對話劉科院士:碳中和需要經(jīng)濟(jì)學(xué)常識和數(shù)據(jù)決策

文章來源:極派Daily欒鶴2022-05-09 10:31

液體才是氫能最好的載體

 
極派Daily:如果在西部通過綠電制氫,實(shí)現(xiàn)能量的大規(guī)模時(shí)空轉(zhuǎn)移,這是一條理想的路徑嗎?
 
劉科:這一愿景很美好,但世界上最長的輸氫管道不過兩百多公里,天然氣摻氫可以遠(yuǎn)距離輸送,但氣體分離成本高。如果用汽車或火車運(yùn)輸,氫氣的儲運(yùn)成本太高,每公斤85-115元,目前不具備成本優(yōu)勢。
 
從2002年到2004年,我曾連續(xù)三屆擔(dān)任美國氫能與燃料電池峰會(huì)主席。美國從上世紀(jì)90年代至今,花了幾百億美元用于燃料電池的研發(fā)。我記得小布什總統(tǒng)在2003年的國情咨文演講時(shí)說,美國能源部花多少億美金開發(fā)氫燃料電池汽車,15年后每一個(gè)美國人開的車后邊排放的都是水蒸氣。
 
現(xiàn)在,已經(jīng)是2022年了,達(dá)到了沒有?沒有。為什么,氫氣的儲運(yùn)及到處布加氫站的建設(shè)成本都太高;加氫站和氫燃料電池汽車用有先有雞還是先有蛋的問題無法破解。
 
燃料電池是個(gè)好技術(shù),利用電化學(xué)發(fā)電,發(fā)電效率是內(nèi)燃機(jī)的2-3倍,但要解決的是氫能的儲運(yùn)問題。
 
不是說氫能沒有前景,從根本上講,氫氣不適合于作為大眾化的能源載體。
 
極派Daily:據(jù)了解,日本、澳大利亞等國均已在積極布局“氨經(jīng)濟(jì)”,氨是否可以成為解決氫能儲運(yùn)難題的關(guān)鍵技術(shù)?
 
劉科:氨作為氫能載體是一個(gè)選項(xiàng)。氨路線不是一個(gè)新想法,二三十年前在國外早就評估過。
 
氨的儲氫密度為17.6%,液氨的體積儲氫密度是液氫的1.5倍。氨分解只產(chǎn)生氫氣和氮?dú)猓缓幸谎趸?,只有沒反應(yīng)完的氨需凈化一下。
 
氨的缺點(diǎn)主要有三點(diǎn):一是味道非常刺鼻,在密閉空間內(nèi),稍有泄漏,消費(fèi)者就很難接受。
 
二是氨有毒,超過一定濃度致死,在人口密度大的地方,泄漏后需要封路排空。三是氨在常溫常壓下,不是液體,液體才是氫能最好的能源載體。
 
極派Daily:為什么說液體才是氫能最好的能源載體?
 
劉科:能源載體有四個(gè)判據(jù),一是能量密度尤其是體積能量密度大,二是在陸上可管道輸送,三是海上可便宜的跨海輸送,四是可以長期儲存,現(xiàn)在增加一個(gè),排碳少。
 
液體每立方米的能量密度最大,氫氣在常壓下只有3.2 千瓦時(shí)/立方米,而液體的甲醇是4300 千瓦時(shí)/立方米,汽油8600 千瓦時(shí)/立方米,柴油是9600千瓦時(shí)/立方米。例如,加拿大有些滑雪地非常偏僻,拉電網(wǎng)成本太高。冬天拉一大罐柴油供暖,一大罐汽油開車就夠了,而拉電池或氫氣去都不是選項(xiàng)。
 
至于輸送成本,我曾在一次能源討論會(huì)上,問大家一個(gè)問題,假設(shè)每升7元的汽油是從休斯敦?zé)捰蛷S用船拉到深圳鹽田港,每升的運(yùn)費(fèi)是多少錢?
 
我說7分錢不到,沒人相信,但一算就明白了。船運(yùn)液體時(shí),使用泵和管道就能裝卸,基本不需要人工,路上耗費(fèi)的就是船的油錢和折舊費(fèi),現(xiàn)在一條大船可以拉30萬噸,按汽油比重算,接近4億升,如果一升一毛錢就是4000萬元;跑一趟油錢根本沒有這么多。
 
這就是為什么全球石油產(chǎn)地有限,但世界任何一個(gè)角落都可以很方便地加油開車的最根本的原因之一。液體在儲運(yùn)上有很多好處,而且可以長期儲存,而且拉一車可以用很久。 本`文@內(nèi)-容-來-自;中^國_碳0排0放^交-易=網(wǎng) ta n pa i fa ng . co m
 
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