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刘科院士:甲醇是目前最好的制氢材料

时间:2020-07-22来源:未知 作者:国产新能源纯电动汽车点击:
全球汇氢英,港城创将来。2020年7月10日,由张家港市人力资源和社会保障局、飞马旅集团结合主办的2020长三角国际氢能家当人才峰会暨张家港氢谷人才打算发布会盛大召开。 本次会议迎来了国表里一百余位氢能手艺研究领军者、行业龙头企业代表、知名高校院所学

  全球汇氢英,港城创将来。2020年7月10日,由张家港市人力资源和社会保障局、飞马旅集团结合主办的“2020长三角国际氢能家当人才峰会暨张家港氢谷人才打算发布会”盛大召开。

  本次会议迎来了国表里一百余位氢能手艺研究领军者、行业龙头企业代表、知名高校院所学者、势力学术组织会员、氢能立异创业团队及高端人才共聚张家港,一路洞察家当先机、把握政策走向、对接高端资源及氢强人才,合力为张家港氢能蓝图赋能。

  2020长三角国际氢能财产人才峰会暨张家港氢谷人才规划发布会

  会上,澳大利亚国度工程院外籍院士、南方科技大学洁净能源研究院院长刘科带来了出色致辞,以下为嘉宾谈话实录:


澳大利亚国度工程院外籍院士、南方科技大学洁净能源研究院院长刘科

  尊敬的沈院士,列位带领,很欢腾有这个机会受好同伙的邀请来这里跟人人分享氢能与甲醇经济。其实我可能算氢能范畴里边的一个老兵了,20年前我在美国连着三年做过全美的氢能和燃料电池峰会的主持,我回国前在美国写了一本书,可能是如今全世界制氢方面最新的一本书吧。我本身一向是做洁净能源的。

  我今天分享的内容是把氢能和甲醇连系起来。中国今朝面临的一个很大问题,我们的石油不敷,我们如今整个中国的石油总储量是6.79亿吨,前20年还勉将就强能产2亿吨,到2017年降到1.9亿吨,两亿吨都没法维持,能源问题怎么解决?前20年大量的企业投资电动车,我们进展用电动车来代替燃油车,然则我今天给大师讲讲,电动车的汗青。今天氢能首要解决交通范畴的问题,从电动车成长过程中吸取一些经验和教训,也能够知道往后成长氢能要抓住哪些焦点,因为人人当今都在说燃油车、电动车、氢能车。

  1. 成长新能源首要是解决石油危机与情况污染问题

  如今电动车碰到一点问题,其实电动车一是解决中国的石油、能源不敷问题,二个是缓解雾霾的问题。其实,电动车一点都不新,一百年前纽约大街上跑的电动车远远多于燃油车。

  中国除了石油不敷之外,前些年我们还碰到了雾霾的问题,所以我在2015年写了一篇科普性的文章,此刻成长新能源就是解决两个问题,氢能也是解决两个问题:

  第一,解决石油不敷的问题;

  第二,解决情况污染的问题。

  2. 电动汽车短期无法代替燃油车,除非手艺有革命性冲破

  我先跟大师讲电动车为什么没有战胜燃油车的几个原因?

  第一个原因,搞能源的人人都知道叫能量密度,汽车上讲的是体积能量密度,不是重量能量密度。氢能它的重量能量密度是所有里边最高的,然则它的体积能量密度是最低的。而对于汽车汽船来讲,更主要的是体积能量密度,油箱都是1立方米,什么样的能源能跑最远。而汽油是几多呢?8600,柴油是9600,甲醇是4300,这是为什么人类到三十年月没有选电池的原因之一。

  第二个原因,往后氢能大有前景,然则我不认为气体是人类的能源载体,未来可能是各类各样的液体。为什么液体是人类最好的能源载体呢?是因为液体在路上能够管路输送,海上或许跨海输送。今天的高压气体放置7天都放不了,你停到飞机场要出差七天回来今后,你氢气跑的差不多了。所以这个是很主要的一个身分。

  液体能源,第一是能量密度高;第二是路上能够管路输送;第三是海上能够非常廉价的跨海输送。我记得在美国的时候,我算了一个数字,假如要拉一船汽油,从休斯敦的炼油厂拉到上海港,假如加油费用6块钱一升,运费成本可能6分钱。你可能不相信,液体能源最大的优点是装船的时候管子一接,不要人工,到了上海港大泵一加,路上耗的就是油费。液体燃料跨海输送这种超等的廉价,就导致了这个世界上产石油的处所只有这几个处所,然则任何一个角落都邑开车的最基本的原因。

  第三个原因,人类已经花几亿美金建成了大量的根蒂举措,这个根基措施人类不会随意的摒弃,就是电动车没有胜出燃油车的原因之一。

  那么为什么人类第一条流水线是福特的流水线呢?

  是因为内燃机生产一台很贵,然则你知道它怎么设计之后,到今天一台的成本是2300美金。傍边国的电动车从2016年的51.7万辆增加到2017岁尾的79.4万辆,这个小小的28万辆的增量,记住全中国的汽车产能是2900万辆,这个1%产能的时候,什么发生了?全世界的钴价钱翻了四倍,锂价钱翻了一倍,这是全世界,不是中国的。什么意思?当电动车继续产量增加的时候,这个价钱就会升高,这也是为什么到了2018年第一个季度,比亚迪的利润狂跌83%的首要原因,因为它不具备量产越大越廉价的前提。然则氢能有这个特点,量上去能够价钱降下来,这是两个分歧的一点。

  我先讲电动车,后面再讲氢能。

  最后一个,如今我们经常说能源,说电动车是洁净能源,要郑重,因为今天中国的电67%是靠煤发的。到了2050年全中国的发电量根基一半以上照样靠煤发,所以外面上是电动车,实际上是煤炭车。你煤炭车清洁照旧自然气开车清洁,这个你不消算都或许出来。

  还有一个问题,电动车目前电池很少有靠收受锂等赚钱的公司,这是什么概念呢?北上广深此刻为了鼓励各人买电动车,买电动车不需要摇号。今天中国电动车或者寿命7年摆布,用够7年了,给农民卖曩昔,行,这几百万辆电动车开掉,比亚迪的电池重量或者500-800公斤,未来到村头、田头里面,收受不收受?小我没法接管,卖车的时候就已经补助了,收受要不要补助?若是不补助,当几百万辆分布在中国的大地,未来污染地盘、污染水,那是情况的灾难,所以未来电动车必然要做电池收受,即使国度亏钱也要做,然则如许不息的补助下去,什么时候是个完?

  所以我认为,在局部像电动车、公共汽车这些方面有前景,然则想要大规模成长,在此刻的情形下,除非手艺有革命性的冲破,否则想要它完全庖代燃油车,短期之内可能性不大。

  因为电动车的这些问题,或许一年多以前,两年前的容貌,李克强去日本考查氢能了,国内舆论倏忽转向,氢能热起来了。那么氢能和电动车比拟有它的优势:第一它的发电效率高;第二假如量产,这是它和电动车最基本的区别,量产今后,燃料电池的成本或许降下来,因为它固然也用贵金属,然则量产今后收受非常轻易,所以这个是它的最大的长处。

  3. 甲醇是今朝最好的制氢材料

  然则当今约束氢能成长的原因在哪?其实这个我为什么讲呢?20年前,我连着三年做美国氢能燃料峰会的主持人,其实氢能的热不是今天热起来。2000年的时候小布什总统在国情咨询会上,面临全世界的媒体,讲到今天晚上公布当局拨款12亿美金,每个公司可能花几十亿美金,下来上千亿美金砸进去,15年今后开展的汽车就是氢能源汽车。为什么氢能源汽车,2000年的时候总统都在推?其实当初我在做国际氢能协会理事的时候,在北京开过一次会,胡锦涛总书记和德国总理都列入了,没有一个会议两国度元首都加入的,其实那一段时间氢能就热过一段时间,那时他们邀请我来北京列入,我有非凡情形没列入。

  它成长不起来,我再说一点,它其时为什么成长不起来,原因在哪呢?

  很主要的第一点,氢能是体积能量密度最小的分子 ,并且它是最易泄露,范畴最宽的爆炸局限,什么概念?我们在美国这些实验都做过了,一个汽车,我们有心汽车露天停在那,超强步***一***打过来,露天没问题,一条火龙冲上天,驾驶室是平安的。然则在密闭空间里面,若是一旦它泄露,它的爆炸局限是很大的,小于4%是平安的,宽泛的局限一遇火星就爆炸。所以这个中央大师要谨严,就是说气体是欠好用的。那么氢气制造成本很低,然则储用成本很高,所以第一它储用成本高。

  第二,就是氢气在出租车、公共汽车应用,永远在地面上开的车没有问题,可是当北上广深停在地下泊车场的时候,假如有一辆车炸掉,整个楼都要炸掉。此刻在我国氢气要过地道的时候,大量的气体氢是有必然的划定的,全世界都有平安规程的。

  第三,因为有这个平安规程,它相对来讲加氢站的占地面积就角力大,在地价很贵的处所,北上广深这些处所,未来这块也是一个很大的成本。

  怎么办呢?不是没有法子,未来燃油车、氢能还有它的前景,前景照旧光亮的。然则我感觉完全用高压罐氢这条路有必然的市场空间,就是不进关闭空间,不进地下室的车或许,其他的车怎么办呢?这就是一条路,回到我们甲醇经济了。

  其实往后人类在哄骗氢能的时候,你不需要在车上装着高压罐,你车上就装一罐甲醇就行了。

  甲醇能够从自然气制,能够从煤炭制,他们大连化物所70周年庆典请我去做主题演讲,他做的用太阳能把二氧化碳和水转成甲醇,甲醇不管怎么用,都酿成绿色能源了,这一块就是把它转成甲醇今后,未来人类也可能研发其他的液体,可是今天为止甲醇可能是最好的,为什么?一升甲醇和水反映,或许放出143克的氢。

  冷凝是非常耗能的一个过程,并且你弗成能温度老维持那么低。然则即使那样做,也只有72克。所以我装一升甲醇在车上,相当于装两升的液氢,在车上就需要在线转扮装置。我们认为这是将来的一条线路,因为20年前我在美国的时候,全世界第一辆汽车在线制氢的燃料电池汽车,是我在尼桑和壳牌花了几百亿美金已经制成了,为什么没有发生?甲醇太贵。

  甲醇的成本70%是自然气的成本,有200年用不完的自然气,就有200年用不完的甲醇。而中国的甲醇是煤来制,所以甲醇是一个取之不尽,它是个能源的载体,就像氢气平常,它只是一个载体。这个世界没有氢矿的,它必需耗其他能源来制,甲醇只要有此外能源都能够制,自然气、煤炭、石油、电能都能够制。

  有了这个,其实汽车制氢这个都能做成的话,甲醇在线制氢比汽油制氢都要简洁好多。如许做了今后,实际上甲醇和水重整,发生的氢气直接过程电堆发电,电就能够驱动汽车。哪用电的时候哪去制氢,同时发电,这是氢能的将来。

  当然今后发现更好的液体储氢材料,今天我认为最好的载体是甲醇。诰日发现更好的当然最好,然则它应该是液体,不该该是气体,因为液体的优势我适才已经讲过了。

  这是一条路,为什么?因为它每升的储氢量目前是最好的,别的能源的载体只有把它转成液体今后,今天所有的人类几万亿的根蒂举措的汽油站、加油站,涂一层涂料就或许用了,不需要花那么高的价格再去从头投资几万亿建氢站或者充电桩了,所以氢能大有前途,然则手艺路线要走对。

  因为这个身分,客岁全国各地搞了38个氢能家产园,那时科技报的刘亚东给我打德律,我想带一些专家到你那考查一下,到深圳今后我们做了许多交流。我原先觉得他们只是写一个简洁的陈诉,没想到到了7月3号,他俄然把我们这个采访放到我们科技日报的头版头条。我其时的概念,氢燃料电池大有前景,可是手艺路线要选对,当然加氢站也有它的市场,对于出租车、对于公共汽车,不需要进地下车库,不需要经常穿地道的车能够,可是对于那些要停在地下车库,或者要停在机场一个礼拜才回来,这种车高压氢不是选项。它有它的市场,然则万万不要说将来的汽车悉数是那样,我不相信。

  这个甲醇是把燃料电池的高效性和液体燃料的优点,两个连系起来,这是将来氢能的一个偏向。

  这一块本来也是我的好同伙,乔治·欧拉,他在90年月,原本我回国要请他来,然则其时年纪太大。我们交流好多,他其实在90年月就出了一本甲醇经济的书,然则其时美国为什么没有鼓起呢?是因为液燃气经济没有倡议之前,我们其时在GE,GE是卖燃气轮机的,效果自然气卖不动了,可是后来什么发生了?

  能源界多少事情非常有趣,到了2010年后,2008、2009年液燃气革命发生了,自然气从17美金狂降到1块5,我方才讲了甲醇的成本70%是自然气的成本,等自然气下降的时候甲醇的成本就低了。一旦把自然气转成甲醇,液体能源的所有优势都有了,一个事理,很廉价,这是我为什么到今天跟人人讲甲醇经济,比那时90年月讲就更符合,因为它有它的根蒂,而中国也有大量的煤炭,煤制甲醇是非常成熟的手艺。

  因为中国的自然气很贵,我们弗成能依靠自然气制甲醇,我们就使用各人的煤资源,当然电或许制甲醇,然则我跟你这么讲,氢断气对不新,每一颗化肥都是氢制的,今天没有一个炼油厂换电解水,因为自然气和煤制更廉价,因为若是你能制出更廉价的,这些炼油厂、化肥厂早就换电解水了。经济是决意一切的,到今天你要靠它,电价是零,经济上照旧不对适的,当然人类不克许可你用这些化石能源了,那是别的一个机会。

  怎么办呢?中国煤制甲醇的痛点是什么呢?只有好煤才能制甲醇,而中国大部门是劣质煤,只有效800一吨的煤来制。所以我们做的一个手艺,就是把煤里边的矿物质,在燃烧前给它隔离,这个液体燃料直接就制甲醇了,甲醇的成本可以下降。然则同时一个歪打正着的产物泛起了,我们煤里面分出来的矿物质其实能制好全世界最好的有机肥,做泥土改良。如许就能够用劣质煤来制甲醇,这就能够使得甲醇的成本用优质煤你制出来可能是1600-2000块一吨,可是用劣质煤可能能降到一千块阁下,就比汽油柴油廉价多了,用它制氢,经济上是完全可行的。

  4. 甲醇是自然气、煤炭和氢的能源运输的一个载体

  最后甲醇是自然气、煤炭和氢的能源运输的一个载体,它也是运输自然气的载体,气体在海上欠好运,把它转成甲醇,船就好拉了。别的甲醇与氢气比拟,能量密度高,储运平安。并且中国能够行使液燃气带来的盈余,哄骗我们充沛的煤资源,未来假如将来用可再生能源制甲醇成本能够降下来,那真的就是绿色甲醇了。所以这一块,就是说甲醇经济和氢能的连系,我认为是有可能改变解决中国石油不敷和雾霾问题一个最首要的路线。

  今朝我们其实做整个的工业链,第一我是怎么把煤制甲醇的成本降下来;第二比来我们给中国铁塔做了良多的供氢供电装配,为什么?5G的铁塔如今不及建的更多了,铁塔而今整个的国网和南网,天天就几度电,我给你拉半天,我赚不了几何钱,没有动力,所以铁塔公司你先给交两百万,我过一年两年有时间的时候再给你安,然则我花15万建一台发电机,我按期给你送甲醇,因为甲醇就像茅台酒日常,每一两个月加一桶,如许或许给你源源络续的供电。这个项目我们目前在扩展,因为如今5G几多万个这种基站,每一个基站下面,因为目下你拉的电,它还要放一个备用电源。

  我小我感觉从此甲醇和氢能的这种连系,很有前景。这一块进展未来我们跟张家港也可以合作,然后把这个真正的氢能放在这儿,因为我感觉氢能、燃料电池最大的益处就是效率是内燃机的两到三倍。

  感谢列位!

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