能源結(jié)構(gòu)多元化和氫能經(jīng)濟(jì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中燃煤占總能源的72%,石油占20%.據(jù)聯(lián)合國(guó)調(diào)查稱,世界上污染最嚴(yán)重的10個(gè)城市中,我國(guó)占有7個(gè)。然而,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)汽車的保有量正在持續(xù)、快速的增長(zhǎng)中,汽車尾氣與燃煤廢氣排放成了大氣污染的主要禍?zhǔn)住Ec大氣污染增加的同時(shí),石油進(jìn)口激增,自1994年始,我國(guó)已成為純石油進(jìn)口國(guó);2000年我國(guó)進(jìn)口石油7000萬(wàn)t、成品油3000萬(wàn)t,耗資250億美元;2002年進(jìn)口石油已達(dá)9000萬(wàn)t.但是,我國(guó)目前的汽車保有量低于美國(guó)的10%、日本的20%,即使不按人均計(jì)算尚有很大發(fā)展空間,今后仍面臨更大石油需求和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。因此,如何調(diào)整能源結(jié)構(gòu),確保能源安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
針對(duì)汽車多元化潔凈能源戰(zhàn)略,我國(guó)早在20世紀(jì)90年代就已開(kāi)展汽油代用燃料(包括液化石油氣、氫、甲醇等)的研究開(kāi)發(fā)工作。北京、上海、四川等地的許多公交車和出租車已采用LPG(液化石油氣)雙燃料車型。早在1995年,浙江大學(xué)承擔(dān)的國(guó)家攻關(guān)課題/燃用氫-汽油混合燃料的城市節(jié)能公共汽車開(kāi)發(fā)0,提供了1輛氫-汽油混合燃料的九座面包車(概念車),如所示。該車的道路試驗(yàn)明,當(dāng)在汽油中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5%的氫時(shí)可實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)稀薄混合氣快速、完全燃燒,達(dá)到了熱效率提高14%、汽油節(jié)省30%和排放污染物減少70%的良好效果。由于當(dāng)時(shí)氫源基礎(chǔ)設(shè)施的配套存在問(wèn)題,該技術(shù)成果未能推廣。
氫-汽油混合燃料九座車(概念車)氫的熱值是汽油的3倍,具有燃料效率高,易于低成本儲(chǔ)存與輸送,燃燒產(chǎn)物為水,達(dá)到廢水、廢氣/零排放0以及用途多樣化等突出優(yōu)點(diǎn),而且氫能可以從多種一次能源產(chǎn)生,包括水力資源、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能和核能等,還可利用工業(yè)副產(chǎn)氫和通過(guò)化石燃料轉(zhuǎn)換制取,具有可持續(xù)發(fā)展特征,而且燃料電池和電動(dòng)汽車的快速發(fā)展帶來(lái)了對(duì)氫的大規(guī)模需求,這些從根本上決定了未來(lái)/氫能經(jīng)濟(jì)0或/氫能社會(huì)0的新格局。
氫能開(kāi)發(fā)與合理利用是與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化配套的一幅未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu),從中可以看到從氫能制取到儲(chǔ)輸和分配的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的多樣性。許多專家結(jié)合我國(guó)資源特點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)情況提出了各種發(fā)展和實(shí)施建議方案,包括近期、中期和遠(yuǎn)期方案。中科院理論技術(shù)研究所李青等人研究認(rèn)為:以煤制氫符合我國(guó)能源資源發(fā)展戰(zhàn)略,因此建議近期可以通過(guò)變壓吸附直接從合成氣制取氫或從合成氨池放氣中回收氫,液化后以液氫槽車運(yùn)至加注站,或者,在加注站就地以水電解制氫,以壓縮氣體形式儲(chǔ)存和加注;中期可以在產(chǎn)煤地合成甲醇,然后運(yùn)輸?shù)匠鞘薪紖^(qū)或直接運(yùn)至加注站,經(jīng)重整制氫后進(jìn)行再分配,或者,利用低谷電在加注站現(xiàn)場(chǎng)電解水制氫,并以壓縮氫形式加注或液化后提供液氫。清華大學(xué)毛宗強(qiáng)和中國(guó)電子工程院陳霖新就氫氣制取與儲(chǔ)運(yùn)方式提出了9種可供選擇的方案,包括以天然氣(NG)為原料和以煤為原料的集中制氫和水電解制氫,以及以液氫槽車、高壓氫集裝車和氫氣管道等方式輸送。9種方案各具特色,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)用氫所在地一次能源、二次能源的供應(yīng)情況,環(huán)境要求和經(jīng)濟(jì)性(建設(shè)投資、能耗、氫氣產(chǎn)品成本)等進(jìn)行比較選擇。
在總結(jié)我國(guó)推廣清潔燃料(LPG)汽車經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)分階段逐步建設(shè)的方案。認(rèn)為近期首先是利用現(xiàn)有化工企業(yè)副產(chǎn)氫;然后利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有制氫設(shè)施擴(kuò)大生產(chǎn)氫氣;第三步則著手建立多種形式氫氣重整站和車載重整裝置;最后形成氫氣供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。
(責(zé)任編輯:王杰)
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