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澳大利亞國(guó)家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)清潔能源研究院院長(zhǎng)劉科博士，和幾位專(zhuān)家、院士走進(jìn)了剛剛落戶(hù)東莞的國(guó)際歐亞科學(xué)院中國(guó)科學(xué)中心“大灣區(qū)水氫科學(xué)院”。剛剛揭牌的“大灣區(qū)水氫科學(xué)院”是“上海合既得動(dòng)氫機(jī)器有限公司”“廣東合即得能源科技有限公司”等單位聯(lián)合成立的。
劉科俯下身去認(rèn)真看了上海合既得、廣東合即得公司研發(fā)生產(chǎn)的“水氫機(jī)”，這是一臺(tái)以甲醇水原料進(jìn)行催化重整即時(shí)制氫，然后氫氣通過(guò)燃料電池發(fā)電的機(jī)器。在幾年前的稱(chēng)呼還是“醇?xì)錂C(jī)”，命名“水氫機(jī)”還是在2016年上海合既得注冊(cè)了全類(lèi)“水氫”商標(biāo)之后。
劉科十幾年前就在美國(guó)研究氫燃料電池。回國(guó)前，曾任GE全球研發(fā)中心首席科學(xué)家，在UTC等著名跨國(guó)公司任職；回國(guó)后，先后任北京低碳清潔能源研究所副所長(zhǎng)兼首席技術(shù)官、神華研究院副院長(zhǎng)，現(xiàn)在深圳南方科技大學(xué)任職。2013年領(lǐng)導(dǎo)了全球第一套車(chē)載汽油制氫裝置用于驅(qū)動(dòng)燃料電池汽車(chē)研發(fā)和示范，曾連續(xù)3年任國(guó)際氫能與燃料電池峰會(huì)的主席，主持了第一個(gè)商業(yè)化的微礦分離裝置、第一臺(tái)100％燃燒甲醇的柴油機(jī)等多個(gè)項(xiàng)目。面對(duì)“水氫機(jī)”，劉科可謂“內(nèi)行看門(mén)道”，因?yàn)樗H自參與和見(jiàn)證了美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在氫能上花巨資走過(guò)的路，成功和失敗的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)兼有。
他看了電腦機(jī)箱大小為電動(dòng)車(chē)充電的“水氫車(chē)電寶”；看了為通信基站提供電源的水氫發(fā)電機(jī)；看了直接為電動(dòng)車(chē)充電的水氫充電站；特別是看了裝在汽車(chē)上以將甲醇水重整制氫與燃料電池發(fā)電高度集成并可直接為電動(dòng)車(chē)提供動(dòng)力的水氫動(dòng)力模塊，詳細(xì)詢(xún)問(wèn)了有關(guān)技術(shù)指標(biāo)……
劉科告訴記者，十幾年前，他在UTC帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了全球第一輛汽油在線(xiàn)轉(zhuǎn)化制氫驅(qū)動(dòng)的燃料電池汽車(chē)。車(chē)上加的還是汽油，用汽油和空氣中的氧及燃料電池釋放出的水蒸氣反應(yīng)來(lái)制氫，用氫氣推動(dòng)燃料電池。
他說(shuō)，汽油在線(xiàn)轉(zhuǎn)化制氫難度要比甲醇在線(xiàn)重整制氫難多了，因?yàn)槠椭杏辛颉Ａ硗?，汽油轉(zhuǎn)化溫度要850℃，甲醇為300℃，且甲醇比汽油要干凈得多。汽油在線(xiàn)制氫的技術(shù)，我們十幾年前就做成了，甲醇在線(xiàn)轉(zhuǎn)化制氫沒(méi)有理由做不成。但當(dāng)時(shí)怎么不用甲醇？因?yàn)?ldquo;頁(yè)巖氣革命”沒(méi)有發(fā)生，天然氣太貴導(dǎo)致甲醇的成本太高。
在廣東合即得公司，劉科看到了他提倡已久的甲醇制氫發(fā)電技術(shù)路線(xiàn)的完整系列產(chǎn)品。他說(shuō)，這將是氫能應(yīng)用“最靠譜”的方向。劉科緊緊地握住了“水氫機(jī)”發(fā)明者向華（上海合既得董事長(zhǎng)）的手！這大概是甲醇制氫發(fā)電技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展歷程中，值得記錄的一握！
記者向劉科問(wèn)道，當(dāng)前主流的大規(guī)模制氫并對(duì)氫氣進(jìn)行壓縮儲(chǔ)存和運(yùn)輸，再通過(guò)加氫站進(jìn)行加氫的技術(shù)路線(xiàn)前景如何？
劉科對(duì)此問(wèn)題顯然思考已久，他說(shuō)，首先加氫站的氫氣是經(jīng)過(guò)700公斤的壓縮氣體。氫氣是世界上體積能量密度最低的物質(zhì)，只有靠壓縮才能提高能量密度。700公斤的壓縮是什么概念？汽車(chē)輪胎的壓力才5～6公斤。目前車(chē)載儲(chǔ)氫罐用的碳纖維材料價(jià)格較高，且在氫氣壓縮過(guò)程中會(huì)有損耗，使用成本高是全球業(yè)界的共識(shí)。
另外，氫氣是最小的分子，是最容易泄漏的氣體，氫氣是世界上爆炸范圍最廣的氣體。低于4％是安全的，高于73％只著火不爆炸，4％～73％遇火星就爆炸。因此，在大量汽車(chē)停在地下停車(chē)庫(kù)這種封閉空間里的城市，罐裝氫氣不適合作為大眾廣泛使用的能源。在露天空間里，氫氣泄漏問(wèn)題不大，一旦泄漏就沖上天，駕駛員和乘客有足夠的時(shí)間逃離；但在地庫(kù)這樣的封閉空間，罐裝氫車(chē)一旦泄漏，一打電火花車(chē)就爆了，如果地庫(kù)里有許多氫罐汽車(chē)，整個(gè)樓就會(huì)毀掉。
有人說(shuō)罐是安全的，但從氫罐傳輸?shù)饺剂想姵刂虚g總有連接點(diǎn)，哪個(gè)連接處一旦泄漏，就會(huì)有滅頂之災(zāi)。最近韓國(guó)的儲(chǔ)氫罐爆炸、挪威的加氫站爆炸，都是這些原因。所以，劉科建議立法禁止罐氫汽車(chē)停在地下車(chē)庫(kù)。
再就是建設(shè)加氫站的困難。劉科在美國(guó)是能源部加氫站的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，美國(guó)加氫站在設(shè)計(jì)的時(shí)候，要求有安全距離，在一定的范圍內(nèi)不能有居民樓。如果在深圳建一個(gè)每天供300輛車(chē)的加氫站，按照今天的安全標(biāo)準(zhǔn)，加氫站約需要8畝地，深圳一畝地1億元，8億元建個(gè)加氫站，將來(lái)地價(jià)都還不完。如果在半個(gè)小時(shí)車(chē)程以外郊區(qū)建加氫站，加氫來(lái)回一個(gè)小時(shí)，車(chē)就沒(méi)人買(mǎi)了。
從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，美國(guó)氫能和燃料電池技術(shù)燒了幾百億美元也沒(méi)有解決好罐氫路線(xiàn)的這些問(wèn)題。中國(guó)現(xiàn)在處在氫能很熱的時(shí)候，一方面到處在燒錢(qián)，一方面還沒(méi)有把整個(gè)氫能的系統(tǒng)工程想透，容易在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向上出現(xiàn)偏差。
記者又問(wèn)劉科，既然您認(rèn)為甲醇是最好的制氫原料，那么甲醇的成本和來(lái)源可靠嗎？
劉科說(shuō)，甲醇是目前世界上最好的制氫材料，這得益于“頁(yè)巖氣革命”。2010年世界突然發(fā)現(xiàn)了200年用不完的天然氣，美國(guó)的天然氣價(jià)格從17美元mmBtu狂跌到1.5美元mmBtu，現(xiàn)在平衡到3美元左右。天然氣是制備甲醇最好的原料，比煤制甲醇更便宜，那就意味著全世界還有200年用不完的甲醇。就地把天然氣轉(zhuǎn)化成甲醇，每噸成本僅750元。
另外運(yùn)輸角度上，固體（煤）、氣體都不可取。液體燃料永遠(yuǎn)是人類(lèi)交通運(yùn)輸能源的首選，液體燃料（汽油、甲醇）在陸上可以管路輸送，跨海輸送成本很低，且可在儲(chǔ)罐里長(zhǎng)期儲(chǔ)存。
今年，國(guó)家相關(guān)部委發(fā)文把甲醇作為清潔能源的主要方向。為了加速水氫機(jī)的產(chǎn)業(yè)化，上海合既得立足于打造水氫制造平臺(tái)，以甲醇為原料的水氫機(jī)已經(jīng)悄然拉開(kāi)了產(chǎn)業(yè)化的序幕，年產(chǎn)10萬(wàn)套AH7500水氫動(dòng)力模塊項(xiàng)目在山東濰氫即將完工。
有了劉科院士和國(guó)際歐亞科學(xué)院的專(zhuān)家和院士的力挺支持，水氫機(jī)的產(chǎn)業(yè)化將加速推進(jìn)，中國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)化的第一縷曙光將從這里升起。
原標(biāo)題：以甲醇為原料，水氫機(jī)拉開(kāi)產(chǎn)業(yè)化序幕
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