对话刘科院士:碳中和需要经济学常识和数据决策

文章来源:极派Daily栾鹤2022-05-09 10:31

液体才是氢能最好的载体

 
极派Daily:如果在西部通过绿电制氢,实现能量的大规模时空转移,这是一条理想的路径吗?
 
刘科:这一愿景很美好,但世界上最长的输氢管道不过两百多公里,天然气掺氢可以远距离输送,但气体分离成本高。如果用汽车或火车运输,氢气的储运成本太高,每公斤85-115元,目前不具备成本优势。
 
从2002年到2004年,我曾连续三届担任美国氢能与燃料电池峰会主席。美国从上世纪90年代至今,花了几百亿美元用于燃料电池的研发。我记得小布什总统在2003年的国情咨文演讲时说,美国能源部花多少亿美金开发氢燃料电池汽车,15年后每一个美国人开的车后边排放的都是水蒸气。
 
现在,已经是2022年了,达到了没有?没有。为什么,氢气的储运及到处布加氢站的建设成本都太高;加氢站和氢燃料电池汽车用有先有鸡还是先有蛋的问题无法破解。
 
燃料电池是个好技术,利用电化学发电,发电效率是内燃机的2-3倍,但要解决的是氢能的储运问题。
 
不是说氢能没有前景,从根本上讲,氢气不适合于作为大众化的能源载体。
 
极派Daily:据了解,日本、澳大利亚等国均已在积极布局“氨经济”,氨是否可以成为解决氢能储运难题的关键技术?
 
刘科:氨作为氢能载体是一个选项。氨路线不是一个新想法,二三十年前在国外早就评估过。
 
氨的储氢密度为17.6%,液氨的体积储氢密度是液氢的1.5倍。氨分解只产生氢气和氮气,不含有一氧化碳,只有没反应完的氨需净化一下。
 
氨的缺点主要有三点:一是味道非常刺鼻,在密闭空间内,稍有泄漏,消费者就很难接受。
 
二是氨有毒,超过一定浓度致死,在人口密度大的地方,泄漏后需要封路排空。三是氨在常温常压下,不是液体,液体才是氢能最好的能源载体。
 
极派Daily:为什么说液体才是氢能最好的能源载体?
 
刘科:能源载体有四个判据,一是能量密度尤其是体积能量密度大,二是在陆上可管道输送,三是海上可便宜的跨海输送,四是可以长期储存,现在增加一个,排碳少。
 
液体每立方米的能量密度最大,氢气在常压下只有3.2 千瓦时/立方米,而液体的甲醇是4300 千瓦时/立方米,汽油8600 千瓦时/立方米,柴油是9600千瓦时/立方米。例如,加拿大有些滑雪地非常偏僻,拉电网成本太高。冬天拉一大罐柴油供暖,一大罐汽油开车就够了,而拉电池或氢气去都不是选项。
 
至于输送成本,我曾在一次能源讨论会上,问大家一个问题,假设每升7元的汽油是从休斯敦炼油厂用船拉到深圳盐田港,每升的运费是多少钱?
 
我说7分钱不到,没人相信,但一算就明白了。船运液体时,使用泵和管道就能装卸,基本不需要人工,路上耗费的就是船的油钱和折旧费,现在一条大船可以拉30万吨,按汽油比重算,接近4亿升,如果一升一毛钱就是4000万元;跑一趟油钱根本没有这么多。
 
这就是为什么全球石油产地有限,但世界任何一个角落都可以很方便地加油开车的最根本的原因之一。液体在储运上有很多好处,而且可以长期储存,而且拉一车可以用很久。 本`文@内-容-来-自;中^国_碳0排0放^交-易=网 ta n pa i fa ng . co m
 
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