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中國甲醇重整制氫燃料電池的探索之路

鉅大LARGE  |  點擊量:3202次  |  2019年11月29日  

甲醇重整制氫燃料電池汽車一直是業內爭議的焦點話題之一,一方面由于甲醇重整制氫燃料電池汽車具有不受加氫站建設落后的制約,氫氣即產即用,對氫氣純度要求不高等優勢;另一方面其存在系統復雜程度增加,體積重量變大,需要額外的控制系統完成動態調控等劣勢。


事實上,甲醇重整制氫燃料電池在海外經歷了長達10年的低潮期,僅僅在備用電源領域有所應用。而國內從2010年起,開始有企業對此關注,做相應的研究,并從2014年開始逐步推出產品。


2018年10月25日,由東風特汽和蘇州氫潔電源科技有限公司聯合生產的,基于甲醇重整氫燃料電池輕型卡車在昆山舉行商業化運營投入儀式。據悉該車型已于2018年12月上榜工信部《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》(2018第12批),產品型號為東風汽車公司的T7廂式貨車,載重量為7.5噸。


2019年年初,搭載中氫新能甲醇重整制氫燃料電池系統的物流車在浙江湖州正式投入商業化運營,該輕卡為東風汽車的中型廂式貨車,載重量為2.605噸。


此外,海得利茲現已研制出高溫質子交換膜、高溫質子交換膜燃料電池膜電極及高溫質子交換膜燃料電池電堆等專門針對高溫燃料電池的產品;上海合既得于2010-2011年成功開發出第一代醇水富氫機,采用的是甲醇水催化重整技術,利用自主研制的新型催化劑實現從甲醇水到氫氣的轉化。


在當前質子交換膜燃料電池風頭正盛之時,想從中分一杯羹著實不易,甲醇重整制氫燃料電池未來市場前景到底如何?


據業內人士分析,與傳統燃油汽車相比,甲醇重整氫燃料電池汽車具有明顯的節能減排效果,其使用成本和購置成本相對純氫燃料電池汽車也更低。從運營成本來看,目前純氫燃料電池汽車的制氫成本大約為2元/kWh,如采用電解制氫方式成本將更高,這其中還不包括氫氣儲存、運輸和加氫站的投資及運營費用等。


對于甲醇燃料電池客車來說,采用的甲醇混合液成本約為1——1.5元/L,折合為0.9——1.3元/kWh,燃料成本低于氫燃料電池,接近純電動客車的電費成本(1.2——1.6元/kWh)。


中氫新能總經理周明強表示,甲醇重整制氫燃料電池技術應用場景非常廣泛,除了應用于汽車動力、移動充電、分布式能源、高品質電源、應急備用電源和船舶動力等六大板塊外,在工業叉車、偏遠孤立地區分布式能源保障、特種電源、不容許攜氫罐進車輛進入的密閉或地下空間會有市場需求空間,未來加氫站普及也可以靈活組合應對。


然而,甲醇重整制氫燃料電池最大缺陷在于效率低、體積大、催化劑和膜的技術問題未得到有效解決,同時它還面臨著產業化的問題。為了滿足高溫甲醇重整器與高溫電堆的匹配和工作穩定性,甲醇重整制氫燃料電池的核心部件和控制系統更加復雜。


對此,海得利茲副總經理郭志斌博士認為,目前質子交換膜燃料電池與甲醇重整制氫燃料電池可以優勢互補,應結合應用場景去選擇不同的燃料電池產品。


同時,郭志斌表示,從國家層面上看,甲醇重整高溫燃料電池技術也曾多次在相關政策中被提及,國家政府亦有其戰略規劃和想法,能否成為主流技術最終還是由市場進行選擇。


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