解密“金三角”路線

文AO記者 陳秀娟

EV路線、FVC路線誰是未來主流？中國液態(tài)陽光產(chǎn)學研聯(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，關于新能源汽車的動力取向出現(xiàn)分野——新能源汽車的未來，究竟是由純鋰電(EV)主導還是氫燃料汽車(FVC)主導？在2018年10月26日舉辦的液態(tài)陽光產(chǎn)學研聯(lián)盟籌備大會上，這一話題被熱議并給出了預測。

“醇氫環(huán)鏈金三角”問世

中國液態(tài)陽光產(chǎn)學研聯(lián)盟的答案是這2種都不是新能源汽車的未來。該聯(lián)盟認為，純鋰電(EV)汽車囿于充電時間長、續(xù)航里程短、充電樁布局難等問題無法深入推廣，另外，還有電池二次污染的利劍懸在未來，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、運、加”及基礎設施建設困難等難題。

對此，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。蘇州高邁董事長王建明是中國玉柴機器的創(chuàng)始人，人稱內(nèi)燃機大王，從業(yè)內(nèi)燃機事業(yè)已40余載，在石油時代為推動中國的內(nèi)燃機動力事業(yè)立于世界強國之林奉獻近一生的時間，如今年屆古稀他又敏銳地洞察到世界能源結構轉型的趨勢，在氫燃料汽車領域重新出發(fā)。

王建明表示，工業(yè)革命以來，化石能源和內(nèi)燃機一直是能源和動力領域的主角，它給人類帶來巨大經(jīng)濟發(fā)展的同時，也打開了資源枯竭、環(huán)境污染特別是溫室效應的魔盒。而如今聯(lián)盟倡導的“醇氫環(huán)鏈金三角”技術路線，正是通過他多年反思，反復探索，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，先在車上將甲醇裂解產(chǎn)生的二氧化碳進行車載回收，然后通過清潔能源電力電解制氫，最后和這些二氧化碳合成為甲醇，形成一個封閉的循環(huán)。這條技術路線將通過成立聯(lián)盟對全球優(yōu)勢資源進行進一步全面整合，在技術上攻堅克難，很快將為行業(yè)、為國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現(xiàn)，將帶動水氫車船示范、水氫模塊示范、碳收裝置示范、回醇裝備示范、碳氫回醇和光電能源廣布六個核心產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

事實上，金三角的邏輯經(jīng)歷了幾個階段：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內(nèi)燃機的否定，在應用端即終端實現(xiàn)零排放。

高邁隨后發(fā)現(xiàn)用電池作為動力裝置也存在一些問題：一是鋰與多種金屬一樣，同屬可能引發(fā)沖突性爭奪的有限資源；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)；四是對電力需求的暴增必然導致煤電污染、電磁輻射污染、還有核輻射潛在危險的急劇增加。

因此，高邁準備選擇用氫發(fā)電裝置（氫燃料電池）。使用氫燃料電池驅動車船可以實現(xiàn)零碳排，但也不能無視氫氣在制造、儲存、運輸、添加四大環(huán)節(jié)所需要的天文數(shù)字級別的巨額投資，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)陽光，構筑‘水氫’‘碳收’‘回醇’封閉循環(huán)金三角”驅動路線，這里面的三項技術應用要做到環(huán)環(huán)相扣，不可或缺。

水氫——車輛和船舶驅動能源采用甲醇和水(所需比例為1：0.5625，簡稱醇水燃料)，重整制氫或甲醇制氫的氫燃料電池(簡稱水氫燃料電池，這一制氫過程簡稱“水氫”)，可以規(guī)避氫氣在制造、儲存、運輸、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×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，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，萬噸輪約需配裝2000塊。

碳收——甲醇和水重整制氫或甲醇制氫會產(chǎn)生二氧化碳，應通過制冷壓縮——制冷至攝氏零下20攝氏度，加壓至20公斤；實現(xiàn)液化回收。這一制冷壓縮后回收的過程簡稱“碳收”。

以重型卡車為例，車載1.56噸醇水燃料，滿負荷行駛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，長度約為2米。

值得一提的是，添加醇水燃料和卸載液碳事項在全球任何加油站均可進行。

回醇——將液化回收的二氧化碳零距離地與電解水或太陽光直接分解水制成的氫，反應生成與水氫所需比例完全相同的醇水燃料。這一碳氫反應制成醇水燃料的過程簡稱“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，不需要對甲醇和水加以分離。電解水裝置和碳氫反應合成醇水燃料的裝置可以安放于集裝箱內(nèi)，能夠制成可標準化、可單元、可移動、可撬裝、可與分布式能源一體化構成分布式碳氫合成醇水燃料的小型化工場，簡稱“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用，除全程實現(xiàn)傳統(tǒng)有害物(顆粒物和氮、硫氧化物等)，排放為零以外，二氧化碳被永遠封閉、永遠循環(huán)使用，排放自然也為零。與此同時，還將實現(xiàn)核輻射、廢舊電池和電磁輻射等三項污染(或潛在危險)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已逼近應用示范。

金三角路線的四大經(jīng)濟價值：

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，將迅速帶來氫燃料電池的大規(guī)模應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，既無需增容，又無需充電，將使用戶擺脫對電力增容和電力設施的等待，將大幅節(jié)約對電力系統(tǒng)的投資。

第三，此三角封閉循環(huán)的“碳收”與“回醇”，將強力推動分布式能源的蓬勃發(fā)展，推動光電和風電的廣泛應用，大幅增加各相關方的經(jīng)濟效益。

第四，將拉動一批新興產(chǎn)業(yè)或成萬億地大規(guī)模發(fā)展。