以甲醇為原料，水氫機拉開產業化序幕

澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學清潔能源研究院院長劉克博士與多位專家院士一起進入國際歐亞科學院中國科學中心“大灣區水與氫科學院”，剛剛落戶東莞。新成立的“大灣區水利氫能科學研究院”是由“上海和基德動力氫機械有限公司”、“廣東和基德能源科技有限公司”等單位聯合成立的。

劉可彎下腰仔細看了看上海和德、廣東和德研發生產的“水氫機”。它是一種利用甲醇-水原料進行催化重整，實時生產氫氣，然后利用氫氣通過燃料電池發電的機器。幾年前，它仍被稱為“醇氫發動機”，并在2016年上海和積德注冊了全類“水氫”商標后被命名為“水氫發動機”。十多年前，劉科在美國研究氫燃料電池。回國前，他擔任通用電氣全球研發中心首席科學家，曾在聯合技術等知名跨國公司工作；回國后，歷任北京低碳清潔能源研究院副院長、首席技術官，神華研究院副所長。現就職于深圳南方科技大學。2013年，他領導了全球首個用于驅動燃料電池汽車的車載汽油制氫裝置的開發和演示。他連續三年擔任國際氫與燃料電池峰會主席，主持了多個項目，包括第一個商業化的微礦物分離裝置和第一臺100%甲醇燃燒的柴油發動機。面對“水氫發動機”，劉科可以說是“開門能手”，因為他親身參與并見證了美國等發達國家在氫能上斥巨資的歷程，既有成功的經驗教訓，也有失敗的經驗教訓。他看了看“水氫汽車電池”，它有一個為電動汽車充電的電腦殼那么大；我看到了為通信基站提供電力的水氫發電機；我看到了一個直接為電動汽車充電的水氫充電站；特別是在看了安裝在汽車上的水氫動力模塊，該模塊將甲醇-水重整高度集成到氫氣和燃料電池發電中，可以直接為電動汽車提供動力后，我們詳細詢問了相關技術指標

劉科告訴記者，十多年前，他帶領聯合技術公司的一個團隊開發了世界上第一輛由在線汽油轉化為氫氣驅動的燃料電池汽車。汽車仍然充滿汽油，汽油與空氣中的氧氣和燃料電池釋放的水蒸氣反應產生氫氣。氫被用來驅動燃料電池。他說，通過汽油的在線轉化生產氫氣比通過甲醇的在線重整生產氫氣困難得多，因為汽油含有硫。此外，汽油的轉化溫度為850℃，甲醇為300℃，甲醇比汽油清潔得多。汽油在線制氫技術是十多年前發展起來的，沒有理由不能實現甲醇在線轉化。但為什么當時沒有使用甲醇呢？由于“頁巖氣革命”沒有發生，天然氣成本高，導致甲醇成本過高。在廣東和澤德公司，劉科看到了他長期倡導的甲醇制氫發電技術路線的完整系列產品。他表示，這將是氫能應用“最可靠”的方向。劉科緊緊抓住“水氫機器”發明者向華的手！這可能是對甲醇制氫發電技術路線發展過程的一個值得注意的把握！

記者向劉可詢問，目前主流的大規模制氫技術，壓縮、儲存、運輸氫氣，然后利用加氫站進行加氫，前景如何？很明顯，劉科對這個問題已經思考了很長時間。他說，加氫站的氫氣被壓縮了700公斤。氫是世界上體積能量密度最低的物質，只有壓縮才能增加其能量密度。700公斤的壓縮是什么概念？汽車輪胎的壓力只有5-6公斤。目前，車載儲氫罐使用的碳纖維材料價格昂貴，在氫氣壓縮過程中可能會出現損失，這是全球業界的共識。此外，氫氣是最小的分子，也是最容易泄漏的氣體，氫氣是世界上爆炸范圍最廣的氣體。不到4%是安全的，超過73%只著火不爆炸，4%到73%在遇到火星時爆炸。因此，在大量汽車停放在地下停車場等封閉空間的城市中，罐裝氫氣不適合作為公眾廣泛使用的能源。在露天空間，氫氣泄漏不是問題。一旦發生泄漏，它就會沖向天空，給司機和乘客足夠的時間逃生；

但在地下室這樣的封閉空間里，如果一輛氫罐車泄漏，十幾輛電火花車就會爆炸。如果地下室里有很多氫罐車，整個建筑都會被摧毀。有人說氫罐是安全的，但氫罐和燃料電池之間總是有一個連接點。如果有任何連接點泄漏，將會發生災難。最近發生在韓國的儲氫罐爆炸和挪威的加氫站爆炸都是由于這些原因。因此，劉科建議立法禁止氫罐車在地下車庫停車。另一個困難是加氫站的建設。劉科是美國能源部加氫站的項目負責人。在美國設計加氫站時，要求有安全距離，在一定范圍內不得有住宅。如果我們在深圳建造一個每天可供應300輛汽車的加氫站，按照今天的安全標準，加氫站將需要大約8英畝的土地。深圳將每英畝花費1億元建造一個加氫站，未來地價將不夠。如果在半小時車程外的郊區建一個加氫站，來回加氫需要一個小時，那么沒有人會買這輛車。自20世紀90年代以來，美國的氫能和燃料電池技術已經消耗了數百億美元，但并沒有通過儲氫路線解決這些問題。在中國氫能非常火熱的時候，一方面到處燒錢，另一方面氫能的整個系統工程還沒有完全理解，這很容易導致產業發展的戰略方向出現偏差。記者還問劉科，既然你認為甲醇是制氫的最佳原料，那么甲醇的成本和來源可靠嗎？劉科表示，甲醇是目前世界上最好的制氫材料，得益于“頁巖氣革命”。2010年，世界突然發現了200年都用不完的天然氣，美國的天然氣價格從1700萬英熱單位暴跌至150萬英熱，目前平衡在3美元左右。天然氣是生產甲醇的最佳原料，比煤制甲醇便宜，這意味著世界上仍有200年的甲醇無法用完。現場將天然氣轉化為甲醇的成本僅為每噸750元。此外，從運輸的角度來看，固體和氣體都是不可接受的。液體燃料始終是人類運輸的首選能源。液體燃料可以在陸地上通過管道運輸，跨海運輸成本低，并且可以在儲罐中長期儲存。

說到這里，向華博士興奮地插話道， “劉院士提到了這兩點，這是我改名為‘水氫機’的重要原因。有必要明確區分罐氫的技術路線。當時，向華提出與劉克院士團隊合作，進一步提高甲醇在線制氫技術在驅動燃料電池中的應用各種各樣的領域。今年，國家有關部委已出臺文件，將甲醇作為清潔能源的主要方向。為了加快水和氫發動機的產業化，上海和積德致力于打造水和氫制造平臺。以甲醇為原料的水氫發動機產業化已經悄然開始，山東渭河年產10萬套AH7500水氫動力模塊項目即將建成。在劉克院士和國際歐亞科學院專家院士的大力支持下，水氫發動機的產業化將加速推進，中國氫能產業化的第一個曙光將從此升起。

標簽：北京世紀大眾發現

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