石油緊缺 未來實(shí)現(xiàn)清潔能源非“醇”莫屬

　　在石油日趨短缺，環(huán)境嚴(yán)重污染，高油價(jià)給我國(guó)正常的生產(chǎn)和生活秩序帶來嚴(yán)重影響的形勢(shì)下，發(fā)展水氫燃料電池來減緩能源壓力，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)成為一條可以預(yù)見的道路。而電力行業(yè)，與普通百姓的日常生活有著非常緊密的聯(lián)系，同時(shí)又是作為能耗大戶和污染大戶在一直困擾著我們，因此使用水氫燃料電池作為清潔電力以改善這種狀況勢(shì)在必行。因此需求水氫燃料電池應(yīng)運(yùn)而生。

　　氫能是地球上最清潔的能源，而氫能大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)的主要障礙之一是包括生產(chǎn)、運(yùn)輸和存儲(chǔ)在內(nèi)的供氫基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏，也就是氫產(chǎn)業(yè)鏈上游和中游的完善度不足。就目前技術(shù)發(fā)展程度而言，氫的交貨成本遠(yuǎn)大于等能量水平下的汽柴油成本，而其中氫的運(yùn)輸成本在交貨成本中占約6%左右。

　　根據(jù)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的統(tǒng)計(jì)分析，2014年日本氫氣售價(jià)的構(gòu)成主要由氫氣原材料、氫氣的生產(chǎn)運(yùn)輸成本、加氫站的固定和可變成本以及加氫站運(yùn)營(yíng)維護(hù)幾個(gè)部分組成。其中涉及到氫氣的制備和儲(chǔ)運(yùn)的成本占38%。而對(duì)比看來，汽油售價(jià)的重要組成部分則是汽油的消費(fèi)稅。

　　為解決氫氣的制、存、運(yùn)等問題，廣東合即得董事長(zhǎng)向華提出“醇匯”概念，依托諾貝爾獎(jiǎng)得主喬治-奧拉的“甲醇經(jīng)濟(jì)”理論，以“醇”為能源載體，進(jìn)行多種能源形式的轉(zhuǎn)換。當(dāng)某種形式的能源豐富時(shí)，可以將其變成“醇”，當(dāng)需要熱能或電能等能源時(shí)，再將“醇”變成相應(yīng)的能源。并已經(jīng)研發(fā)出甲醇清潔新能源水氫燃料電池，目前的技術(shù)水平在世界位列前茅，已搶先發(fā)展可以樹立自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，該水氫燃料電池?zé)o污染物排放，排放產(chǎn)物只有水和近零的CO2，為中國(guó)清潔電力實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，讓污染漸行漸遠(yuǎn)。

　　水氫燃料電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置，是采用催化重整及純化多項(xiàng)技術(shù)從醇水中獲得高純氫，通過質(zhì)子膜系統(tǒng)產(chǎn)生電、熱等多種能源的裝置。該設(shè)備是甲醇水蒸汽重整制氫和質(zhì)子膜發(fā)電雙系統(tǒng)的整合體，實(shí)現(xiàn)了在同一設(shè)備中可移動(dòng)即時(shí)制氫和發(fā)電，無需存儲(chǔ)氫氣。從某種意義上來說，水氫燃料電池更可以被稱之為一個(gè)小發(fā)電廠。

　　甲醇作為能源的存儲(chǔ)和運(yùn)輸很簡(jiǎn)單

　　石油、陽(yáng)光等自然界原本存在的能源被稱為“一次能源”。與此相對(duì)，將一次性能源變?yōu)槲覀兎奖闶褂玫哪茉淳徒小岸文茉础薄６文茉吹拇砑措娏?。而根?jù)這種分類，甲醇也屬于二次能源。所以說，電力與甲醇屬于“同類”。

　　由于電力可以隨意使用，所以它成為了轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)代文明各種機(jī)器的能量源，這一點(diǎn)今后也不會(huì)改變。但是，電力也有弱項(xiàng)。其中之一是“存儲(chǔ)”。要將電力原樣儲(chǔ)存，這幾乎是做不到的。也許你會(huì)想，蓄電池不就是儲(chǔ)存電力的工具嗎？實(shí)際上，蓄電池并沒有保持電力的原樣，而是把它轉(zhuǎn)變?yōu)樾铍姵貎?nèi)物質(zhì)的化學(xué)能形式來儲(chǔ)存的。使用蓄電池時(shí)，化學(xué)能會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Γòl(fā)電）。而且，遺憾的是，蓄電池中儲(chǔ)存的化學(xué)能數(shù)量不多。為此，要存儲(chǔ)大量的能源，需要的蓄電池?cái)?shù)量非常龐大。

　　從運(yùn)輸?shù)慕嵌葋砜?，如果?zhǔn)備好電線，電力輸送很簡(jiǎn)單，但是輸電損耗（電力轉(zhuǎn)化為熱量損失掉）無法避免。距離越長(zhǎng)，輸電損耗越大。而甲醇可以進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送（不過輸送也需要能源）。

　　現(xiàn)在絕大部分電力來源于火力發(fā)電，但現(xiàn)實(shí)是，在火力發(fā)電過程中，化石燃料原本所擁有的能量一半以上轉(zhuǎn)化為熱量而散失。熱量會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)慢慢散失掉，所以難以運(yùn)送到距離遠(yuǎn)的能源消耗地。另一方面，如果用甲醇重整制氫進(jìn)行燃料電池發(fā)電，不僅可以在各個(gè)家庭等能源消費(fèi)地發(fā)電，而且能當(dāng)場(chǎng)使用同時(shí)產(chǎn)生的熱量。這一點(diǎn)也是使用甲醇這種二次能源的有利之處。

　　另外，在此要強(qiáng)調(diào)我們并非在談?wù)撾娏εc甲醇何者更出色。電力有電力的優(yōu)勢(shì)，甲醇有甲醇的好處。在明確這一點(diǎn)的基礎(chǔ)上將二者有效結(jié)合才是最重要的。

　　電力與甲醇的比較

　　下圖上半部分為電力，下半部分為甲醇，分別描述了它們各自作為二次能源的特征。

　　電力的使用

　　如果將一次性能源轉(zhuǎn)化為電力使用，發(fā)電過程中約60%的能量會(huì)以熱量的形式損失。但近年來，火力發(fā)電站的效率有所提升，有些發(fā)電站的損失可以降低至40%左右。

　　輸電時(shí)，會(huì)有一部分電力轉(zhuǎn)化為熱量散失（在日本，平均損耗率為5%）。

　　甲醇的使用

　　將一次性能源轉(zhuǎn)化為甲醇使用時(shí)，可以將其儲(chǔ)存到設(shè)備內(nèi)。根據(jù)需要將甲醇運(yùn)送到能源消費(fèi)的現(xiàn)場(chǎng)，供各個(gè)家庭的水氫燃料電池使用等。使用水氫燃料電池產(chǎn)生的電力和發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱量都可當(dāng)場(chǎng)使用，以此可以實(shí)現(xiàn)能源的有效利用。

　　氫能社會(huì)

　　真正意義上的氫能社會(huì)，其本義是使用新開發(fā)的能源，所以這些氫在一定程度上發(fā)揮了“能源代替”的作用。我們的目標(biāo)是大量生產(chǎn)二氧化碳排放量為零的氫。水氫燃料電池工作中排放的二氧化碳僅為內(nèi)燃機(jī)的1/3，且其原料甲醇在制備過程中需要利用二氧化碳，因此水氫發(fā)電機(jī)在理論上形成了一個(gè)二氧化碳排放到吸收的循環(huán)系統(tǒng)。這樣，我們才是真正意義上實(shí)現(xiàn)氫社會(huì)。

　　另外，目前全國(guó)建成并投入運(yùn)營(yíng)的甲醇燃料生產(chǎn)中心有30多座，具備1000萬噸/年甲醇燃料的生產(chǎn)能力。在建的甲醇燃料項(xiàng)目20多個(gè)，建成達(dá)產(chǎn)后甲醇燃料產(chǎn)能將達(dá)到2000萬噸，基本能夠滿足現(xiàn)階段全國(guó)的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

　　不久的將來能否順利進(jìn)入氫能社會(huì)，目前尚不可知。前方的道路充滿曲折。但即便如此，未來能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)能源供給，同時(shí)可以降低環(huán)境負(fù)擔(dān)，而且能夠較早突破技術(shù)難關(guān)的現(xiàn)實(shí)方法，現(xiàn)在看來，似乎非“醇”莫屬。