氫燃料電池離我們還有多遠(yuǎn)？

　　當(dāng)前，多地地方政府布局氫能小鎮(zhèn)，將氫經(jīng)濟(jì)作為戰(zhàn)略優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)并全力推動(dòng)。一些企業(yè)也瞄準(zhǔn)時(shí)機(jī)轉(zhuǎn)型，朝氫能“撲了上去”。氫能作為一種綠色、清潔、無污染的新能源，在地方政府、資本與企業(yè)的合力下，氫能源領(lǐng)域投資呈現(xiàn)遍地開花之勢(shì)。那么，氫能源領(lǐng)域投資熱點(diǎn)——氫燃料電池離我們生活還有多遠(yuǎn)？中國(guó)化工報(bào)記者對(duì)此進(jìn)行了采訪。

 

 

　　燃料電池的氫氣來源主要有天然氣制氫、煤制氫、甲醇制氫和電解水制氫等路線。這些路線在技術(shù)成熟度、成本方面表現(xiàn)各異。

 

　　北京低碳清潔能源研究所氫能研發(fā)部經(jīng)理何廣利表示，目前受技術(shù)限制，電解水制氫方式無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，無法滿足燃料電池汽車的需求。天然氣制氫可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，但天然氣價(jià)格波動(dòng)劇烈，對(duì)企業(yè)制氫有較大影響。而煤制氫的工藝成熟，是當(dāng)下主流制氫方式。

 

　　中國(guó)工程院院士、神華集團(tuán)科技發(fā)展部總經(jīng)理顧大釗介紹，煤制氫每千克氫氣生產(chǎn)成本8元多，每千克氫氣的生產(chǎn)會(huì)排放出16千克二氧化碳，加上捕捉和封存這些二氧化碳的費(fèi)用，煤制氫綜合成本在大概在12元~13元/千克氫。深圳伊騰得新能源有限公司高級(jí)工程師陳剛告訴記者，甲醇重整制氫，氫氣的完全成本大概每千克也在10元以上。

 

　　中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員衣寶廉表示，目前我國(guó)焦?fàn)t煤氣、合成氨、甲醇、氯堿等行業(yè)每年副產(chǎn)氫近千萬噸。衣寶廉表示，要采用副產(chǎn)氫或棄風(fēng)等電解水制氫，生產(chǎn)加上運(yùn)氫費(fèi)用，每千克氫的費(fèi)用在20元左右；即使考慮加氫站的折舊費(fèi)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)，也不會(huì)高于30元/千克。轎車使用一千克氫可運(yùn)行100千米，這與6~7升油相當(dāng)，按現(xiàn)在的油價(jià)需40~45元。因此在我國(guó)有大量副產(chǎn)氫的優(yōu)勢(shì)下，燃料電池車大規(guī)模示范運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有極大優(yōu)勢(shì)和盈利條件。

 

 

　　產(chǎn)氫與用氫不在同一地方，將氫儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)接脷涞攸c(diǎn)——加氫站，是燃料電池車大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

 

　　氫氣是世界上已知的密度最小的氣體，一個(gè)中型燃料電池轎車運(yùn)行500千米約需6千克氫作為燃料，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，這些氫氣的體積與車身的體積相當(dāng)。由于體積過大，不能滿足應(yīng)用，因此需提高氫的儲(chǔ)存密度。理想的儲(chǔ)氫方式不僅要求高儲(chǔ)氫密度，而且要求快速吸、放氫，在3~5分鐘內(nèi)完成車載充氫，同時(shí)還要求使用壽命長(zhǎng)、安全性能好、價(jià)格成本低。目前，壓縮儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫是比較主流的方式。我國(guó)主要是高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫，儲(chǔ)氫壓力主要有35兆帕和70兆帕兩個(gè)等級(jí)，即便加壓，容器中氫氣重量也非常有限，一輛載重35噸的氫氣運(yùn)輸車，其容器中氫氣的重量只有幾百千克，運(yùn)輸效率較低。同時(shí)，由于氫氣在儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中需要進(jìn)行壓縮或液化，耗能非常高。這些都使投資成本大幅增長(zhǎng)。加上氫氣本身具有危險(xiǎn)性，不適宜長(zhǎng)期儲(chǔ)存。何廣利認(rèn)為儲(chǔ)存與運(yùn)輸成本高且存在安全隱患，成為了氫能源利用的一個(gè)關(guān)鍵瓶頸。除此之外，液態(tài)儲(chǔ)氫能量密度高，但由于氫的臨界溫度極低，液化氫氣需深冷至-253℃以下，液化過程中需要消耗氫氣本身能量的30%，液態(tài)氫會(huì)“吸收”金屬容器生成氫化物，降低氫氣的純度，由于“氫脆”作用的存在，需要使用特殊材料，成本大大上升。中國(guó)工程院院士曹湘洪認(rèn)為，當(dāng)前壓縮儲(chǔ)氫、液化儲(chǔ)

 

　　氫技術(shù)與裝備研究的重點(diǎn)是承壓70兆帕和90兆帕氫氣瓶用的低成本碳纖維材料生產(chǎn)技術(shù)和氫氣瓶制造工藝及裝備技術(shù)，高壓氫氣瓶及液氫儲(chǔ)罐使用壽命檢測(cè)評(píng)估技術(shù)。

 

　　記者了解到，固態(tài)儲(chǔ)氫成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，就是利用氫氣與儲(chǔ)氫材料之間發(fā)生物理或者化學(xué)變化進(jìn)行氫氣儲(chǔ)存的一種儲(chǔ)氫方式。不過該類研究大多仍處于探索和改進(jìn)階段，對(duì)材料的規(guī)?；a(chǎn)以及循環(huán)利用還沒有系統(tǒng)深入的研究。

 

 

　　“現(xiàn)在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大的障礙之一是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。”佛山市副市長(zhǎng)許國(guó)說。

 

　　據(jù)了解，由于投資成本、安全、審批等多方面原因，與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)的加氫站布局和建設(shè)仍處于緩慢起步階段。有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，由于加氫站建設(shè)滯后，導(dǎo)致汽車制造商不愿意投資生產(chǎn)氫燃料電池車，因此造成惡性循環(huán)，影響燃料電池汽車商業(yè)化推廣。

 

　　不過，一種新模式的誕生，或許會(huì)助推加氫站建設(shè)。

 

　　近期，全國(guó)首個(gè)加氫加油合建站——廣東南海加氫加油合建站開建。中石化廣東石油分公司選定西樵樟坑（青龍）加油站和桂城吉祥加油站實(shí)施加氫加油合建站改造。將在原有加油站基礎(chǔ)上增設(shè)加氫功能，該合建站的合建形式為二級(jí)加油站與三級(jí)加氫站合建，合建后為一級(jí)加氫加油合建站。

 

　　在業(yè)內(nèi)人士看來，這種利用現(xiàn)有加油站改造為加氫加油合建站的建設(shè)模式，將是推進(jìn)加氫站建設(shè)最為快速、便捷和有效的途徑，也是我國(guó)加氫站建設(shè)全面趕超歐美和日本等最為現(xiàn)實(shí)的捷徑。

 

　　事實(shí)上，合建站在技術(shù)層面已經(jīng)不成問題，且已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。全國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員韓武林表示，中國(guó)已經(jīng)建立發(fā)布了22項(xiàng)氫能標(biāo)準(zhǔn)，特別是加氫站的標(biāo)準(zhǔn)、使用安全規(guī)范、技術(shù)規(guī)范、儲(chǔ)氫系統(tǒng)的安全規(guī)范都有，只要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行就可以保證安全。

 

　　從成本上看，在加油站基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)加氫裝置只要500萬元，且不用重新規(guī)劃選址，而新建一座加氫能力大于200千克/天的加氫站費(fèi)用約為1000萬元。在氫能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化發(fā)展的早期，可實(shí)現(xiàn)”以油養(yǎng)氫、以油補(bǔ)氫“，并實(shí)現(xiàn)提前布局和搶占?xì)淠苜Y源的先機(jī)。同時(shí)，中石油、中石化也已意識(shí)到未來汽車的發(fā)展方向是清潔能源車輛，有內(nèi)在的積極性，站場(chǎng)原來的人員經(jīng)培訓(xùn)就可變成加氫站工作人員，有效降低人力成本。

 

　　有專家提出，也可以探索加油、加氫、充電“三合一”建站，學(xué)習(xí)和借鑒韓國(guó)在加氫站建設(shè)方面的經(jīng)驗(yàn)，試點(diǎn)和探索CNG/LNG加氣站改建加氫站，打造加氣站改建加氫站的示范項(xiàng)目。（記者 張興剛）

 

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)化工報(bào)