杨裕生院士:氢气转化可规避氢能事故,开辟应用新途径

作者: 杨裕生

来源: 中国科学报

发布日期: 2022-07-22 08:56:57

杨裕生院士提出通过氢气转化为甲醇来规避氢能事故,提高安全性,并开辟了氢能应用和增程式电动车的美好应用新途径。

杨裕生院士指出,氢气易燃易爆,防止氢气燃爆是广受关注的问题。近日,国家能源局综合司发布了《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》,其中提出了防止氢气系统爆炸事故的8项要求。这些要求是电力生产中用鲜血换来的宝贵经验,应该推广执行,也值得其他涉氢部门学习借鉴。

能源用氢比工业用氢更危险。氢气可以用作工业原料,我国年产氢气超过2500万吨,80%用于合成氨。这些工业部门已经建立起完善的安全操作规程,安全是有保障的。但是,氢气作为能量的载体进入能源领域,由于生产地与使用地距离遥远,高压管线建设耗资巨大,管材的氢脆容易引起安全问题,能源氢气的事故概率将远高于工业氢气。

氢气转化有利于提高安全性。能源氢气的储存、运输、分发等环节难题多,安全性差。

将氢气转换为液态能源主要有体积缩小、体积能量密度提高等优势,但是还需综合对比安全性、生产成本,以及全过程的能量转换效率。液氢的密度比常温氢气约高780倍,有利于储运,但是液氢需在20K的低温下保存,压缩—液化耗能很高,容器要用极好的低温绝热材料,每天还会蒸发产生约1%气态氢。因此,除具有氢气所有的安全隐患外,还有超低温引起的一系列问题。

相比之下,在高温和催化剂作用下,可以一步将氢气转化为二氧化碳制甲醇,能量转换效率现已大于50%。其体积能量密度不低,又易于储存运输,安全性远高于氢气。此举还消除了本要排放到大气中的二氧化碳,为碳中和作贡献。这种甲醇可称之为“绿氢甲醇”。

甲醇作为能源,可通过多种燃料电池发电,也可重整为氢气用于质子交换膜燃料电池。

现在,国内用煤制甲醇(可称为“灰氢甲醇”)的内燃机汽车技术已经成熟,制作成本和使用方便性远胜过燃料电池。“绿氢甲醇”当然也可这样使用,这就成就了零排放的“绿氢甲醇汽车”。为了大幅度节约“绿氢甲醇”,应该发展“绿氢甲醇增程式电动车”,其装量较少的电池由风力或光伏发电提供充电电能;用内燃机作增程器,不烧油而用“绿氢甲醇”;车上蓄电与发电并联,节省燃料50%;不必常充电即可行长里程。

这种复合动力系统堪称珠联璧合,是氢能汽车的升级,也是未来纯电动车的发展方向。

氢气转化为甲醇,开辟了氢能应用和增程式电动车的美好应用新途径,亟待政府布局。上海市具备条件率先发展“绿氢甲醇增程式电动车”,可将其列入相关发展规划,与氢燃料电池电动车发展并行不悖,为全国开路。如此,则用了氢能而回避了遍用氢气的风险,且实现了汽车的碳中和。

UUID: 0db7085d-9d29-4093-8a2e-1b1513d4b628

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中国科学报公众号-pdf2txt/2021-2022/中国科学报_2022-07-22_杨裕生院士:氢气转化可规避氢能事故,开辟应用新途径.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0038 元