解密“金三角”路線

文AO記者 陳秀娟

EV路線、FVC路線誰(shuí)是未來(lái)主流？中國(guó)液態(tài)陽(yáng)光產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟的答案是水氫、碳收、回醇能源金三角。

近兩年，隨著新能源汽車的快速發(fā)展，關(guān)于新能源汽車的動(dòng)力取向出現(xiàn)分野——新能源汽車的未來(lái)，究竟是由純鋰電(EV)主導(dǎo)還是氫燃料汽車(FVC)主導(dǎo)？在2018年10月26日舉辦的液態(tài)陽(yáng)光產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟籌備大會(huì)上，這一話題被熱議并給出了預(yù)測(cè)。

“醇?xì)洵h(huán)鏈金三角”問(wèn)世

中國(guó)液態(tài)陽(yáng)光產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟的答案是這2種都不是新能源汽車的未來(lái)。該聯(lián)盟認(rèn)為，純鋰電(EV)汽車囿于充電時(shí)間長(zhǎng)、續(xù)航里程短、充電樁布局難等問(wèn)題無(wú)法深入推廣，另外，還有電池二次污染的利劍懸在未來(lái)，而以豐田、現(xiàn)代為主力推的氫燃料電池路線(FCV)又有氫氣的“制、儲(chǔ)、運(yùn)、加”及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)困難等難題。

對(duì)此，聯(lián)盟給出了一套全新的有效解決方案——“水氫碳收回醇封閉循環(huán)金三角”正是全面克服以上這問(wèn)題的一條新能源汽車的全新、完整、可持續(xù)、可循環(huán)的技術(shù)路線。

據(jù)記者了解，該聯(lián)盟由蘇州高邁新能源有限公司牽頭，由中科院大連化物所”“廣東合即得新能源有限公司”“深圳廣弘控股有限公司”等發(fā)起。蘇州高邁董事長(zhǎng)王建明是中國(guó)玉柴機(jī)器的創(chuàng)始人，人稱內(nèi)燃機(jī)大王，從業(yè)內(nèi)燃機(jī)事業(yè)已40余載，在石油時(shí)代為推動(dòng)中國(guó)的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力事業(yè)立于世界強(qiáng)國(guó)之林奉獻(xiàn)近一生的時(shí)間，如今年屆古稀他又敏銳地洞察到世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)，在氫燃料汽車領(lǐng)域重新出發(fā)。

王建明表示，工業(yè)革命以來(lái)，化石能源和內(nèi)燃機(jī)一直是能源和動(dòng)力領(lǐng)域的主角，它給人類帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也打開了資源枯竭、環(huán)境污染特別是溫室效應(yīng)的魔盒。而如今聯(lián)盟倡導(dǎo)的“醇?xì)洵h(huán)鏈金三角”技術(shù)路線，正是通過(guò)他多年反思，反復(fù)探索，全球調(diào)研得出的思路，即以甲醇燃料電池路線替代內(nèi)燃機(jī)，先在車上將甲醇裂解產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行車載回收，然后通過(guò)清潔能源電力電解制氫，最后和這些二氧化碳合成為甲醇，形成一個(gè)封閉的循環(huán)。這條技術(shù)路線將通過(guò)成立聯(lián)盟對(duì)全球優(yōu)勢(shì)資源進(jìn)行進(jìn)一步全面整合，在技術(shù)上攻堅(jiān)克難，很快將為行業(yè)、為國(guó)家探索一條新能源的示范道路。

為什么是金三角路線？

王建明指出，倘若金三角路線得以實(shí)現(xiàn)，將帶動(dòng)水氫車船示范、水氫模塊示范、碳收裝置示范、回醇裝備示范、碳?xì)浠卮己凸怆娔茉磸V布六個(gè)核心產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

事實(shí)上，金三角的邏輯經(jīng)歷了幾個(gè)階段：初始階段，高邁選擇重型卡車做新能源產(chǎn)業(yè)鏈的抓手，首先選擇電池作為對(duì)內(nèi)燃機(jī)的否定，在應(yīng)用端即終端實(shí)現(xiàn)零排放。

高邁隨后發(fā)現(xiàn)用電池作為動(dòng)力裝置也存在一些問(wèn)題：一是鋰與多種金屬一樣，同屬可能引發(fā)沖突性爭(zhēng)奪的有限資源；二是電芯制造屬高能耗、重污染產(chǎn)業(yè)；三是廢舊電芯的二次污染已經(jīng)逐步顯現(xiàn)；四是對(duì)電力需求的暴增必然導(dǎo)致煤電污染、電磁輻射污染、還有核輻射潛在危險(xiǎn)的急劇增加。

因此，高邁準(zhǔn)備選擇用氫發(fā)電裝置（氫燃料電池）。使用氫燃料電池驅(qū)動(dòng)車船可以實(shí)現(xiàn)零碳排，但也不能無(wú)視氫氣在制造、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、添加四大環(huán)節(jié)所需要的天文數(shù)字級(jí)別的巨額投資，而且安全隱患如同魔咒附身般始終存在。

最后，高邁提出“打造液態(tài)陽(yáng)光，構(gòu)筑‘水氫’‘碳收’‘回醇’封閉循環(huán)金三角”驅(qū)動(dòng)路線，這里面的三項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用要做到環(huán)環(huán)相扣，不可或缺。

水氫——車輛和船舶驅(qū)動(dòng)能源采用甲醇和水(所需比例為1：0.5625，簡(jiǎn)稱醇水燃料)，重整制氫或甲醇制氫的氫燃料電池(簡(jiǎn)稱水氫燃料電池，這一制氫過(guò)程簡(jiǎn)稱“水氫”)，可以規(guī)避氫氣在制造、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、添加等方面，由種種困難造成的不確定。

目前，水氫燃料電池已實(shí)現(xiàn)單元化和模塊化，誕生單元發(fā)電功率為5000瓦，體積約為長(zhǎng)×寬×高＝1.2米×0.3米×0.3米，重量約為60公斤的樣件。按所需電功率計(jì)，重型卡車約需配裝水氫燃料電池模塊40塊，大型客車約需配裝20塊～30塊，萬(wàn)噸輪約需配裝2000塊。

碳收——甲醇和水重整制氫或甲醇制氫會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，應(yīng)通過(guò)制冷壓縮——制冷至攝氏零下20攝氏度，加壓至20公斤；實(shí)現(xiàn)液化回收。這一制冷壓縮后回收的過(guò)程簡(jiǎn)稱“碳收”。

以重型卡車為例，車載1.56噸醇水燃料，滿負(fù)荷行駛800公里后，液化回收的二氧化碳為1.38噸，所需桶狀容器的直徑約為1.2米，長(zhǎng)度約為2米。

值得一提的是，添加醇水燃料和卸載液碳事項(xiàng)在全球任何加油站均可進(jìn)行。

回醇——將液化回收的二氧化碳零距離地與電解水或太陽(yáng)光直接分解水制成的氫，反應(yīng)生成與水氫所需比例完全相同的醇水燃料。這一碳?xì)浞磻?yīng)制成醇水燃料的過(guò)程簡(jiǎn)稱“回醇”。

由于在回醇生成的醇水燃料中，甲醇與水的比例與水氫燃料電池所需用的醇水比例完全相同，因此，不需要對(duì)甲醇和水加以分離。電解水裝置和碳?xì)浞磻?yīng)合成醇水燃料的裝置可以安放于集裝箱內(nèi)，能夠制成可標(biāo)準(zhǔn)化、可單元、可移動(dòng)、可撬裝、可與分布式能源一體化構(gòu)成分布式碳?xì)浜铣纱妓剂系男⌒突?chǎng)，簡(jiǎn)稱“回醇裝置”。

王建明指出，車船使用醇水燃料后，該能源產(chǎn)業(yè)鏈自始端生成至終端應(yīng)用，除全程實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)有害物(顆粒物和氮、硫氧化物等)，排放為零以外，二氧化碳被永遠(yuǎn)封閉、永遠(yuǎn)循環(huán)使用，排放自然也為零。與此同時(shí)，還將實(shí)現(xiàn)核輻射、廢舊電池和電磁輻射等三項(xiàng)污染(或潛在危險(xiǎn))趨減。

王建明指出，金三角路線的直接特征有三：第一，用氫不載氫和用氫不見氫；第二，需用少量輔助電池，不需要外線充電，用電不見電；第三，實(shí)現(xiàn)全面零排放。

可喜的是，目前支持金三角路線的科研成果已初具成效——甲醇與水重整制氫的水氫燃料電池技術(shù)已逼近應(yīng)用示范。

金三角路線的四大經(jīng)濟(jì)價(jià)值：

第一，此閉環(huán)中不直接使用氫氣，用戶將完全規(guī)避直接使用氫氣的不確定性，將迅速帶來(lái)氫燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用和制造成本大幅度下降。

第二，此閉環(huán)中車輛添加的是甲醇和水，既無(wú)需增容，又無(wú)需充電，將使用戶擺脫對(duì)電力增容和電力設(shè)施的等待，將大幅節(jié)約對(duì)電力系統(tǒng)的投資。

第三，此三角封閉循環(huán)的“碳收”與“回醇”，將強(qiáng)力推動(dòng)分布式能源的蓬勃發(fā)展，推動(dòng)光電和風(fēng)電的廣泛應(yīng)用，大幅增加各相關(guān)方的經(jīng)濟(jì)效益。

第四，將拉動(dòng)一批新興產(chǎn)業(yè)或成萬(wàn)億地大規(guī)模發(fā)展。