng)王業(yè)勤向《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者表示。氣體設(shè)備網(wǎng)技術(shù)顧問(wèn)張強(qiáng)的觀點(diǎn)是：“主要根據(jù)氣量大小、純度要求以及氫氣的使用頻率選擇制氫方法。”

以往在化工行業(yè)，氫氣往往作為副產(chǎn)品排放到大氣中，從化工尾氣中回收氫氣的成本理應(yīng)比較低，事實(shí)卻并非完全如此。王業(yè)勤說(shuō)：“從焦?fàn)t氣中回收氫氣的成本大約為0.6元/立方米，相對(duì)比較便宜。但是，從氯堿化工中回收氫氣就會(huì)超過(guò)1元/立方米。”

化工尾氣中回收氫氣數(shù)量有限，無(wú)法滿(mǎn)足汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模需求。另外，燃料電池對(duì)氫氣的純度要求達(dá)到99.9%以上，否則催化劑容易“中毒”失去效能，化工尾氣中回收氫氣的提純成本不可忽視。張強(qiáng)表示：“純度為60%~80%的氫氣，習(xí)慣上稱(chēng)之為化工氫。化工氫需要提純，提純成本與氣體廠采用的工藝有直接關(guān)系，最后的銷(xiāo)售價(jià)格大約為1.7元/立方米，如果不是大規(guī)模采購(gòu)，價(jià)格會(huì)超過(guò)2.7元/立方米。”

甲醇燃料電池（DMFC）不需要通過(guò)加氫站補(bǔ)充氫氣，車(chē)載的甲醇分解出氫氣提供動(dòng)力，不過(guò)，這種燃料電池汽車(chē)沒(méi)有成為主流產(chǎn)品。“甲醇的最大用途是生產(chǎn)聚丙烯，用于制氫的甲醇數(shù)量占比很小。有些地方還用天然氣制造甲醇。”王業(yè)勤說(shuō)。張強(qiáng)告訴《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者，甲醇制氫的成本大約為1.8~2元/立方米。

電解水制氫在業(yè)內(nèi)被廣泛關(guān)注。許多人焦慮石油資源枯竭，地球上水資源豐富，電解水制氫不容易產(chǎn)生這種隱憂(yōu)。另外，電解水制氫只有一步，直接可得到純度高達(dá)99.999%的氫氣。

然而，電解水制氫的成本比較高，制約了大規(guī)模推廣應(yīng)用。張強(qiáng)告訴《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者，一立方米氫氣大約需要4.8度電，成本超過(guò)3元/立方米。電解水制氫還有一個(gè)問(wèn)題不能忽視，隨著時(shí)間推移，電解池的電阻會(huì)升高，電解氫的耗電量會(huì)增加，導(dǎo)致成本上升。電解池的電極大約3~5年需更換一次，費(fèi)用不低。

隨著天然氣的普及，天然氣制氫成為一個(gè)發(fā)展方向。王業(yè)勤稱(chēng)：“天然氣制氫的成本相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低，大約為天然氣價(jià)格除以2、再乘上1.2~1.3的系數(shù)。”

張強(qiáng)告訴《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者，天然氣制氫的價(jià)格一般低于1.5元/立方米（純度為99.9%），適合大規(guī)模工業(yè)化制氫，不過(guò)，生產(chǎn)工藝較長(zhǎng)，有四個(gè)步驟，脫硫、分解、增壓、純化。

一些業(yè)內(nèi)人士指出，可燃冰試采成功后，人們逐漸認(rèn)識(shí)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值及應(yīng)用前景，未來(lái)商業(yè)化開(kāi)采后或補(bǔ)齊燃料電池制氫短板。