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首页 >新能源

刘科院士:甲醇可作为氢能良好的液体载体

2022

/ 12/21
来源:

百人会氢能中心

作者:

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  11月23日,由中国电动汽车百人会和嘉兴市人民政府共同主办的2022中国(嘉兴)氢能产业大会在嘉兴市隆重召开。大会以“持续优化区域产业生态 开启氢能合作新篇章”为主题,在分享全球氢能产业最新政策和技术趋势的同时,重点就加强区域氢能产业生态建设,加强产业链合作和政策协同,打造跨长三角地区氢走廊,推动嘉兴市氢能产业示范等热点问题进行了深入讨论。在上午高层论坛上,澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学创新创业学院院长刘科受邀出席并发表主旨演讲,以下为嘉宾观点摘要。

  01 低廉的可再生能源电力是绿氢发展的基础

  氢能是可再生能源的良好载体。当前,风电、光伏发电等可再生能源电力价格日趋下降,为绿氢的规模化制取奠定了良好基础,这也是煤制氢等化石能源制氢将逐渐被替代的重要前提。例如,国电投在四川甘孜州挂出低至0.148元/度的光伏电,沙特的光伏发电成本可低至1美分(人民币约7分钱),这些地方都具备制取低廉绿氢的潜力。不过可再生能源发电的不确定性强,许多地区的全年光照时长较短,这些都是当前可再生能源发电存在的发展难题,也是绿氢规模化制取的主要挑战之一。

  02 液体是最佳的能源载体

  电动车与燃油车之争已存在上百年,人类最初选择燃油车的主要原因,一方面是能量密度和基础设施的问题,液体是最佳的能源载体,液体燃料的能量密度高,液体能源陆上可以通过管路输送,海上可以非常便宜地进行跨海输送,运输成本低廉以及便于长期储存;另一方面是量产成本与污染的问题,电池中使用的重金属(镍、钴、铅、镉等)易造成生态污染,而电池回收技术还有待进一步发展。在上百年的发展之下,目前人类已经建成遍布全球各地的液体燃料加注设施,如液体基础设施、管路、游轮、加油站等燃料运输和加能基础设施,从科学和经济的角度,应当充分利用人类已经投资数万亿美金建成的液体基础设施,用已建成的液体基础设施加注绿色燃料,尽量用一代基础设施来供未来三代汽车(内燃机、混合动力和燃料电池)使用,减少新一代交通工具将要付出的成本以及基础设施的建设时间。

  03 甲醇可作为氢能良好的液体载体

  氢是目前常见交通燃料中质量能量密度最高的燃料之一,但也是体积能量密度最低的燃料之一,从体积能量密度来看,氢并不是良好的能源载体。甲醇作为质量能量密度和体积能量密度相对较高的液体燃料,可作为氢能良好的液体载体,利用已有的运输管线、改造加油站,解决目前氢能运输和加注成本过高的产业痛点。另一方面,甲醇也是一项良好的长期储能技术,实现对不稳定可再生能源的长周期、跨区域储存。此外,甲醇等绿色燃料可以解决电动车和燃料电池汽车发展最大的问题:基础设施的土地成本问题和冬天续航问题。利用插电式绿色燃料混合动力替代电动车,可以解决电动车冬天充电难以及续航大幅下降,利用现有加油站改造升级为甲醇加注站,解决基础设施建设的土地成本问题以及缩短建设周期。

  04 碳税实施有助于甲醇产业的低碳化转型

  甲醇制取主要有传统甲醇合成工艺以及绿色甲醇工艺,前者指通过煤炭、天然气等传统化石能源作为原料,后者指通过绿氢(可再生电力水电解制氢)和碳源作为原料。在绿色甲醇工艺中,碳源可以来自生物质、城市垃圾和煤炭等,不同来源的碳源,产品甲醇的绿色程度也不尽相同。当碳源是生物质,产品甲醇的绿色能源构成为100%;当碳源是煤炭,产品甲醇的绿色能源构成为75%左右,具有一定的碳排放。传统甲醇合成工艺成本相对低廉,远低于柴油和绿色甲醇的用能成本,是当前主流的甲醇制氢路线。在贵阳,甲醇汽车已经得到市场化推广,1.7万辆的甲醇出租车、公共汽车、重卡已安全运行十年,节约大量的燃料费用。但在碳中和背景下,甲醇产业也面临着绿色低碳转型的需求,而且根据测算,未来当碳税实施之后,煤制甲醇的用能成本有可能翻倍,超过绿色甲醇的用能成本,不再具备良好的经济成本优势。可以说,碳税的实施将直接推动绿色甲醇工艺的发展进程,促进甲醇产业的低碳化转型。

初审编辑:

责任编辑:王宣淞

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