1. 为什么要做水氢机?
△水氢机原理图
氢能被誉为终极清洁能源,却长期以来一直未能被大规模开发和利用。燃料电池是氢能利用的最高效方式,它的应用和推广依赖于完善的加氢基础网络。氢气大规模生产、运输和加注的综合使用成本高、用氢的安全问题、终端加氢站建设难等问题严重阻碍了氢能和燃料电池的商业化进程,使得氢能时代迟迟未能到来。
日本燃料电池汽车专家在采访时就表示阻碍燃料电池汽车发展的并非价格及成本问题,而是加氢基础设施的问题,制造一台燃料电池汽车并不困难,难的是如何建造和布局燃料电池加氢网络。
在“水基能源向华理论”、“动氢理念”的指导下,团队耗时十余载,耗资五亿,成功攻克了移动制氢的难题,解决了氢能“储运难、成本高”两大应用瓶颈,成为国内唯一生产小型可移动甲醇水制氢和燃料电池发电高效集成的一体机,即水氢机。
水氢机实现了小型化移动制氢和发电的目标,避免氢气的压储运卸,为氢能的广泛应用打开了大门,解决了氢能应用的安全问题、重大加氢基础设施的投资问题,解决了氢经济不经济的问题。
2、水氢机与氢燃料电池技术的区别?
水氢机与氢燃料电池的主要区别在于氢气的来源不同:氢燃料电池使用的是储氢罐存储氢气,而水氢机使用的是现场即时制氢气,做到了“用氢不见氢”。
不论是液态氢、气态氢、储氢金属储存的氢,还有碳水化合物经过重整后转换的氢,其产生、储存、保管、运输和灌装或重整,都比较复杂,对安全性要求很高,而且氢气成本非常高。
水氢机利用催化重整技术,将甲醇水作为原料制氢直接发电,不再需要将氢气压缩装罐或者管道运输,从根本上解决了储氢和运输的安全难题。同时,降低了氢能制备和使用成本。
3、甲醇的供应够吗?
目前全球甲醇产能约13000余万吨,且多数集中中国、中东、美洲地区,其中中国地区产能近6成,中东地区产能近15%,美洲地区产能近14%,而中国市场不仅作为国际甲醇主要生产地,且随着近年来MTO等新型下游的需求,亦为主要甲醇进口国,其中2016年中国甲醇进口量增加至880万吨,且主要来源于中东、美洲及东南亚各国。
甲醇可以通过传统化石能源清洁化生产制得,也可以通过太阳能、风能等间歇式可再生能源转换获得,还可以利用农作物秸秆、动物粪便和有机物发酵获得,是可再生以及重复利用,转换氢能的最佳媒介,也是实现国家中长期储能的大宗化工原料。未来可以直接用空气中的二氧化碳或工厂排放的二氧化碳生产甲醇。
可再生能源发电,由于不方便上网,各种储能利用方案都有,制甲醇是合适的吗?用锂电池储能不是更经济?
虽然没有对比过两种方式,但是直觉制甲醇更经济更有效。一方面,甲醇是一个高能的储能工具,另一方面,甲醇只要不泄露,可以永久储存,电池放久了以后它就没电了。而且,用电池还存在废旧电池回收难的问题。
4、甲醇的储运算不算难点?
国内甲醇物流有以下四种方式:管道、水运、铁路和汽运。在具体操作中,往往需要几种运输方式加以组合,以实现甲醇从生产装置到消费装置的转移。
甲醇虽有毒性,但在完全密封的系统中使用,对人体不会产生伤害。甲醇的使用已经至少经历了半个世纪,对甲醇的安全储存、运输、使用已经有一套完善的运作体系,比汽油安全。另外,在现有安全规范的前提下,水氢燃料是由甲醇和水按照1:1摩尔比例混合而成,混合后的水氢燃料甲醇浓度大大降低,是非常安全、高效、环保的新能源燃料,配合水氢机可以为客户提供可靠、安全、环保、便捷的电力供应。
5、甲醇的使用安全吗?
混合前甲醇的凝固点:-97.8℃,混合后的水氢燃料的凝固点:-90℃,即使在严寒地区也不会担心燃料结冰的问题。
关于毒害性方面:甲醇属于低毒类,其LD50数值为5628mg/kg,相比与汽油的LD50数值为2500mg/kg要大的多,所以甲醇的毒性明显比汽油的要小的。甲醇加水混合后的水氢燃料的LD50数值将大大升高,毒害性也将大大降低。
关于燃烧安全性方面:燃点是指将物质在空气中加热时,燃烧的最低温度。可燃物的燃点越低,越容易着火,火宅危害性也就越大。在一般大气压下,汽油的燃点427℃,柴油的燃点220℃,而甲醇的燃点为464℃,对比汽油和柴油是最安全的,而且混合后水氢燃料的燃点将大大提高,所以水氢燃料的燃烧安全性对比汽油,柴油来讲有明显优势。
此外,甲醇是最简单的化合物之一,分式为CH3OH,是重要的基础化工原料,也是最简单的可以人工合成的清洁液体燃料。甲醇可以从煤、天然气、石油伴生物、植物秸秆,甚至城市可燃垃圾等物质中提炼或合成,价格是气柴油1/3。甲醇对大气的影响也非常小,汽油分子中含有6-11个碳原子,柴油分子中含有12-16个碳原子,而甲醇中仅含有1个碳原子,这意味着甲醇的碳排最多为汽油、柴油的1/6。
总之,与汽柴油相比,水氢燃料热值低,闪点高,不易点燃,爆炸极限高,危害性远低于汽柴油,且沸点高,汽化潜热大,挥发量小,加注现场浓度低于汽柴油。因此,在加注站加注水氢燃料是安全的,车辆在行驶中也可确保安全。关键是要严格执行相关的生产安全管理制度。
6、甲醇加注站能不能建得起?
以目前的产业化水平,一个日加注能力在200kg的加氢站,不含土地,投资在500-1000万元,可以最大服务720台燃料电池的私家车,对应单台车的基础建设投资在1.1万元。换句话说,如果是500万台车辆的规模,整个加氢站的基础建设投资在550亿元。而一个甲醇加注站,只需将传统加油机的加注枪,换为甲醇加注枪,仅需要10万元,远远低于加氢站的投资。
在基础配套设施方面,为鼓励加油站改扩建甲醇加注设施,从2015年起,对每个改扩建甲醇加注设施的加油站,市级财政给予2万元补贴。
7、水氢机的产业链齐备吗?
氢燃料电池在国内产业化还没有开始,而水氢机是否形成了完备的产业链?
目前,合即得已经建成了(部分在建)水氢技术的研发和制造基地,拥有制氢、电堆、压缩机、泵、氢气循环装置和燃料电池系统集成与控制等全产业链的关键核心技术。
△水氢产业路线图
中国确实没有形成氢燃料电池产业链,但是自己做有条件。要是换到十年前、二十年前做不了,整个中国的技术就不具备,现在什么做不了?主要的氢能瓶颈解决了,剩下有什么难度?催化剂,含铂催化剂、非铂催化剂,中国自己也做得了,都做得了。
对合即得而已,水氢产业化的时候需要再加一把火,水烧到60度、70度就开始烫了,到80度、90度、100度就开始冒泡了。(水氢机)现在没有到冒泡的时候,但是水已经在不断升温。
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