氢能燃料电池与甲醇

2 甲醇作为液体燃料
纯甲醇燃料 (99.99%)
火锅、摩托车、汽车 严禁食用
零售价：12 RMBaidu Nhomakorabea/4L
甲醇的市场销售网络已经健全， 可以形成完整的产业链。
使用甲醇炉具，可以提高效 率，降低成本
1.6 Euro/ 4L, 0.4 Euro/L 0.5 Euro/ kg
3 甲醇与氢和燃料电池
甲醇作为清洁能源利用 直接燃烧
1 氢与燃料电池
甲醇 水溶液
CH4O H2O
气化室 热量
CH4O+H2O CO2+3H2
甲醇及水的混合蒸汽
重整室
DC+
高温
H2与CO2混合气体
DC- 燃 料
直接输出直流电，可给 电动车电池充电，或车 辆运行时提供电力
电 池 及微量CO和水蒸气
热量
未反应完气体H2 , CO2
尾气 氧化室
H2O+CO2
甲醇 非直接燃烧
M100 内燃机 M5, M15, M85 混烧 化学方式
电化学方式
二甲醚
DMFC 直接甲醇FC
重整+ 燃料电池
3 甲醇与氢和燃料电池
甲醇重整
甲醇
CH4O 重整器 H2, CO2, CO
变压吸附 H2
LT PEM
钯膜提纯 H2
LT PEM
H2 HT PEM
3 甲醇与氢和燃料电池
在中国，商业/工业电价高于民用 工业/商业电价一般的水平是： 0.8 – 1.1 元/kWh 对于充电桩运营商而言，需要加收: 充电服务费: 0.6 – 0.9 RMB/kWh
纯电动商用车： 1.6 CNY/kWh 50 kWh/100KM 80 CNY/100KM
甲醇2018年7月价格
山西
广东
¥ 2520
CO2吸收装置！
5 可再生的甲醇
今天的状况:
原油
未来的场景：
CO2 甲醇
CO2 甲醇
5 可再生的甲醇
成本
超级电容
锂电池 液流电池
铅酸电池
分钟
小时
日
氢 再生能源制气 再生能源制 甲醇
储存时间
月
年
十年
CO, H2 CH3OH
5 可再生的甲醇
第二步: 氢气从可再生能源获得，CO2从其他地方手机过来
CO2, H2 CH3OH
5 可再生的甲醇
第三步: 由生物质/城市垃圾制甲醇
CH4, CxHyOz CH3OH 沼气、任意碳氢比有机物制甲醇
5 可再生的甲醇
第四步 : CO2可以从空气/水中获得，实现甲醇的可再生能源化
发电过程中有氢，但感觉不到氢的存在 用氢不见氢
1 氢与燃料电池
纯电动
内燃机
https://d-nb.info/989471098/34
甲醇
燃料电池
1 氢与燃料电池
2 甲醇作为液体燃料
交通领域甲醇车有应用
中石化有近2000个站有甲醇
2 甲醇作为液体燃料
吉利汽车, 十多年来坚持不 懈在甲醇内燃机方向上发 力，不断优化甲醇发动 机，使得甲醇在轿车、商 用车等产品上的应用越来 越广泛。其甲醇内燃机处 于国际领先的技术水平。
甲醇重整
水气变换+部 分氧化 H2
LT PEM
甲醇
CH4O 重整器 H2, CO2, CO
选择性氧化 H2
LT PEM
甲烷化 H2
LT PEM
3 甲醇与氢和燃料电池
3 甲醇与氢和燃料电池
以东风的T7为例
汽柴油商用车 2.36 CNY/kWh, 3kWh/L Diesel 18 L/100km, 129 CNY/100km
Saudi Arabia, 5.89%
China Saudi Arabia Trinidad Russia Iran others
3 甲醇与氢和燃料电池
对甲醇的需求预测
甲醇 用于 燃料 电池
4 甲醇，为什么不？
为什么没有这么多人看好 甲醇?
如果甲醇是由CO2制备 得来的呢?
5 可再生的甲醇
第一步: 将碳氢化合物，合成气，废气合成甲醇
氢能与甲醇
1 氢与燃料电池
氢能 = 燃料电池?
甲醇重整燃料电池也是燃料 电池?
1 氢与燃料电池
甲醇重整燃料电池也是燃料电池?
没有人说不是!
甲醇重整燃料电池汽车也是燃料电池汽车?
有点难说是!
重整反应式: CH3OH + H2O = 3H2 + CO2 阳极: H2 2H+ + 2e阴极: 2H+ + 2e- + 1/2O2 H2O
1 氢与燃料电池
奔驰 汽车
70 kW 电堆 38 L 甲醇
= 约 5 kg 氢气
= 400 km
1 Hydrogen and fuel cell
30 kW Stack 200 L Methanol/Water Mixture
+ 53 kWh Battery
= 500 km
300 L
700km
3 甲醇与氢和燃料电池
美国能源部对不同燃料的安全等级划分
危险 漏泄 蒸发 释放到大气 释放在密闭室 自动点火 火花点火 火焰传播 暴燃 由火焰辐射
健康影响 总共
汽油 3 3 5 2 6 2 2 5
6
7 41
柴油 1 1 6 5 5 1 1 6
7
5 34
甲醇 2 2 3 4 4 5 1
1
6 28
从燃料物化特性考虑几种燃料的相对危险性 以七级划分 (1=低，7=高)
¥ 3100
取平均价格：
便宜！
陕西 ¥ 2700 ¥ 2700
MFC甲醇重整燃料电池车： 1.28 CNY /kWh 2.1 kWh/kg 50 kWh/ 100km 62.4 CNY/100 km
高压氢燃料电池车：
2.8 CNY/ kWh, 40 CNY/kg, 14.2kWh/kg) 3.5kg H2/100 km 140 CNY/100KM
安全！
LPG 5 4 4 3 3 3 3 2 5 4 36
3 甲醇与氢和燃料电池
全球甲醇产能分布图
others, 19.42%
Capacity
Iran, 4.31% Russia, 4.51% Trinidad, 5.42%
71,246,000 t
中国占到60%以上
China, 60.45%
2016 data