國際氫能展訊：當前部分地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)面臨著“找不到氫、用不起氫、不能安全用氫”等發(fā)展瓶頸，甲醇重整制氫+燃料電池發(fā)電被看作是有效解決目前難題的重要路徑。

近期，甲醇重整制氫燃料電池一系列事件引發(fā)關注。陽氫集團自主研發(fā)的全球首套甲醇燃料氫能1MW柔性源發(fā)電系統(tǒng)正式運營;國家電投、博世集團等也在開展甲醇重整氫燃料電池關鍵技術及系統(tǒng)的研究。在眾多企業(yè)推動下，甲醇重整制氫燃料電池正逐漸迎來發(fā)展新風口。

眾多企業(yè)為何布局甲醇重整制氫燃料電池，甲醇重整制氫燃料電池前景如何?在推廣過程中又面臨著哪些難點?

推動甲醇重整制氫多元化應用

甲醇重整制氫燃料電池發(fā)電是解決柴油機替代、氫氣儲運難題的有效路徑之一。目前，甲醇重整制氫+氫燃料電池系統(tǒng)作為“發(fā)電機”系統(tǒng)，并且已實現(xiàn)商業(yè)化的路線有兩種，分別是高溫甲醇重整制氫燃料電池和低溫甲醇重整制氫燃料電池。

高溫甲醇重整制氫燃料電池技術是甲醇重整+高溫質子交換燃料電池。該技術最大缺陷在于效率低、體積大、壽命短、催化劑和高溫質子交換的技術問題未得到有效解決。因此，目前該路線尚未得到市場廣泛認可。

與之相對應的低溫甲醇重整制氫燃料電池，則是甲醇重整制氫+氫氣提純+普通氫燃料電池，該路徑是將甲醇水重整獲得的富氫進行提純，獲得超過99.99%純度的高純氫，氫氣再進入燃料電池電堆發(fā)電。

低溫甲醇重整制氫燃料電池可以看做是甲醇重整制氫技術、氫氣提純技術與純氫燃料電池技術的集成。將甲醇中制取的氫氣提純?yōu)楣┙o燃料電池所需的高純氫氣，是其至關重要的一步。

氫氣提純技術又分為高壓吸附(PSA)法和膜分離法，由于PSA法要使用的大型設備且需要大量維護工作，具有一定的區(qū)域局限性，因此多數(shù)甲醇重整制氫企業(yè)通常采用鈀膜分離法，以小設備替代大化工，從而在需要移動或占地面積小的項目中實現(xiàn)甲醇在線制氫，即產(chǎn)即用。

鈀膜分離法讓甲醇重整制氫燃料電池的體積縮小，在同等發(fā)電量的情況下，甲醇產(chǎn)氫機的體積相當于氫罐體積的三分之一，該技術搭配各種功率的氫燃料電池，則可實現(xiàn)多元化應用。

低溫甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)既可分布式獨立供電，也可高效協(xié)同風力、光伏發(fā)電靈活組建增量配電網(wǎng)，靈活應用于定置電源、工地施工臨時電源、智慧大棚能源站、車船用甲醇氫電動力、工業(yè)園區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)以及城市電力救援等多元化場景，能滿足工業(yè)、建筑、交通、農(nóng)業(yè)等領域全場景用電需求。

目前，陽氫集團、遠程新能源、上海合既得、廣東合即得、廣東能創(chuàng)、山東濰氫等企業(yè)已推出了低溫甲醇重整制氫燃料電池產(chǎn)品。

其中，陽氫集團自主研發(fā)的甲醇燃料氫能1MW柔性源發(fā)電系統(tǒng)，單個甲醇氫能發(fā)電模塊發(fā)電功率達100kW，單柜可輸出400kW。通過鋼結構積木式堆疊，集成甲醇制氫、氫能發(fā)電、余熱回收、碳捕集利用等技術，系統(tǒng)可實現(xiàn)“十兆瓦-百兆瓦”大功率輸出，熱、電耦合系統(tǒng)能源利用效率超80%。

產(chǎn)業(yè)化瓶頸仍有待突破

由于甲醇燃料來源豐富、成本低廉，使得甲醇重整制氫燃料電池的用氫成本相比于使用純氫燃料電池的燃料成本降低50%以上。隨著低溫甲醇重整制氫燃料電池的技術發(fā)展，低溫甲醇重整制氫燃料電池的示范項目也在逐漸增多。

近日，陽氫集團與青島地鐵集團達成合作，將開展地鐵三期工程甲醇氫能發(fā)電應用示范;5月30日，遠程新能源與玉門祥天、卡力互聯(lián)科技簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，將開啟星瀚G醇氫電一體重卡市場投放進程，該車搭載了廣東能創(chuàng)生產(chǎn)的甲醇重整制氫發(fā)動機，額定功率112kW。

雖然低溫甲醇重整制氫燃料電池市場化進程已經(jīng)開啟，但是目前系統(tǒng)成本高、啟動時間長、催化劑效率低、缺少實際運營的數(shù)據(jù)支撐等弱點，限制了該技術的市場化發(fā)展。

在系統(tǒng)成本方面，由于純氫燃料電池本身成本就很高，在此基礎上疊加甲醇重整制氫設備和鈀膜純化設備的成本，使得低溫甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)的總體成本高出純氫燃料電池成本的一倍以上。甲醇重整制氫燃料電池高額的定價，往往使消費者望而卻步。

在啟動時間方面，由于鈀膜在氫氣純化前必須通過加熱的形式，將鈀膜加熱至300～500°C，而且受限于材料的原因，加熱速度不能過快，因此低溫甲醇重整制氫燃料電池啟動時間至少在30分鐘以上，影響了低溫甲醇重整制氫燃料電池的應用推廣。

在催化劑效率方面，催化劑是甲醇重整制氫技術的關鍵，目前用于甲醇重整制氫的催化劑主要包括貴金屬鉑鈀基和銅基催化劑，其中鉑鈀基催化劑雖然穩(wěn)定性較好，活性高，但是成本高昂，反應溫度過高。而銅基催化劑成本低廉，低溫反應活性較好，但其穩(wěn)定性差，高溫反應易失活。在催化劑材料的選擇上，還需要整個行業(yè)拿出更適合的方案。

在市場運營方面，由于當前低溫甲醇重整制氫燃料電池應用案例較少，缺少實際運營的數(shù)據(jù)支撐，消費者對低溫甲醇重整制氫燃料電池產(chǎn)品在實際應用中的表現(xiàn)信心不足。

“重整制氫燃料電池可以有效解決用戶找不到氫、用不起氫、不能安全用氫的情況，隨著低溫甲醇重整制氫燃料電池應用案例的逐漸增多，也越來越引發(fā)業(yè)界的關注。目前整個氫能產(chǎn)業(yè)正壯大發(fā)展，無論是氫燃料電池，還是甲醇燃料電池，都在向大功率、低成本、高效率的方向發(fā)展，在多元化的應用過程中，兩者將形成發(fā)展合力，共同推動氫能生態(tài)鏈的建立和完善?！标枤浼瘓F能源方案經(jīng)理劉汝鼎認為。

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