以甲醇为原料，水氢机拉开产业化序幕

澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学清洁能源研究院院长刘克博士与多位专家院士一起进入国际欧亚科学院中国科学中心“大湾区水与氢科学院”，刚刚落户东莞。新成立的“大湾区水利氢能科学研究院”是由“上海和基德动力氢机械有限公司”、“广东和基德能源科技有限公司”等单位联合成立的。

刘可弯下腰仔细看了看上海和德、广东和德研发生产的“水氢机”。它是一种利用甲醇-水原料进行催化重整，实时生产氢气，然后利用氢气通过燃料电池发电的机器。几年前，它仍被称为“醇氢发动机”，并在2016年上海和积德注册了全类“水氢”商标后被命名为“水氢发动机”。十多年前，刘科在美国研究氢燃料电池。回国前，他担任通用电气全球研发中心首席科学家，曾在联合技术等知名跨国公司工作；回国后，历任北京低碳清洁能源研究院副院长、首席技术官，神华研究院副所长。现就职于深圳南方科技大学。2013年，他领导了全球首个用于驱动燃料电池汽车的车载汽油制氢装置的开发和演示。他连续三年担任国际氢与燃料电池峰会主席，主持了多个项目，包括第一个商业化的微矿物分离装置和第一台100%甲醇燃烧的柴油发动机。面对“水氢发动机”，刘科可以说是“开门能手”，因为他亲身参与并见证了美国等发达国家在氢能上斥巨资的历程，既有成功的经验教训，也有失败的经验教训。他看了看“水氢汽车电池”，它有一个为电动汽车充电的电脑壳那么大；我看到了为通信基站提供电力的水氢发电机；我看到了一个直接为电动汽车充电的水氢充电站；特别是在看了安装在汽车上的水氢动力模块，该模块将甲醇-水重整高度集成到氢气和燃料电池发电中，可以直接为电动汽车提供动力后，我们详细询问了相关技术指标

刘科告诉记者，十多年前，他带领联合技术公司的一个团队开发了世界上第一辆由在线汽油转化为氢气驱动的燃料电池汽车。汽车仍然充满汽油，汽油与空气中的氧气和燃料电池释放的水蒸气反应产生氢气。氢被用来驱动燃料电池。他说，通过汽油的在线转化生产氢气比通过甲醇的在线重整生产氢气困难得多，因为汽油含有硫。此外，汽油的转化温度为850℃，甲醇为300℃，甲醇比汽油清洁得多。汽油在线制氢技术是十多年前发展起来的，没有理由不能实现甲醇在线转化。但为什么当时没有使用甲醇呢？由于“页岩气革命”没有发生，天然气成本高，导致甲醇成本过高。在广东和泽德公司，刘科看到了他长期倡导的甲醇制氢发电技术路线的完整系列产品。他表示，这将是氢能应用“最可靠”的方向。刘科紧紧抓住“水氢机器”发明者向华的手！这可能是对甲醇制氢发电技术路线发展过程的一个值得注意的把握！

记者向刘可询问，目前主流的大规模制氢技术，压缩、储存、运输氢气，然后利用加氢站进行加氢，前景如何？很明显，刘科对这个问题已经思考了很长时间。他说，加氢站的氢气被压缩了700公斤。氢是世界上体积能量密度最低的物质，只有压缩才能增加其能量密度。700公斤的压缩是什么概念？汽车轮胎的压力只有5-6公斤。目前，车载储氢罐使用的碳纤维材料价格昂贵，在氢气压缩过程中可能会出现损失，这是全球业界的共识。此外，氢气是最小的分子，也是最容易泄漏的气体，氢气是世界上爆炸范围最广的气体。不到4%是安全的，超过73%只着火不爆炸，4%到73%在遇到火星时爆炸。因此，在大量汽车停放在地下停车场等封闭空间的城市中，罐装氢气不适合作为公众广泛使用的能源。在露天空间，氢气泄漏不是问题。一旦发生泄漏，它就会冲向天空，给司机和乘客足够的时间逃生；

但在地下室这样的封闭空间里，如果一辆氢罐车泄漏，十几辆电火花车就会爆炸。如果地下室里有很多氢罐车，整个建筑都会被摧毁。有人说氢罐是安全的，但氢罐和燃料电池之间总是有一个连接点。如果有任何连接点泄漏，将会发生灾难。最近发生在韩国的储氢罐爆炸和挪威的加氢站爆炸都是由于这些原因。因此，刘科建议立法禁止氢罐车在地下车库停车。另一个困难是加氢站的建设。刘科是美国能源部加氢站的项目负责人。在美国设计加氢站时，要求有安全距离，在一定范围内不得有住宅。如果我们在深圳建造一个每天可供应300辆汽车的加氢站，按照今天的安全标准，加氢站将需要大约8英亩的土地。深圳将每英亩花费1亿元建造一个加氢站，未来地价将不够。如果在半小时车程外的郊区建一个加氢站，来回加氢需要一个小时，那么没有人会买这辆车。自20世纪90年代以来，美国的氢能和燃料电池技术已经消耗了数百亿美元，但并没有通过储氢路线解决这些问题。在中国氢能非常火热的时候，一方面到处烧钱，另一方面氢能的整个系统工程还没有完全理解，这很容易导致产业发展的战略方向出现偏差。记者还问刘科，既然你认为甲醇是制氢的最佳原料，那么甲醇的成本和来源可靠吗？刘科表示，甲醇是目前世界上最好的制氢材料，得益于“页岩气革命”。2010年，世界突然发现了200年都用不完的天然气，美国的天然气价格从1700万英热单位暴跌至150万英热，目前平衡在3美元左右。天然气是生产甲醇的最佳原料，比煤制甲醇便宜，这意味着世界上仍有200年的甲醇无法用完。现场将天然气转化为甲醇的成本仅为每吨750元。此外，从运输的角度来看，固体和气体都是不可接受的。液体燃料始终是人类运输的首选能源。液体燃料可以在陆地上通过管道运输，跨海运输成本低，并且可以在储罐中长期储存。

说到这里，向华博士兴奋地插话道， “刘院士提到了这两点，这是我改名为‘水氢机’的重要原因。有必要明确区分罐氢的技术路线。当时，向华提出与刘克院士团队合作，进一步提高甲醇在线制氢技术在驱动燃料电池中的应用各种各样的领域。今年，国家有关部委已出台文件，将甲醇作为清洁能源的主要方向。为了加快水和氢发动机的产业化，上海和积德致力于打造水和氢制造平台。以甲醇为原料的水氢发动机产业化已经悄然开始，山东渭河年产10万套AH7500水氢动力模块项目即将建成。在刘克院士和国际欧亚科学院专家院士的大力支持下，水氢发动机的产业化将加速推进，中国氢能产业化的第一个曙光将从此升起。

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