文丨韦敏
当前,全球“氢能热”呈持续上升趋势,但由于氢气的储运依然是制约氢能发展的瓶颈,业界人士对氢能产业是否已真正走向成熟仍心存疑惑。据悉,武汉氢阳能源控股有限公司(以下简称氢阳能源)发明的氢油技术能缓解这一瓶颈,为一探究竟,《企业家》杂志记者与氢阳能源顾问孟德明展开了对话。
《企业家》:氢被赋予“终极能源”的美称,这也是当前全球“氢能热”呈持续上升趋势的原因。尽管如此,业界却认为当前氢能产业并没有真正走向成熟。您怎么看这个问题?
孟德明:当今“氢能热”火遍全球,几乎每天都有大型氢能工程项目在欧美、日韩、中东国家和中国落地,这些项目无一例外都聚焦在氢的制取和应用,中间的掣肘——氢气的储运依然困惑着参与者。虽然有数十种氢气储运解决方案在不断尝试,但大多不能同时满足成本、效率、安全、可反复充氢脱氢等指标要求,这是制约氢能产业走向成熟的瓶颈。可以说,谁解决了储氢谁就解决了储能,谁就摘取了未来能源王冠上的明珠。氢的储运之所以成为制约氢能产业走向成熟的瓶颈,是因为氢气储运存在高风险、高成本的问题。所谓高风险,是因为氢气是易燃易爆的物品,而由于氢气密度小,分子量最小,工程上极难驾驭(如渗透性极强、极难储存等),储运氢气几乎是无法逾越的全球性难题。氢气储运条件苛刻,采用储运天然气或汽油这样的设备设施储运氢气是无法满足安全要求的。目前市场上虽有氢气储运的设备设施,但其制造成本和制造难度都很高。而氢阳能源发明的氢油技术,是能同时满足成本、效率、安全、可反复充氢脱氢等指标要求的成熟技术,而且还在继续迭代。《企业家》:氢油还是氢气吗?如果它本质上是氢气的液化状态,其易燃易爆的本性依然存在。孟德明:说它是氢油是为了表述和人们记忆的方便。严格地说,氢油技术是常温常压有机液体储氢技术,其原理是在储油产品中加氢气,通过储油产品和催化剂的作用产生氢油,此时的氢油已不是氢,而是一种含氢元素的化合物。到需要用氢气时,再通过一种化学反应从氢油中脱氢产生氢气,而且脱氢是比较容易实现的事情。
《企业家》:这个技术有哪些具体特征?与其他储氢技术相比有哪些优缺点?
孟德明:壳牌公司在评估这一技术时认为: “氢油技术是改变游戏规则的技术”。因为它具有低熔点(> -20℃)、高沸点(> 300℃)、化学性质稳定、不易燃易爆且低毒性、储氢过程简单且可逆、工艺过程易放大、储氢量高(常温常压下单位储氢量高达55克~60克/升)、常温常压下加氢率和脱氢率均大于95%等特点。它与其他储氢技术相比的情况,可以用表1、表2来表述。


概括地说,其技术优势体现有四:一是高安全性。“氢油”具有比石油更高的安全性和使用的方便性,根据《危险化学品名录(2015 版)》,氢油和储油产品不在危险化学品名录。二是储能密度高。氢油特别像现在的汽油,既有超级容量,又有可移动和长周期安全储存的特点。而电池储能除了安全因素外,主要问题是容量太小。有研究表明,即便是把全球有史以来生产的所有电池集中到东京用作储能,也仅够使用两天半。而物理储能最好的方式是高山蓄水电站,但这种发展模式受制于地理环境。其他很多储能方式也都有一些缺陷或不足,但不妨碍在某些特殊场合应用。只有储氢才是未来商业化道路上的最好选择。所以氢油技术被壳牌公司评为“改变游戏规则的技术”。三是与现有基础能源架构高度匹配,无需重构储运工程。比如现有的运油车、输油管道、储油罐、加油站等设备设施均可利用。四是氢气原料适应性高。氢气纯度越高,其制作成本越高,而我们的技术在输入氢气时,“粗粮”(如工业副产制氢、垃圾气化制氢等)“细粮”均可,也就是说输入氢气的纯度只要不小于80%,经在氢油中催化脱氢后,无需纯化即可产生99.99%的氢气。从更大空间和时间尺度看,新能源车用能源仅占约10%的份额,更多的能源需求在整个电网。在这个领域,未来氢能优势无可替代。尤其是储氢产业化后,不但能解决风光电储能问题,而且会引申出分布式能源的人类终极能源解决方案。《企业家》:氢油制作成本、制作难度的高低,也是决定其能否顺利实现产业化的关键因素。氢油制作成本高、制作难度大吗?孟德明:氢油,包括制作氢油的核心材料——储油和催化剂,制作难度都不高,其质量控制也不复杂。关于制作成本问题,我们相信,随着氢油的量产,其单位制作成本会大幅下降,是市场完全用得起的产品。
《企业家》:“常温常压有机液体储氢加注一体化应用项目”是氢阳能源实现氢油产业化的抓手,它包含哪些内容?
孟德明:这个项目包括氢油加注站、脱氢系统、燃气轮机发电、质子交换膜电池、氢气压缩机等(见图1)。

《企业家》:一项技术成果是否成熟的重要标志之一,就是其是否已实现产业化。氢阳能源“常温常压液态有机储氢技术”是否已实现产业化?孟德明:氢阳能源专注于“常温常压液态有机储氢技术”的研发与商业化应用,打造国际一流的氢能产业技术创新平台。截至目前,公司成功完成液态有机储氢技术产业化中试实验。2018年12月,公司在湖北宜昌完成建设全球第一个常温常压液态有机储氢材料中试工厂。2022年4月,储油二期建设项目正式启动,标志着常温常压下氢能安全高效储运技术成功进入了产业化导入阶段。2022年11月,日产氢气400kg的撬装式供氢设备在氢阳能源厂区调试成功并发送客户,这是氢阳能源液体有机储氢技术迈向工业应用的重要里程碑。氢阳能源积极参与政府支持的氢能示范应用、企业技术合作研究及相关标准的制定。公司将力争在二至五年内为氢燃料电池、氢内燃机、化工过程加氢等用氢企业提供安全、稳定和高质量的氢源供应。未来,我们将更坚定不移地携手全球业界同行,共同构建健康的氢能生态系统,打造规模化的氢能产业。
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