甲醇重整燃料电池汽车是创新?还是氢能源的阻碍?
来源:宝鄂实业
2019-08-19 13:38
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由此可知,甲醇重整燃料电池就是将制氢的过程从工厂移到了汽车上,直接制造氢气提供给燃料电池使用。加氢站网络有建设及运营费用高昂,建设时间长,法规程序复杂的缺点,甲醇重整仅需要在加油站的基础上增加甲醇加注功能,设备更换成本低,操作方便,相关法规完善,可谓优势明显。
从甲醇制备过程看,目前主流的方法是一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇,也就是说,制备甲醇的过程中本身就需要氢气。
氢能电池的反对者钢铁侠马斯克认为“氢不是高效的储能机制。燃料电池不到普通太阳能发电效率的1/4,氢是一种可怕的能量存储机制。”换句话说,把电做成氢,再把氢换成电是个很浪费的事情。按照马斯克的理论,甲醇重整制氢的浪费将“更上一层楼”,因为氢燃料电池仅仅是“电-氢-电”,但甲醇重整燃料电池却是“电-氢-甲醇-氢-电”,更加复杂。这样折腾的过程,必然伴随着巨大的能量损耗,电能并非无限,依然是一种需要节约的东西。由于能量的浪费,根据不同的测算方法,甲醇重整氢气成本甚至在3元/立方以上,对比集中式的煤制氢等方法,价格较贵。
重整过程得到的氢气包含CO等有毒气体,需要提纯并降温(从超过200°C降到约80°C),这需要额外的设备,加上甲醇有腐蚀性,存储装置和管路需要特殊处理,也是额外的成本。
综合来看,甲醇重整燃料电池汽车有利有弊,在技术路线可行的情况下,甲醇重整的成本和昂贵繁杂的加氢站网络建设成本对比似乎可以更让人容易接受。
那么,甲醇重整技术真的可以用来替代加氢站网络吗?
推广氢燃料电池可以配合国家清洁能源革命,实现能源的多元化和低碳化,氢燃料电池汽车仅仅是氢能走向终端消费的一个重要分支和突破口,是快速把氢从工业化工产品向能源产品转变的一个重要落地应用。欧阳明高提出能源革命“五大支柱”里,氢气和汽车占据了重要的地位。“五大支柱”分别是:
支柱一,向可再生能源转型(尤其是发电);
支柱二,将建筑变为微型发电厂;
支柱三,用氢气、电池等技术储存间歇式能源;
支柱四,发展能源(电能)互联网技术;
支柱五,电动汽车成为用能、储能并回馈能源终端。
氢燃料电池汽车是汽车电动化的一个技术方向,在电动汽车续航里程有限、续航补充速度受限的情况下,燃料电池汽车是重要的补充和另外的选择。推广氢燃料电池是汽车也是推广清洁能源,是摆脱汽车对化石能源的依赖,根绝汽车尾气污染的重要手段。然而,甲醇重整燃料电池汽车在带来使用便利的同时,却重新带来了碳排放和尾气问题,甲醇重整制氢将排放出CO2。这样的技术手段,违背了使用氢能源的初衷,着实有一种为了使用燃料电池而使用燃料电池的意思在里面。
重要的是,氢能社会建立在氢气储运网络之上,燃料电池汽车的推广能够大范围促进加氢站网络的建设和氢气运输网络的建立。甲醇重整燃料电池一定程度上会影响加氢站的建设和示范运营,表面上能够提高了便利性,加快了燃料电池汽车的推广速度,实际上却是延缓了整体氢能网络的建设。
在中国,氢燃料电池汽车的推广还一个更为重要的意义。由于对易燃易爆危险化学品的管控,氢气运输一直被限制在20MPa,因此氢气在能源和化工中一直得不到有效的应用。化工行业希望能够借助燃料电池汽车的风口,打开氢气运输的限制,从而推广氢气在化工上的应用。这个限制若能打开,全国可以出现多个氢能源运输网络,降低氢能运输和使用成本。