鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年11月30日
氫能:21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?/h1>
一直以來,氫能都被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础kS著近幾年氫能應(yīng)用技術(shù)發(fā)展逐漸成熟,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到了世界各國的廣泛關(guān)注,美國、日本、德國等發(fā)達國家相繼將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提升到國家能源戰(zhàn)略高度。2016年國家發(fā)改委、國家能源局等聯(lián)合發(fā)布了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016—2030年)》,標(biāo)志著氫能產(chǎn)業(yè)已被納入中國國家能源戰(zhàn)略。
眾所周知,氫能可廣泛應(yīng)用于燃料電池車輛、發(fā)電、儲能,也可摻入天然氣用于工業(yè)和民用燃氣。氫能作為清潔的二次能源,能夠部分替代石油和天然氣,成為能源消費的重要組成部分。然而,目前氫能行業(yè)的發(fā)展依然面臨著四大難題:一是需要具備豐富的氫源,二是常溫高壓下氫的儲存及運輸問題,三是廉價、高效、長壽命的燃料電池,四是需要充足的基礎(chǔ)設(shè)施。因此,如何更好地開發(fā)和利用氫能,成為當(dāng)下最為緊迫的課題。
11月13日,由中國高科技行業(yè)門戶OFweek維科網(wǎng)、高科會主辦,OFweek氫能網(wǎng)承辦的“OFweek2018中國氫能行業(yè)高峰論壇”在深圳隆重舉行。借此時機,OFweek氫能網(wǎng)特意采訪了中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)可持續(xù)能源實驗室主任、國家特聘教授程寒松博士,就有機液體儲氫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)進步、未來氫能和燃料電池的市場前景等行業(yè)熱點問題進行了深入的交流與探討。
儲氫技術(shù)市場化技術(shù)優(yōu)勢顯現(xiàn)
目前,從國內(nèi)發(fā)展情況來看,大量工業(yè)副產(chǎn)氫和未上網(wǎng)的電,以及價格合理、長壽命燃料電池的出現(xiàn),已經(jīng)解決了氫能經(jīng)濟發(fā)展中的兩大挑戰(zhàn),接下來需要處理好氫能儲運和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)層面的問題。而基礎(chǔ)設(shè)施在很大程度上依賴于氫的儲存和運輸方式,因此解決好以常溫常壓、安全、高效、廉價的液態(tài)儲氫技術(shù)為代表的氫能利用的關(guān)鍵技術(shù)具有重大的現(xiàn)實意義。
而在實現(xiàn)儲氫技術(shù)市場化應(yīng)用上,程寒松向OFweek氫能網(wǎng)表示:“目前還很難去量化市場化指標(biāo)。大家知道,如果想要達到初步實現(xiàn)的構(gòu)想,那么一座城市就至少需要幾百輛在運營的氫燃料電池車。然而,據(jù)國內(nèi)的實際情況反饋,高壓氫根本不能進到市內(nèi),極大地限制了其應(yīng)用。但是,如果我們采用液體有機儲氫和運氫就沒有這個問題,會非常安全。要實現(xiàn)儲氫技術(shù)市場化,就必須率先解決加氫站的問題。”
同時,程寒松進一步介紹說,相較于高壓氣態(tài)儲氫、低溫液化儲氫技術(shù)以及其他化學(xué)儲氫技術(shù),有機液體儲氫技術(shù)有幾個非常重要的優(yōu)勢:
首先,有機液體儲氫技術(shù)體積儲氫量密度比高壓氫要高。700個大氣壓下每升含氫量只有39克。中國目前采用的是350個大氣壓,每1升含20克氫。深冷液化到-253℃,每1升含70克氫。而我們這個有機液體儲氫技術(shù)可以實現(xiàn)在常溫常壓下每1升含氫近60克,所以它的儲氫量是非常高的。
其次,有機液體儲氫能夠跟現(xiàn)有加油站等基礎(chǔ)設(shè)施完美匹配,只需要對現(xiàn)有加油站進行少量改造,就可以快速改造成一個加氫站,煉油廠就可以變成做氫油的工廠。實際上,用有機液體儲氫技術(shù)要做事情就是現(xiàn)在中石化、中石油正在做的事情。
其三,有機液體儲氫技術(shù)可以有效降低成本,能耗較低,并且運輸十分安全方便。
當(dāng)然,對于有機液體儲能技術(shù)而言,目前的最大問題是要在汽車上給它施加200℃的溫度使氫釋放出來。那么,這樣的溫度從哪來呢?由于燃料電池廢熱品質(zhì)太低,只有70度,很難把70度變成200度。所以,這就需要做好兩件事情:其一就是把燃料電池工作溫度提高,從而利用廢熱就可以把氫釋放出來;還有一種方式,就是讓氫油直接在燃料電池的膜電極上反應(yīng),打斷碳氫鍵,氫直接進入燃料電池,產(chǎn)物就是儲油和電,這個就是最終的解決方案。
有機液體儲氫技術(shù)沒有主要技術(shù)障礙
就目前國內(nèi)外有機液體儲氫技術(shù)應(yīng)用而言,程寒松介紹說,以日本為例,早期由日本政府主導(dǎo),8個部門一起協(xié)作,諸多知名公司如日本巖谷、豐田等都在積極參與。他們也希望采訪液體有機儲氫的方式來儲氫和運氫。不過,他也向OFweek氫能網(wǎng)編輯坦言:“有機液體儲氫方式跟所選擇的儲氫載體和催化劑有關(guān),而目前日本選用的載體不是很好,氫很容易加上去,而氫脫出來就非常困難。德國的有機液體儲氫技術(shù)也遇到日本類似的問題。”當(dāng)然,歐洲跟日本都在不斷探索和發(fā)展。
程寒松認為,目前來說,有機液體儲氫技術(shù)要進行大規(guī)模推廣發(fā)展其實并沒有特別大的技術(shù)障礙,最大的阻礙可能就是人們對它的認識不足。雖然目前大都采用的是高壓儲氫,豐田也是高壓儲氫,但是從技術(shù)上來看,應(yīng)用有機液體儲氫技術(shù)應(yīng)該沒有主要的技術(shù)障礙。
在談到氫能行業(yè)缺乏標(biāo)準(zhǔn)之時,程寒松說道,“目前高壓氫國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有了,但是有機液體儲氫標(biāo)準(zhǔn)還沒有。我們的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已經(jīng)做了一些團體標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在正與中汽研、國家標(biāo)委會在探討合作,來做有機液體儲氫的標(biāo)準(zhǔn),這有利于有機液體儲氫技術(shù)的應(yīng)用推廣。”
技術(shù)領(lǐng)先氫陽能源走在時代前列
目前,氫陽能源在有機液體儲氫技術(shù)方面已經(jīng)走在了行業(yè)前列。那么,氫陽能源在有機液體儲氫技術(shù)方面具備哪些優(yōu)勢,發(fā)展如何呢?
程寒松向OFweek氫能網(wǎng)編輯表示,目前氫陽能源是國內(nèi)唯一一家做有機液體儲氫的公司。雖然利用有機產(chǎn)品如甲醇產(chǎn)氫的公司也有,但這種儲氫是不可逆的儲氫技術(shù),而氫陽能源是可逆的儲氫技術(shù)。也就是說,氫陽能源所使用的載體并不被消耗,儲進去放出來,它還能再用,可以反復(fù)使用。
據(jù)他介紹,目前氫陽能源公司的這項技術(shù),在世界范圍內(nèi)都是最領(lǐng)先的。德國近年來也在開發(fā)有機儲氫技術(shù),而且今年獲得了“總統(tǒng)科技創(chuàng)新獎”的提名。但是,德國的技術(shù)脫氫溫度要達到300多度,脫氫速度也比較慢,而且還需要用鉑來做催化劑。而氫陽能源脫氫溫度只需要200度,速度也比他們快20-30倍。在脫氫設(shè)備方面,同樣優(yōu)勢也很明顯。
國內(nèi)氫能和燃料電池市場元年開啟?
談到“2018年是否是國內(nèi)氫能和燃料電池元年?”這一話題時,程寒松說道:“說到元年,很多人都這樣認為,我覺得也可以這樣說。但是,目前中國應(yīng)該要做的其實是不要太分散。實際上很多人都對氫能市場抱有熱情,都在做,但是一哄而上不一定是件好事。”如果前期投入過熱,以致把整個行業(yè)弄亂了,就會導(dǎo)致行業(yè)資源分散,各種弊病就顯現(xiàn)出來了。
他進一步地介紹說,目前國內(nèi)市場很好,政策上也特別支持。有些地方政府禁止燃油卡車進入市區(qū),未來甚至燃油船也可能被禁止在江和湖里走。而如果用氫油的方式,整個架構(gòu)跟現(xiàn)在的基礎(chǔ)設(shè)施是一樣的,做起來既方便又快捷。現(xiàn)在所有的基礎(chǔ)設(shè)施都有,如果把國內(nèi)大量不能上網(wǎng)的電和不能用的工業(yè)副產(chǎn)氫利用上去,將是一件了不起的事情。
程寒松認為,未來中國的氫能和燃料電池市場發(fā)展會逐漸跟世界水平接近。跟電動汽車一樣,中國將成為燃料電池應(yīng)用最多的國家。至于技術(shù)水平是否最高,現(xiàn)在還很難說,完全取決于其消納能力。從自身與國外公司接觸來看,國外相對比較開放一些,因此可以把國外一些好的技術(shù)吸納進來,相信未來中國的燃料電池行業(yè)還是可以發(fā)展得非常健康的。
燃料電池PK鋰動力電池,誰主沉浮?
對于燃料電池汽車與市場主流鋰動力電池汽車未來發(fā)展前景,程寒松認為,大規(guī)模動力鋰電池可能對電網(wǎng)造成很大的沖擊。例如在深圳,如果10%的汽車同時在充電,這對電網(wǎng)造成怎樣的沖擊是可以想象的,更何況如果是50%怎么辦呢?電網(wǎng)可能根本承受不了。可以看出,純電動鋰電池車目前看來只是過渡,未來一定是燃料電池和鋰電池的“電電混合”。換句話說,就是以燃料電池為主,以鋰電為輔。
他進一步解釋說:“燃料電池有一大特點,如果輸出功率總是起伏變化,壽命會下降。而如果能夠使燃料電池比較平穩(wěn)地輸出功率,那么燃料電池壽命會長。但這個時候,如果啟動加速怎么辦呢?這就可以用鋰電池來輔助。所以說這兩者電電混合的話,效率會變得非常高,使用壽命也會很長。”