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中国地大程寒松:氢能商业化运作面临四大挑战 2016-12-01 14:15:23

摘要:中国地质大学(武汉)可持续能源实验室主任程寒松在储氢及加注分会场上表示,从长远发展来看,氢能商业化运作面临四大挑战。

 
        能源新闻网讯 2016中国国际能源峰会暨展览会于2016年11月28日-30日在北京国家会议中心召开。中国地质大学(武汉)可持续能源实验室主任程寒松在储氢及加注分会场上表示,从长远发展来看,氢能商业化运作面临四大挑战。
        以下为程寒松演讲文字实录:
        程寒松:然后,清无污染,现在应用都是很清楚,车载应用,智能电网等等可以的,用处非常的清楚。但是,这个氢长期被认为很难成功。一个主要的原因就是大家认为,他面临4个主要的挑战。第一,我们有没有足够的氢。第二,可以不可以常温下面运输呢?第三,燃油电池可以不可以足够便宜?效率足够高。寿命是不是足够长?最后一个。有很多的脱氢,液燃器,现在大量氢气可以出来,现在就是白白烧掉。另外一个方面,可以通过电解水的方法,这个就是非常非常成熟的技术。那么,为什么电解水?因为我们很多的能源,比如说水电,风电,太阳能,这些都是可以浪费。如果可以通过这个电解水的方法,我们可以得到这个氢,这个也是非常重要的一个来源,究竟需要多少氢?每年1200就可以了。那么,我们现在这个氢公司,正在做一个工艺包,每天可以生产5吨氢气。这个量不大。但是,这个用处还是相当大。那么,第二个就是什么呢?燃料电池大家讨论很多,这个寿命超过2万多小时,这个已经不是一个问题了。
        OK,成本呢?我们知道丰田这个车,36万一台,5年以后,这个车就是20万,已经跟传统车的现在这个车已经差不多了。刚刚谈到了4大挑战当中2个挑战。可以不可以常温下把这个氢储存起来呢?首先就是运输的问题,就是真正制约发展的一个问题,就是我们知道怎么产生氢?怎么用氢气?但这是一个头疼的问题。国际上面采用主流技术,就是高压。还是相当的厉害的,除了成本以外还有一定的安全隐患。中国现在的在350左右。这样的话就可以不再需要压力。同时,这个技术和要求呢?比这个材料整个过程当中,业态当中实现。为什么要业态?因为只有业态才可以跟我们的现在的能源基础设施是匹配的。怎么做到这一点?通过吸附的方式,这个通常来说,物理吸附比较的弱,没有足够的吸氢量,化学吸的太强,这个吸上去了以后下不来,通过量子化学的方法,找到一些材料,过去几十年当中有很多材料找到了。很多的材料就是这个材料。那么,有一类材料是一些液体。那么,为什么是液体?这个是一个纯典型的例子,这个是6个炭,6个氢。这个反映是一个可逆反映,450个以下,这个缓解完变成这个。一旦把这个弄成以后,这个都是汽。第二个,这样高的温度之下,这个有可能发生破裂,一旦破裂了以后,就不存在一些情况。这个情况下不可以直接跟燃料电池对接的。也改变说,这个不是好的属性载体,我们通过量子化学的方法,找到一系列的新的材料,这些材料都是可以在比较低的情况下释放出来。那么,其中有一个材料,就是第一代产品,美国最先做的,这个分子研究很多的。但是,这个有一个好处,这个也是把完全氢化以后,120度以下,可以把这个释放下来。200度以下,可以把这个氢全部放一下,整个过程催化剂表面上面进行。也是把这个给他一定的温度,这个就是可以释放出来。那么,这个是一个视频,这个视频还是有意思的,所以,我在这里给大家演示一下。放出来的纯度就是这么多,我们在上海这个国家的这个研究院。再来一次。所以,这个可逆性很好的。
        我们可以对照一下这个技术目前在日本跟德国什么样子的情况?日本,现在大量的事件出现不想进入更多的体系。那么,他们希望用氢来发电,怎么做呢?大概就是欧洲,澳洲,非洲,新西兰,就把这个进行反映,就是把这个缓解完,这个是一个液体,运回日本,就是可以大规模地运输,大家把这个氢放出来,这个要求温度很高,大于400度。然后,这个反映非常的慢,也是导致了一些反映。所以,这个材料不可以直接用的。那么,这些气体就是把它烧掉,就是用来发电,所以,这个问题不大。这个是德国做过报告,这个就是美国做的第一代技术。那么,只不过这个脱氢温度低一点点。但是,使用很多催化剂。动力学比较的慢。这个每分钟就是0.7升这样的氢气,比我们这个材料的动力学大概慢20倍,除此以外,还有一些反映,就是高温之下,这个尽可能断下,所以,三个环变成两个环,两个环变成一个环。
        那么,我们这个材料跟美国做第一代一样的,你把氢放上去就是一个液体,把氢脱出来了以后就是一个固体。那么,我们现在这个材料就是反映前,反映后,常温材料下这个也是可以的。所以,这个已经是什么呢?如果需要我愿意看一下这个视频,说明非常的稳定。可以用打火机烧这个材料,烧不着。一般的这个液体,比如说汽油,这个有一些催化剂,经过这个催化剂以后,这个气体就是跟载体分开了,这个就是燃料电池。这个载体就跑到另外一边,就是到加氢站抽出来,再放上去。用这种方式就是完全可以运用现有的能源构架,不需要做太大的改变。那么,从而解决了这个能源构架的问题。那么,这个材料有多少氢,今天可以做到什么?每一升60克到62克氢,我们跟其他的来讲,把这个氢弄到53度,每一升70克。这个每一升39克氢,常压可以是60到62,这个储氢的力度非常高。
        我们8升油箱是高与丰田这个量。那么,我们知道的,对于丰田来说,最喜欢说的,就是一次加入这个行使里程达到多少?这个美国能源网站上面下载了一些数据。这个丰田可以到650,为什么说一下这个行使里程很长。这个越少越好,我们可以看一下,这个究竟需要多少?我们知道在日本,每一个加氢站500万美元以上。为什么这样的贵?因为日本经常发生地震,所以,必须加固这个加氢站。今年年底大概日本有93个加氢站,5年以后,日本300个加氢站,日本需要多少个加氢站?需要这么多加氢站。5年以后,离这个最终数目很远。这个需要很长时间才可以落实这个,才可以普及这个技术。这个有三辆就烧起来了,这个一旦发生燃烧后面有什么效果?这个后面两个罐,所以,还是有相当大的安全风险,用我们的可以烧起来,不会炸起来,这个是非常大的一个。大巴也是一样的,我们下面也是有锂电池,上面就是350个那个。另外,用业内的属性,实际上我们可以直接用液体,一旦发生燃烧。那么,可以烧起来,但是不可以炸起来,这个有一个很大的优点。
        我谈到一个储问题,一个兆瓦级以上,一般都是什么呢?电池,或者是高端蓄水,还有压缩空气,到百兆瓦级。第一代材料这个预测,一个10兆瓦时储能,可以抽上去,过程20个上面,压缩3400立方米,或者用30立方米电池,所需要5吨这个材料,这个意味着两个问题。第一个,这里只有这个材料是可以移动的。而其他的是不可以移动的。第二个,那么,这是每天加氢脱氢5吨后面是一个像样的化工厂,这个是50吨,500吨,5000吨,我这个后面也是加一个现在50吨这个材料,这个是100兆瓦时。所以,大规模的储能用这种方法更加可能。那么,有一些什么好处?因为我一旦把这个能量变成了转化成氢,氢储存在液体里面可以在车子上面用。所以,这个就把原来传统的那个储能变成电到汽这个储能,这个可以就地消纳很多不可以上网的一些。
        不管这个从哪里来的?传统的那个,还有其他的方式得到了一些氢,或者是有可再生能无论是太阳能,还是风能,还是水电,都是可以通过电解水得到氢。这个是建的一个工场,这个工场里面是什么呢?把这个氢气和载体在上面,弄好了以后,上来了以后就是加上去。加上去了以后,实际上现在不再用原来的再弄氢了。可以用塑料桶来装氢的。也可以用管道输送,也可以用那个输送,运输角度面来说,一个30吨的车,这个运氢量相当于4个鱼雷罐这个车所装的量,这个量非常大。运输非常的方便,也是比较的安全。有这个液体了以后,我们可以把它用来做很多的事情。这个里面是现在正在做的一个项目。第一个项目跟江淮汽车有关的,这个车今年年底,明年一月份,这个概念将会出来,工程量会出来。那么,这个是现在做的一个项目。那么,我们也是希望可以用这种方式可以做一些小区热点连共,跟江淮汽车签一个合同。这个是9月20号做的一个车,这个车跟同济大学一个团队合作,这个车本身在武汉一个公司,现在运行几百公里,很多优化需要做,做完了以后,现在把这个正好拆下来了。我们明年2月份到3月份有新一代的东西会出来。这个车在其他的性能都应该跟正常的差不多的,所以,这个车将来有兴趣,三月份可以到武汉来参观一下。
        这个是泰歌号运行,说明这个车就是动的,这个是开80公里每小时,这个也是没有问题,整个系统工作还是不错的。所以,我在这里没有办法显示。现在也是电结水,在云南水电非常的多,每年500亿到600亿,我们希望用这种方式来做一个示范,把这个可再生能源电解水。这个也是结合的,那么,这个热点连供应。那么,通过这个示范把这个变成电转汽,这个项目明年6月份可以完成。这个跟现有能源基础设施非常的相近。
        最后一分钟讲一下这个成本的问题,大家很关心的问题,我们现在就来讲这个问题,比如说,我有两个方式,三种方式来运行。我通常就是高压的方式,把这个增压20兆瓦,这个才可以放这个鱼雷罐。这个里面再增压,70个兆帕增加到90个兆帕,35个兆帕,增加40个兆帕。然后,再放出来,也是可以液化,液化太贵了。用这个方式进行催化,然后,再车上放出去。整个过程谈一下成本,这个都是10块钱一公斤拿到的。A是35兆帕,B是70个兆帕。那么,加氢站这个成本没有办法估计,这个与地点有关系,这个就是什么呢?就是实际的材料成本。那么,这个加起来了以后,用这个方式,我们这个方式包括所有的建工场,埋土地,做各种各样的人工成本加起来。那么,我们这个100公里以外,23.3块钱,那么,其他就是这么多钱。
        那么,这个是我的一个地质大学一个团队。谢谢。(能源新闻网)