鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年05月23日
多種車載供氫方式的優(yōu)缺點
5月21日,由中國電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會電池專委會和中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會氫能及燃料電池分會(籌)聯(lián)合舉辦的“2019新型制氫技術(shù)與加氫站建設(shè)高峰論壇”在蘇州隆重召開,中國航天新長征電動汽車有限公司首席專家靳殷實做了題為“多種車載供氫方式分析”的精彩演講,以下為靳殷實的演講速記全文:
今天我分享的主題是多種車載供氫方式分析。這主要是三部分:國家在車用供氫系統(tǒng)上的技術(shù)路線上,政策上沒有太多的要求,在中國制造2050年里面的要求就提出續(xù)駛里程500公里,這就車載儲氫量的要求,加氫時間3分鐘。再一些其他的燃料電池的發(fā)展規(guī)劃上面,也沒有太多的要求。從國家補貼上,在這里也體現(xiàn)不出來供氫系統(tǒng),它主要是對燃料電池方面的要求,這個是美國能源部的要求,提出要對整個的技術(shù)要求和咱們重要的思路不一樣,它是從市場需求反推而來,我們是從技術(shù)的可行性來推達到什么樣。它是從市場需求,如果市場能夠推開根據(jù)市場需求來制定,所以它的指標制定都要高,很多指標實際上都是很難達到。
這里面最重要的指標是儲氫率,這是2015年的指標,2005年是4.5,2010年5.9,2015年是9.0,到現(xiàn)在目前最好的是5.7。這個圖表也是DOE的要求,藍線最上面的是2015年的,雖然氣轉(zhuǎn)化達到了50公里,現(xiàn)在更高一些,到5.7%,但是還未到6%。這個就是如果放到汽車上能用的話,它也有一些要求,為什么要寫這個表?因為現(xiàn)在很多企業(yè)、單位采取不同的技術(shù)路線,在某個上面比較細,但是其他指標欠缺一些。第一個就是安全性,安全性就是一票否決的,如果安全性達不到那肯定不行。第二個滿足供氫要求,在車運環(huán)境下,對氫的需求滿足要求,這里面是多幾項內(nèi)容的,一個是純度,就是它的雜質(zhì)含量要不能超標。第二個是氫氣的流量要達到,要滿足壓力的要求,流量壓力這些要求要能滿足,要有可實施性等,下面是重要指標是氫氣率和儲氫密度這是兩個重要的指標。要么太小跑不遠,要么裝不下。最后面的是經(jīng)濟性,如果經(jīng)濟性達不到,產(chǎn)業(yè)化無法實現(xiàn),最后還有壽命的問題。
下面介紹幾種車載供氫方式。
首先是高壓的氣態(tài)儲氫,這是主流的,大家比較熟悉。目前國際上使用多的是三型瓶,考慮到在車上儲氫率高,還有安全,以及其他要求下開發(fā)出來的?,F(xiàn)在三型瓶、四型瓶國外已經(jīng)使用了。三型瓶為什么發(fā)展到這個狀態(tài)?前面一型、二型太重,儲得氫太少跑不太遠。三型瓶內(nèi)層是內(nèi)膽,碳纖維纏繞,然后是樹脂。內(nèi)膽是起密封的作用,鋁內(nèi)膽薄的是在5毫米。高壓氫氣瓶非常成熟了,這是前幾年的資料,它的壽命要達到超過15年,它的疲勞充放次數(shù)超過一萬多次,然后是有35MPa,可以在這么苛刻的條件下,這個瓶子還是很安全的。然后高壓氣瓶的標準也很完備,比如說在安全性檢驗方面,他要在這些方面進行考核,常溫常壓下,壓力試驗要循環(huán)很多次,還有未爆先漏試驗、槍擊實驗等通過一系列的試驗檢驗它。為什么要進行這樣的試驗呢?
比如說火燒試驗,因為極端情況下有可能燃料電池有可能發(fā)生燃燒,或者是其他的火災引起了車的燃燒或者是自己的燃燒,在這樣的情況下還要保證安全,所以進行火燒試驗,火燒實驗的要求內(nèi)容很多,對火的溫度、寬度、距離、燃燒的速度有要求。
最后考核的結(jié)果是燃燒到最后的情況下,瓶子可以把氣釋放出來,但是它也不能爆炸。槍擊實驗的條件,對槍子彈的動能有射速的要求,角度的要求,射的考核結(jié)果是氫氣可以釋放出來,但是氫氣瓶不能爆炸,還有其他的一系列的實驗。
這里的設(shè)計準則講一個未爆先漏設(shè)計,大家想一個高壓氣瓶35Mpa的,如果爆炸怎么辦?它的設(shè)計是極端條件下,有高溫或者是瓶子被損壞,這樣的情況下,你安全閥起不了作用,這樣的情況下,內(nèi)膽先裂開,然后碳纖維組織先裂縫,將氣體釋放出來結(jié)果是這樣的,但是也是未爆炸。
2010年,浙江大學成功研制70Mpa輕質(zhì)鋁內(nèi)撣儲氫瓶,但還是三型的,并且編寫了車用壓縮氫氣鋁膽碳纖維纏繞的標準,標準已經(jīng)出臺了,但是70Mpa的是三型瓶,我們攻克下來了,已經(jīng)在部分車上應用。上汽是轎車,因為應用35Mpa,儲氫率還是有點低。國內(nèi)做氣瓶的產(chǎn)業(yè)比較多,這是其中一個廠家中材科技,它的產(chǎn)量都到了70萬只,國內(nèi)還有天海、斯林達(音)等一系列的企業(yè),他們的氣瓶都到了數(shù)量級,可以想想我們做氣瓶的數(shù)量比較發(fā)達。國外也是做很多的,也是開發(fā)更先進的一些氣瓶。國外三型瓶還是感覺到儲氫率不足,很多的國家早十幾年就在琢磨怎樣改進,所以就發(fā)展出四型瓶,它的內(nèi)膽不是鋁內(nèi)膽,改了聚合物的內(nèi)膽,通常來說就是塑料內(nèi)膽,碳纖維纏繞。它一部分是內(nèi)膽自動化程度高,大規(guī)模生產(chǎn)降低成本,可以帶來這樣的好處。而且國外使用比較多的像豐田的車和其他的車已經(jīng)使用,證明可靠性、質(zhì)量都是過關(guān)的。所以四型瓶是未來發(fā)展的重要方向。
總結(jié)一下,高壓氣瓶供氫方式它的優(yōu)缺點,首先它是能夠完全滿足車載燃料電池,就是燃料電池汽車用氫的需求,無論是從純度、啟動時間、動態(tài)響應、壓力、流量它都可以,溫度低都沒事。現(xiàn)在目前成本還比較高,主要是產(chǎn)量不足。因為氣瓶還是一些材料,這些材料并不是像鉑這種稀有材料,通過大量生產(chǎn),成本是可以降下來的。技術(shù)是很成熟的,標準也很完善,而且壽命很長。咱們心里有把燃料電池用壞的很多,把氣瓶用壞的還沒有聽說。
高壓氣瓶到了四型瓶,還有不足的地方其是儲氫率低,現(xiàn)在最高的是在豐田車里面,就是5.7%,100斤的瓶子加氫氣就是5.7,這是它不足的地方。另外要建氫氣,現(xiàn)在燃料電池車還有一個短板,就是要加氫,加氫站還是很少。盡管我們一下到十幾個到幾十個,但是技術(shù)要去普及的話,時間還是很長。12萬座加油站,1%就是1萬多座加氫站,還差很遠,所以氫氣的價值還是比較高,因為秦軍婷:和燃油汽油相比,還是差一點。
另外安全代價很大,要運輸氫氣,運輸?shù)脑掃B路徑都給你規(guī)定好,送氫氣從哪條馬路走,時間不對都可以將你扣下來,法規(guī)比較多,安全代價比較大。世界各地現(xiàn)在是有500多座加氫站,國內(nèi)現(xiàn)在也很快,增長率很快,一下子就幾十座。這前面就是用高壓氣瓶供氫的方式。第二個就是液氫了,因為液氫一個地方就是70公斤,你一下去就是它的700多倍,就是力度增加了。儲氫率我大膽預測以后到8%、10%都有可能。
為什么想到液氫呢?因為聯(lián)想到天然氣的情況,用了一段時間,感覺氣態(tài)儲運起來不方面,就搞成LNG,變成液態(tài),一下子就帶來很大的比較,LNG從儲運從加油站、加氫站等從它的設(shè)備、運營等各個方面都有很大的提高,帶來了很多的優(yōu)勢。比如說這個車的行駛里程,如果用CNG跑150公里,然后變成LNG,跑600—800公里沒問題,所以聯(lián)想這個,以后液氫也是可以的。
液氫在無人機的應用,這個也是美國早五、六年的一個小公司所做的無人機,用了液氫罐,行駛48小時,之前是26小時。大大增加了行駛里程和時間。罐子的儲氫率是13%。左下面這個圖是美國軍方的一個很保密的無人機,也是用的液氫,儲氫率非常高。
我們國家的液氫技術(shù),實際上發(fā)展很早,因為在火箭的技術(shù)上,液氫、液氧發(fā)動機有很多的優(yōu)勢。從70年代我們就用于這方面的開發(fā),用于長征三號的火箭上,目前已經(jīng)可以開發(fā)出幾代發(fā)動機,目前正在做的是長征五號的,未來還有做200噸的,也正在開發(fā)。但是這個技術(shù)和老美還是有距離,但是這個距離不是太大,我們還是可以不斷地增長。在液氫的技術(shù)上,從制液氫到儲運、加注和控制一些泵、閥件我們都掌握了這個技術(shù),但是這個是在特種和民用上面,這個還是不一樣的。
這是液天然氣LNG的儲罐,這個技術(shù)已經(jīng)很成熟了。如果作為車用液氫供氫系統(tǒng),用液氫的話可以參照這個,主要的功能和氣瓶來比,多了一個氣化的這種。然后完了以后改成氣瓶,這個是一樣的。在車用液氫儲存的技術(shù)里面,國外做了很多的工作,比較著名的就是寶馬公司,大家知道是十年前來它已經(jīng)做出車用液氫儲氣罐,它不是用燃料電池,是用氫內(nèi)燃機,車的技術(shù)已經(jīng)有了,但是車跑了一段不合適,推廣不下去,就終止了。
但是做了這個實驗掌握了很多的技術(shù)。另外福特、通用都做了很多的概念車,在車上用了,但是沒到實用的階段。液氫儲罐技術(shù)怎么回事?因為它溫度非常低,超級絕緣溫度,大家感覺到保冷很重要,液氫的供應技術(shù),就是液氫館保冷技術(shù)。物理的原理就是將這三種都阻隔掉,兩層殼子多重保溫,一個內(nèi)膽,中間是多層絕熱,做成絕熱被抽真空,將它封好,就做成罐子。第二個問題是氫怎么出來?不像氣氫大開火就出來了,兩種方案,一個是以液氫泵打出來,第二個方案是說我以擠壓的方式,因為它會漏熱的,漏熱總會氣化,一氣化壓力增大,以擠壓方案來,這也是比較成熟的。液氫出來溫度很低要氣化,就有一個氣化器。氣化以后溫度仍然很低,還要加熱它,加熱到燃料電池可以使用它,所以有兩道環(huán)節(jié)。而且氫能的比熱是非常大,這要比我們很多知道的要大幾倍。所以要加熱氫能也是很費勁的,但是好在很低,0度的空氣都是加熱的。對立面的絕熱、儲存、儲氫罐,還有低溫的流量控制、輸送、加熱這都是屬于它的核心技術(shù)。
在液氫加氫站方面,日本、美國30%的加氫站都是液氫,為什么用液氫?氫氣里面很大的成本是運輸成本,造出來便宜,但是運到加氫站貴了,因為儲運成本,采用氣氫就是長罐拖車,可能一、二十噸,但是氫氣只有300公斤,如果以液氫,到一、兩噸,這樣大大節(jié)省了成本。在燃料電池用氫領(lǐng)域,其他的地方都是以液氫來運輸。液化以后運輸?shù)某杀窘档綒鈿涞?/8。
說說液氫產(chǎn)業(yè),全球大概一天四、五百噸的產(chǎn)能。主要是集中在美國,85%都是在美國,歐洲和亞洲也都有一些。亞洲主要是集中在日本,氫的剛才也說了,情應用的地方非常多,用于燃料電池車上,那還是很少的一部分,大部分是用于化工或者是其他的冶金方面,在電子的制造方面,因為我們發(fā)展最早是在特種上使用的液氫,所以美國商務(wù)部在幾十年前就開始對中國進行封鎖,這個技術(shù)不管是成套設(shè)備,還是里面的構(gòu)建,對我們是禁運的,我們從未有任何途徑從美國獲得設(shè)備、裝備和技術(shù),我們只有通過自己的辦法研發(fā),所以我們產(chǎn)業(yè)鏈也形成了,但是是在特種上的。但是火箭發(fā)射我們還是比較少,所以我們產(chǎn)能比較低,一天產(chǎn)能只有幾噸,和國外比差很遠。
目前國內(nèi)從事液氫研發(fā)的在航天是有幾個方面,一個是液氫發(fā)動機,還有一個是加注,還有一個是制造、儲運。國內(nèi)可以用到民用上面的液氫單位,一個是我們航天的11作,它是制造液氫,也可以將技術(shù)轉(zhuǎn)化出來。還有中科所,他們在液氫上面做了很多的工作,在國際上也是領(lǐng)先的。全球500多個加氫站,液氫占了30%、40%,國內(nèi)在民營上液氫可以用的還是零,所以我們還是要做很多的工作。
總結(jié)一下,就是低溫液氫的優(yōu)勢是儲氫密度高和儲氫率高,但是它的核心技術(shù)剛才說了,這是我們以前沒有的。在民用上比較少,除此以外它還有兩個技術(shù)難點。一個是液氫我們在罐子里面做得更好,保冷技術(shù)再少,每天要蒸發(fā)1%到百分之幾,多1%是很不錯的,因為總要漏熱,但是這要消耗調(diào),你放在車上不用還得蒸發(fā)掉,時間長了就放沒了。再一個就是液化時耗能太大了,液化的耗能占到了液氫化學能的30%,30%在耗能方面,所以耗能是大問題,一公斤的液氫要耗10多度電,這可想而知。因為一公斤的氫氣發(fā)電14、15度電,但是耗電量大。然后還有零部件,安全性還需要做很多的工作,對比高壓氣瓶,可以做火燒和槍擊實驗。
對策就是技術(shù)現(xiàn)在不成熟,我們可以逐步迭代,成本高,大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。易揮發(fā)怎么辦?也可以,如果我們將它裝在商用車上,我們商用車天天在跑,我們本身就是用氣的讓它蒸發(fā),安全問題就是不斷地去做,然后完善標準,加強管理。耗能大怎么辦?其實冷能是可以使用的,使用以后還能帶來很多的好處。氫氣如果壓力要再增加,那么儲氫率還會提高,一個壓力的溫度,你把這兩個都降下來,這個儲氫率的物理特性還會提高,這里面兩個區(qū),一個是液氫,還有一個是高壓氫氣,還有一個是到了液氫,壓力增大。這是超臨界狀態(tài),這就是儲氫率更大,而且它可以揮發(fā)的速度更慢,有這樣的一些好處。這有一個對比,豐田做的實驗是122L的的NOmpa裝5公斤,寶馬是110L,35Mpa、6公斤。所以它這個儲氫率提高。
第三個是超臨界狀態(tài)下的儲氫,這在國外做了大量實驗的開發(fā)。在這樣的狀況下,儲氫率大幅度提高,安全性也是大幅度提高。
第四個是固態(tài)儲氫,技術(shù)成熟,我們也大量地在研究,有很多的金屬還有一些非金屬,它可以通過化學辦法或者是物理辦法吸附氫氣。通過外面加點壓力就吸附進去了,但是如果你在另外一個狀態(tài)下你給它加熱,它這個氫氣又跑出來了,反復循環(huán),這樣就可以儲氫進去了,這個儲氫率,如果儲氫倍數(shù)和體積來比,超過500—1000倍,就是一升的體積可以儲存500升到一千升大概的范圍,但是因為它本身重,所以儲氫率不高。
佳華利道公司將這個做到了車上,9米的公交車用了兩塊,體積376.9L,一塊是儲8.4公斤。另外這一技術(shù)在其他領(lǐng)域也在使用,氫楓能源與上海交大合作開發(fā),它用的不是在車上,不是在燃料電池車上,是儲運氫氣這塊,用于這樣的場合。如果用長管拖車一次300公斤,但是用這個一次1200公斤,是4倍。
浙江大學也用了這樣的技術(shù),但是它應用的場合不是在燃料電池上,它是在內(nèi)燃機里面,供汽油的,然后同時加氫進去,這也是我們用氫的技術(shù)路線,在改造傳統(tǒng)發(fā)動機的過程中噴氫氣,這我遇到了很多的常見,有柴油和氫氣的,這可以改善它的特性,又提高了它的排放二氧化碳的降低,同時氫氣進去改善了性能。
還有日本豐田,咱們都知道它是用氣罐的,同時各種方式它都嘗試過的,而且進行了幾輪的開發(fā),行駛距離到達了300公里,還有德國奔馳也做了大量的工作。
金屬儲氫應用成功的地方是在特種上使用,早十幾年德國開發(fā)了,使用的是燃料電池,為什么用燃料電池?因為特種的重要指標是安靜不要有噪音,其他的都有噪音。這時候用金屬儲存最好,儲氫率低一點,但是船上需要這個,它就能容忍你重,而且需要現(xiàn)在重分量,因為船要壓艙的,如果你這個重量不夠,還可以通過別的途徑,這個案例是比較成功的,可能它已經(jīng)有20—30艘燃料電池的特種。固態(tài)儲氫最大的優(yōu)勢是儲氫密度高,安全性好,氫在里面很安全,最大的問題是儲氫率低,百分之一點幾,成熟的是1.8、2%,很多金屬的儲氫率是可以提高的,但是環(huán)境要求我們達不到,比如說釋放的溫度更高一些,或者是其他的措施,所以金屬儲氫還有這樣一些問題。
有機液體儲氫,這個話題是比較熱的,有些有機物也是具有吸副的特性,實際上它是化學的。在一定的條件下它可以釋放,也可以重復反復的使用,大量的是甲苯這些,這些物質(zhì)很多,做研發(fā)的國內(nèi)國外很多的企業(yè),技術(shù)路線還不一樣,選的都不一樣,所以它技術(shù)路線上還有有所區(qū)別。
它的優(yōu)勢就是儲氫密度和儲氫率比較高,吸附的氫氣量很大,確實還是很大的,有一系列這樣的優(yōu)勢,程寒松博士在武漢專研這個技術(shù),克服了很多技術(shù)上的問題,將這個事情做成了,加氫溫度150度,脫氫200度,可能現(xiàn)在更低一些,160、170,脫氫以后的程度比較高一些的,循環(huán)壽命能夠到2000多次,儲氫率5.5,這個數(shù)據(jù)都是比較多的版本,儲氫密度比較高,一個立方50公斤。這是它試驗出來的結(jié)果。
他繼續(xù)往下研發(fā),開發(fā)了第二代車叫氫揚號,而且是在湖北當?shù)芈涞亍R谝硕际型顿Y30億元,建設(shè)年產(chǎn)100萬噸的材料,還有一萬噸的催化劑,目前來做這個大家都比較關(guān)注這個市場。但是這個事情總結(jié)一下優(yōu)勢明顯,儲氫密度很高,儲氫率也高,第二個它和加油站合建,對加油站改造的成本比較低,很容易改造出加氫站,然后另外是安全性,因為它是常溫常壓的儲存在液體里面,安全性比較高,但是它還是有一些問題。
幾個問題:脫氫時,溫度100—200度,要在這樣的環(huán)境下才能脫氫,而且是耗能,能耗不小。我的問題是在汽車上用還得創(chuàng)造高溫的環(huán)境下,還要補充能量。然后脫氫率不是太高,理論上那么高,實際上脫不出來,還有殘留一些。還有這個東西是兩個箱子,一個是放有機液體,另外一個是它轉(zhuǎn)化完氫以后還得存放在另外一個箱子,這樣的話,儲存密度除以2一下子降下來了,還有加熱設(shè)備、控制設(shè)備、管控閥等,這個過程更復雜了,車上使用更有問題。
德國的一家公司采取類似的技術(shù)路線,但是它有機物物質(zhì)和它不一樣,選另外一個物質(zhì),這種材料是一個立方可以存57公斤的氫氣,儲存率是6.23%,但是它所用的場合不是放車上,而是儲運上,氫氣制造出來以后運送到加氫站,這個加氫的時候,溫度是250度,然后加氫時是放熱,一公斤放9度電,脫氫時是一公斤得11度電,可想這個耗能還是很大的,因為一公斤氫氣本身發(fā)14、15度電,要放在車深要想別的辦法。運輸起來很簡單,就一個塑料的方桶和化學法應用是一樣的,應用于這個地方是很成功的,這個地方前十幾年日本已經(jīng)開發(fā)出來了,日本的使用場合它是船運的,是到澳大利亞和中東那邊船運脫氫,然后集中來加氫和脫氫。
第六個是化學制氫放車上,這個方法很多。因為有機物里面只要有氫氣,只要把氫氣取出來你就等于制氫了,但是要是將它放車上那就不是你很多地方都合適的,所以要是在線的話,在線制氫,制了氫燃料電池要用的話就要提出要求來,第一個滿足供氫的要求,比如說實施性要好,要是工藝太復雜,制出氫來還趕不出來,制氫要好,流量要達到安全,安全性要好。
另外是工藝簡單、技術(shù)要成功,就是說這樣的物質(zhì)通過一、兩個環(huán)節(jié)就把氫制出來,而不是一大堆的管子和罐在里面,你產(chǎn)生一個瓶中間再產(chǎn)生一個,不或,技術(shù)要成熟。還有制氫響應要快,你車用一踩就要用,或者是其他的方式延緩時間,但是響應不能太慢。還有能耗要小,溫度不要太高。因為如果你溫度太高,化工生產(chǎn),你本身要保溫,要冷卻下來,這些都是耗能耗時。另外最好是液體,前些年我在開發(fā)所也有搞液體的,很多中類的在上面制氫的,那個固體就不方便,燃料要便宜。路邊是早先幾年的圖,很多的物質(zhì),儲氫量,包括藍色的是三型瓶,紫色的是四型瓶,又提高了一點。所以很多的方式,這上面這個是甲醇。
關(guān)于燃料制氫,兩個概念,一個是它里面的按照化學成份它含氫量多少,最多25%。另外反應過程中,最好還能將別的物質(zhì)的攙在一起,里面的氫取出來,正好水也是有氫的,這些物質(zhì)和水在一起,把它的物質(zhì)提出來了,水也提出來了。雖然低一點分母變大了。最好還是液體,因為甲烷要排出掉,在車上用氫氣本來就不方便,再加一個氣體根本不方便,所以甲醇是很好的辦法。
甲醇制氫分兩步,第一步它是分解反應變成一氧化碳和氫氣,一氧化碳和水反應形成二氧化碳和氫氣。最反映就是二氧化碳和氫氣。1Kg甲醇水溶液產(chǎn)氫約0.8—1.3立方米。甲醇制氫在工業(yè)上是成熟的技術(shù),大量的使用。是工業(yè)上使用制氫它的場景一個是大量生產(chǎn),一個是連續(xù)生產(chǎn),一個是地面上,整個設(shè)備好保障。要是將它做小,就帶來了技術(shù)問題,所以小型化以后帶來了問題,放到車上就是微型化。
國外的團隊,甲醇制氫工藝分兩步,一個是制氫成熟,因為制了氫還攙雜其他的氣體,還有氧氣和淡氣,還有一氧化碳和二氧化碳等,雖然二氧化碳都將它反應了,但是100%的還有,所以要將這些提純出來。制氫技術(shù)成熟,提氫的就是微型化是有難度的,有些雜質(zhì)就不太好去弄。
國內(nèi)做微型化研發(fā)很多企業(yè)在做,剛才那張表是一些,這張表是一些產(chǎn)品的。左上涂刷是機械上的甲醇制氫燃料電池,這個產(chǎn)品非常成熟,無人值守,工作幾年沒問題。連續(xù)發(fā)電一千小時、兩千小時都沒問題,然后中間的是移動電源,左邊的車也是移動電源,就裝在車上等,國內(nèi)做這個的還不少。這也是早幾年所做的甲醇制氫燃料電池。車上相當于是一種燃料電池的車,它這個車是比較小。這個是一家公司做的甲醇制氫燃料電池,也是屬于燃料電池汽車,目前已經(jīng)上公告了,車是東風的車,連續(xù)跑了幾千公里,做這個車的數(shù)量也不少。
下面說說甲醇的優(yōu)勢,為什么老提甲醇?因為它有很多的優(yōu)勢,一個是化學特性的優(yōu)勢,一個是物理特性。甲醇成了液體體積很大然后是來源非常豐富,甲醇就是四個碳一個氫,煤能制甲醇,生物質(zhì)也可以。還有將二氧化碳拿來和氫氣進行反應,又生成了甲醛。這在大的發(fā)電廠來使用,可以減少排放,所以甲醛來源很豐富,中國是甲醛最大的生產(chǎn)國和消費國,我們還是過剩的,國家也是在力推甲醛的燃料,但是前期從去年開始,像做甲醛燃油機的車廠在推開和國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化。這張表是不同燃料能量的比較,這一比較,甲醛的熱值沒有汽油和柴油高,但是和氫氣相比又比它高很多,鋰電池比它高更多,所以甲醛的能量密度非常大。
總結(jié)一下甲醛制情優(yōu)勢安全性高、儲氫率高,也是工業(yè)原料獲取便利,制氫成本低,技術(shù)成熟。但是問題是啟動慢,因為它是小化工廠,到達溫度需要一個過程,流量不容易調(diào)節(jié),另外還需提純。這些問題怎么解決?啟動慢不要緊,我形成了混合動力,本身燃料電池汽車它本身就是混動立,燃料電池的特性它立馬不會起來,但是它會有一個特性,所以和動力電池以后,可以彌補它起步慢的問題。然后提純現(xiàn)在在質(zhì)交膠膜電池里面,還有是高溫的,這樣的情況下可以容忍。
這樣的話,技術(shù)路線就是增程式的,甲醇制氫的技術(shù)路線,這和咱們大家比較普通的都在推的燃料電池有點不同了。這個技術(shù)路線就是做增程器,然后用于發(fā)電,動力電池匹配蓄電池比較多,然后是以蓄電池為主來維持驅(qū)動的。但是蓄電池很快沒電了,它一直在發(fā)電,所以它保證車一直運行下去,但是你消耗的電你要補得上,這個車就可以運營上去。因為本身甲醇成本1塊錢、1.5塊錢,發(fā)電成本1度電9毛錢到1.3塊,這比高速路上的快車成本都便宜了。
這是一個方案,將一個純電動的物流車改一半,電池去掉,然后變成增程器。結(jié)果是續(xù)駛里程由150公里變成了400公里。這是三種汽車的比較,甲醛制氫的車把純電動汽車續(xù)駛里程等一系列的缺點補上了。這是蘇州光源科技通過幾代車的能力,就把增程車做出來了,在現(xiàn)有的電動車上做改造,做出了幾批車。今天也有幸請他們把車開到樓下,一會兒大家可以了解情況。
現(xiàn)場制氫的路線還是很多的,日產(chǎn)的這個乙醇的這個車很出名的。燃料電池是用乙醇制氫以后,這個車在日本三大搞燃料電池的企業(yè),本田、豐田還有日產(chǎn),日產(chǎn)走的路線不一樣。這是我們國內(nèi)的,它不是用于燃料電池,而是用于增程器和燃油的。但是通過重整制氫,這個是甲酸制氫,這是國外的團隊所做的。但是它沒放到車上,車后面又掛一個東西,來做這個項目,驗證這樣一個技術(shù)。
這是這幾個的優(yōu)勢和問題,高壓氣瓶優(yōu)勢明顯,儲氫率目前狀態(tài)發(fā)展到這樣,我們沒有別的好辦法,其他的滿足安全性、經(jīng)濟性還可以。甲醇是儲氫率高,經(jīng)濟性好,然后問題是冷啟動慢、流量不可調(diào),但是我們認為未來中期是重要的方式,很有可能這個方式被市場接受。固態(tài)儲氫它不足的地方儲氫率太低,在按特殊場合可以使用。液態(tài)儲氫率都挺好,也很安全,但是主要的問題就是脫氫時耗能溫度要高,體積比較大,這個過程比較復雜,它在儲運上有優(yōu)勢,在車上也是可以的,它要將那些問題做做工作都克服掉。液氫儲氫率很高,而且未來也是方向,不僅僅是這方面,在其他方面使用也是需要的,但是技術(shù)是需要的,特種和民用還是有一個隔閡,特種太快,要在民用上實施還要做大量的工作。未來中遠期是有希望的,超臨界比低溫更好,但是時間更久一些。
我們單位是搞航天的,搞燃料電池技術(shù),搞了很久了。我們自己也有車廠,自己的燃料電池系統(tǒng)。謝謝!
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