甲醇制氫路線日益升溫,水氫汽車應用有潛力

據公安部數據,截至2019年上半年,中國機動車保有量達到3.4億輛,是不折不扣的汽車大國,並對進口石油高度依賴。

據《2018年國內外油氣行業發展報告》顯示,2018年中國石油淨進口量4.4億噸,同比增長11%,石油對外依存度升至69.8%。“缺油、少氣、富煤”原機械工業部部長、工信部甲醇汽車試點工作專家組組長、工信部甲醇汽車推廣應用專家指導委員會名譽主任委員何光遠用這六個字定義國內能源結構。

甲醇制氫路線日益升溫,水氫汽車應用有潛力

不同於石油、天然氣,中國是煤炭大國。據《中國礦產資源報告2018》顯示,截止到2017年底,國內煤炭查明資源儲量超16萬億噸,若按照每年50億噸的使用量計算,足夠中國使用300年。

連接傳統能源與氫能

甲醇如何能源升級?

一方面,甲醇“不挑食”,可以通過劣質煤炭製取,不僅充分發揮了中國煤炭資源豐富的優勢,也為劣質煤碳的利用指出一條明路。另一方面,甲醇是常溫常壓狀態下含氫量最豐富的能源,是自然界中最佳的儲氫介質。甲醇作為液體儲存和運輸的安全性和便捷性都是得天獨厚的,其儲氫重量密度高達12.5wt%,常溫常壓下的甲醇儲氫要明顯優於液化(多級壓縮且冷卻能耗巨大)、高壓(安全性無法保證)和其他儲氫技術。在我國缺油、少氣、相對富煤的能源結構下,甲醇不失為一種可以緩解我國能源結構緊張、提高資源綜合利用的替代能源。

甲醇制氫路線日益升溫,水氫汽車應用有潛力

水氫汽車潛力有多大?

近年來,純電動車在中國受到熱捧,銷量與日俱增。耗費電能的純電動車,實現了無汙染零排放,百公里使用成本較燃油車大大降低。得益於電機特性,純電動車的性能較燃油車有過之無不及。

但伴隨著純電動車的推廣放緩,純電動車的一些缺點開始顯現:續航里程短、充電時間慢等相關問題。

新能源汽車的另一條路線是氫燃料電池汽車,其熱度與日俱增。消耗氫氣的氫燃料電池汽車,排放物是無汙染的水,另外它還擁有續航里程長,加註燃料快的優點。

但氫燃料電池汽車的規模仍然很小,據中國汽車工業協會數據,今年前三季度,全國燃料電池汽車銷量為1251輛。氫燃料電池汽車銷量有限,主要有三方面原因,一是氫燃料電池汽車系統成本高,二是氫氣儲運不便,三是加氫站等基礎設施建設有限。

它的優勢在於既保留了前兩條新能源汽車路線的優點,也彌補了它們的缺點。

其一是續航里程。水氫汽車消耗的是甲醇,據測算,每0.5L甲醇可以生成1度電,純電動車每百公里電耗約為20度電,換算成甲醇相當於10L。如果給車輛配備50L“甲醇箱”(普通燃油車油箱大小),那麼一輛甲醇氫燃料電池汽車一次加滿燃料的續航里程大約在500km左右,這遠遠高於當下純電動車平均300km的續航里程,與燃油車續航里程不相上下。

甲醇制氫路線日益升溫,水氫汽車應用有潛力

其二是加註燃料時間。即使是使用先進的快充技術,純電動車的充電時間也要以小時計。以特斯拉Model 3為例,2019年4月特斯拉推出的全新Model 3,快充時間仍需要4.5小時。在這方面水氫汽車繼承了燃油車、氫燃料電池汽車的優勢,加註燃料只需幾分鐘,支持車輛進行超續航里程的行駛,同時還可以不改變用戶的使用習慣。

其三是燃料儲運。氫燃料電池汽車遭人詬病的一個主要原因即為氫氣難以儲運,並且為了攜帶氫氣,車輛需要裝備特殊的儲氫罐,存在安全隱患。今年5月下旬,韓國江原道江陵市的一個氫燃料儲存罐發生爆炸,造成2人死亡,6人受傷。甲醇比氫氣和汽油都要安全,甲醇屬於易燃不易爆液體,儲運方式與汽油沒有差別。

甲醇制氫路線日益升溫,水氫汽車應用有潛力

作為全球最大的甲醇生產國和消費國,中國產能和產量佔全球一半以上,水氫機的上游供給很成熟。隨著水氫機在汽車領域的應用,中國亟待優化升級的能源結構迎來了新機遇。

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