氫燃料電池石墨雙極板用在汽車是負污染
我們國家目前的石油對外依存度逐年升高,到2018年對外依存度接近70%,前段時間美國要對伊朗進行石油封鎖,這樣會影響到我們國家的能源安全,特別是石油這么大規模對外依存度
前一段時間工信部副部長到廣東做氫能源產業調研發表觀點,我們國家發展新能源汽車是戰略問題,到2018年時候接近100萬輛,對于新能源汽車這幾年鋰電池汽車發展得非常迅猛,當然也帶來了相應的問題。
我們大家印象非常深刻的是,特斯拉在地庫里自燃,引發周邊燃燒,鋰電池汽車發生燃燒,這樣引發了社會非常廣泛的關注。作為鋰電池,這是汽車行業存在的廣泛共性。
另外一個方面,現在也是比較難以解決的問題,就是利用電動汽車和廢舊電池進行儲能,我個人的觀點,可能在實際操作當中會面臨很多難度。比如電動汽車拆下來的電池性能參差不齊,集中大規模儲能的時候安全問題會引起更多的關注,一旦出事,會引起更大的問題。
氫能源其實主要集中在汽車領域,我們國家的汽車保有量非常高,2018年已經達到2.4億輛汽車。汽車在總的環境污染當中占的比例也非常高,我們面對空氣污染問題非常嚴峻。這跟我們國家能源結構密切相關,煤炭占一次能源比例非常高。煤在發電的過程通過燃燒會產生氮氧化物、硫化物、二氧化碳,煤的清潔利用,氫能是很好的方案。
前兩天我在大同,大同要做“產煤不見煤”新的能源產業的典型,這個確實比較難,而且大量煤的使用量。氫能對于整個產業的一次能源的轉型提供了一種思路,也就是我們可以把煤這樣一種固態燃料變成氫氣固態燃料,用在交通領域,會帶來很大好處。因為煤轉化成氫氣過程中,不會有氮氧化物、硫氧化物排放到空氣當中,對于我們改善空氣質量是有非常大的幫助。這是我們氫能產業希望它能達到這樣產煤不見煤的趨勢。氫能產業真正引起關注的是我們在交通領域,即汽車領域。目前專注于氫能產業的,從國際上講,國際上主流的汽車生產廠商都在關注,而且已經持續關注20、30年了。
對于我們國家來說,其實氫氣的產能是非常大的。我們國家到2018年氫氣的產能接近2000萬噸,但是我們這么多的氫氣去到哪里?基本上是作為我們工業過程用氣用掉了,工業合成氨、合成甲醇、石油煉化等于過程中用掉了。
山西是最大的焦炭生產的省份,生產焦炭的過程中也產生氫氣,也沒有完全用完,可以拿回去,把它燒掉,用它的熱能,但沒有把它真正算成氫能,只作為熱能。真正使用氫氣使用就是航天,利用氫能。但是氫氣整個使用環節當中占的比例非常小。
氫能和燃料電池密不可分,把氫能作為燃料燒掉,也會產生氮氧化物的排放。但把它作為一個電化學的應用,用在燃料電池上,這個過程就不會產生排放,只有水產生,這個過程是一個完全清潔的。
燃料電池汽車是負污染
最近幾年為什么國內對氫能的熱情突然高漲起來,跟國際上氫能汽車產業化進程密切相關。2015年豐田發布了量產車型,受到了業內廣泛的關注。這幾年國家清能產業蓬勃發展,這里要講一講氫能源汽車的好處。
氫能源發動機其實是具有電池的特點,也具有傳統內燃機的特點,比較了傳統燃油發動機,以及氫燃料發動機兩個系統的對比。散熱系統,有后面的發電系統,是這樣的一個過程。它的核心只是在氣缸、燃油在氣缸內燃燒推動活塞運動產生動能,只要使用空氣作為氧化劑,空氣中的系統,同樣也有散熱系統,后面產生的電能通過變電,供到終端使用端這么一個環節。
區別是核心的部分只是發動機。這個架構上和我們汽車燃油發動機非常類似,但是它的原理跟電池一樣,是電化學的原理。通過這樣原理,電動汽車相比,它有非常多的優勢。
與鋰電池車比較,能量密度高,每公斤可以到1KW以上,相對于燃油發電機系統,效率非常高,燃油效率可以到20—30%,燃料電池可達40—50%,能量使用效率上講有優勢。
當然燃料電池汽車最大的優勢是清潔,它的使用環節是只產生水,叫做零污染,實際過程當中是要使用空氣,空氣含有污染物,包括顆粒物,燃料電池要經過化學工藝,經過加濕,排出的空氣是非常清潔的。這個環節可以叫做負污染的使用。
從氫氣的產生過程講,即使用煤制氫,也不會產生硫氧化物。回收環節里面主要是固態這樣的物料,不會產生有機物、揮發物這樣的污染,回收也簡單。
另外兩個優勢,就是相對于鋰電池車而言,一個是它不改變用戶使用的習慣,我們加氣的時間,跟加油是相當的。正常加氫跟加油一樣,特別是駕乘體驗上也是,使用鋰電池車有里程焦慮,或者在北方到冬天不敢開空調,燃料電池車只是氫氣瓶當中氫氣儲量有關系,沒有這樣一些顧慮,中間供暖是使用燃料電池。這些優勢相對于鋰電池車而言,使用上是有一定的優勢的。

