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燃料电池汽车或迎快发展 可燃冰为制氢带来新希望

放大字体 缩小字体 发布日期:2017-06-24 06:30:28   来源:新能源汽车网  编辑:全球新能源汽车网  浏览次数:435


能效是衡量车辆能源利用率的重要指标,燃料电池的能效比较高。燃料电池将化学能直接转换为电能,不像传统汽车的发动机燃烧产生大量废气与废热。目前,直接使用氢气的系统效率超过50%,如果将燃料电池排放的废热加以回收利用,能量利用率超过85%。

此外,燃料电池还具有环境亲和性。部分燃料电池会排放二氧化碳,但远低于燃烧汽油的排放量(约为其1/6)。氢燃料电池尾气排放只有水,可真正做到无污染,无温室气体排放。燃料电池还有无火花、低噪声、无废弃物处理问题、高机动性等特点。

燃料电池汽车的前景十分美好,但全球仅有微不足道的几千辆车辆运行,催化剂、隔膜、储氢、系统复杂性和制氢5大难点制约了其商业应用。正如传统汽车使用汽柴油一样,驱动燃料电池的氢气来源是绕不过去的坎,成为制约燃料电池发展的短板之一。

■可燃冰制氢有工业化生产优势

目前,氢气的来源主要有化工尾气回收、天然气制氢、甲醇制氢和电解水制氢等几种方式。“每一种制氢方法都有自己的应用场景,需要根据生产特点及用途,采用适当的制氢方式。”四川亚联高科技股份有限公司董事长王业勤向记者表示。气体设备网技术顾问张强的观点是:“主要根据气量大小、纯度要求以及氢气的使用频率选择制氢方法。”

以往在化工行业,氢气往往作为副产品排放到大气中,从化工尾气中回收氢气的成本理应比较低,事实却并非完全如此。王业勤说:“从焦炉气中回收氢气的成本大约为0.6元/立方米,相对比较便宜。但是,从氯碱化工中回收氢气就会超过1元/立方米。”

化工尾气中回收氢气数量有限,无法满足汽车产业的大规模需求。另外,燃料电池对氢气的纯度要求达到99.9%以上,否则催化剂容易“中毒”失去效能,化工尾气中回收氢气的提纯成本不可忽视。张强表示:“纯度为60%~80%的氢气,习惯上称之为化工氢。化工氢需要提纯,提纯成本与气体厂采用的工艺有直接关系,最后的销售价格大约为1.7元/立方米,如果不是大规模采购,价格会超过2.7元/立方米。”

甲醇燃料电池(DMFC)不需要通过加氢站补充氢气,车载的甲醇分解出氢气提供动力,不过,这种燃料电池汽车没有成为主流产品。“甲醇的最大用途是生产聚丙烯,用于制氢的甲醇数量占比很小。有些地方还用天然气制造甲醇。”王业勤说。张强告诉记者,甲醇制氢的成本大约为1.8~2元/立方米。

电解水制氢在业内被广泛关注。许多人焦虑石油资源枯竭,地球上水资源丰富,电解水制氢不容易产生这种隐忧。另外,电解水制氢只有一步,直接可得到纯度高达99.999%的氢气。

然而,电解水制氢的成本比较高,制约了大规模推广应用。张强告诉记者,一立方米氢气大约需要4.8度电,成本超过3元/立方米。电解水制氢还有一个问题不能忽视,随着时间推移,电解池的电阻会升高,电解氢的耗电量会增加,导致成本上升。电解池的电极大约3~5年需更换一次,费用不低。

随着天然气的普及,天然气制氢成为一个发展方向。王业勤称:“天然气制氢的成本相对来说比较低,大约为天然气价格除以2、再乘上1.2~1.3的系数。”

张强告诉记者,天然气制氢的价格一般低于1.5元/立方米(纯度为99.9%),适合大规模工业化制氢,不过,生产工艺较长,有四个步骤,脱硫、分解、增压、纯化。

一些业内人士指出,可燃冰试采成功后,人们逐渐认识其经济价值及应用前景,未来商业化开采后或补齐燃料电池制氢短板。

 


 
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