圖：東華能源股份有限公司副總經(jīng)理李想
 

        5月21日，由電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)電池專委會(huì)和中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)氫能及燃料電池分會(huì)(籌)聯(lián)合舉辦的“2019新型制氫技術(shù)與加氫站建設(shè)高峰論壇”在蘇州隆重召開，北京佳安氫源科技股份有限公司營銷部總監(jiān)李想作了題目為“MDP 定向除雜技術(shù)在燃料電池用氫領(lǐng)域的應(yīng)用”的演講。以下為李想演講全文：
 
         各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家下午好！
 
         今天下午就如何將工業(yè)氫轉(zhuǎn)為燃料電池用氫作分享，佳安氫源用于燃料電池加氫的提純，今天就是介紹MDP在燃料電池用氫領(lǐng)域的應(yīng)用。
 
        首先來看看燃料氫與工業(yè)氫的現(xiàn)狀是怎樣的。首先燃料氫我們?cè)诩託湔具@邊可以看到，它主要是由三個(gè)來源來提供的氫源，我們國家在最新的國家標(biāo)準(zhǔn)7月1號(hào)開始實(shí)施的GDP37—4428的里面，將燃料電池用氫專門提出了一個(gè)概念，叫燃料氫氣，專門是指質(zhì)自交換膜所用的燃料。目前氫氣三個(gè)來源，一個(gè)是電解水制氫，剛才很多的專家探討了很多，目前主要是在成本和占地上，可能是在大規(guī)模的推廣應(yīng)用上還需要一些特定的需求。重整制氫，包括天然氣、甲醇、乙醇，從歸口上來說它本身是化工設(shè)備，目前放在加氫站來制氫的話，在法規(guī)上并未放開。第三個(gè)就是特殊的工業(yè)氫，所謂的特殊工業(yè)氫王總做了介紹，東華做得非常成熟了，通過PSA用到燃料電池用氫上。
 
       氫燃料氫有三個(gè)問題，一個(gè)是氫氣的品質(zhì)不夠好，二是氫氣成本高，還有氫源距離不夠近，導(dǎo)致長距離的管線的運(yùn)輸都占到了氫氣成本很大的一部分。
 
       目前工業(yè)氫是怎樣的現(xiàn)狀呢？工業(yè)氫主要分為兩個(gè)大的種類，一類是工業(yè)制氫，另外一類是伴生富氫。所謂工業(yè)制氫，包括天然氣、煤、甲醇的重整。伴生富氫，是在工業(yè)流程里面會(huì)有一些氫氣出來，這跟主流層的工藝沒有任何的需求，是屬于伴生出來的。這些氫氣通過PSA就是變壓吸附提純以后制工業(yè)氫，工業(yè)氫普遍應(yīng)用于冶金、化工還有發(fā)電上。目前國內(nèi)是工業(yè)氫制造全球第一大國家，目前2018年的產(chǎn)量已經(jīng)接近了2000萬噸，產(chǎn)量非常大。第二個(gè)是成本非常低，王總也介紹了他們的氫氣成本是比煤制的還要低，這部分的成本非常低，一方氣5—6毛錢，分布非常廣泛。分布廣泛意味著什么？不同的氫源，很多的氫源不單是在西北地區(qū)，更多的氫源分布在人口集中區(qū)，京津冀、長三角珠三角，這樣使得氫源集中在人口集中區(qū)。作為利用，絕大部分  是通過PSA提純到了3個(gè)9的水平，這部分的氫氣跟我們的燃料電池的很多問題是相契合的。如何將工業(yè)氫氣變成燃料氫呢？這兩種氫氣之間有怎樣的區(qū)別，我們下面來看看。
 
        這是我們的氫氣標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比我們最新的37244—2018，市場上的氫氣是參照3634—2—2011的標(biāo)準(zhǔn)，反應(yīng)成純氫、高純氫和超純氫。以燃料標(biāo)準(zhǔn)，可以看到對(duì)氫氣的要求并不是很高，一個(gè)是雜質(zhì)，還有硫量要求高。4個(gè)9的純氫和高純氫某些方面不能滿足燃料電池，5個(gè)9的高含量的純氫是0.2個(gè)，但是高純氫是1個(gè)，超出了5倍。高純氫并未提到硫化的含量，所以這是目前高純氫的一個(gè)問題。6個(gè)9的超純氫，提升的成本會(huì)比較高。所以我們得出一個(gè)結(jié)論，工業(yè)氫并不等于燃料電池用氫，兩種氫氣之間的燃料度是不一樣，首先常見的一般工業(yè)氫的純度是2個(gè)9到1個(gè)9，工業(yè)氫更關(guān)注的是氫氣的純度，燃料氫關(guān)注的是特定雜質(zhì)的含量。右邊氫氣的純度是91.97%，流的含量是4個(gè)PPB，二氧化碳是2個(gè)以下，兩邊的工業(yè)氫是接近2000萬的容量，根據(jù)中氣聯(lián)的數(shù)據(jù)，2025年預(yù)估燃料電池用車5萬輛，年用氫3萬噸，2030年年耗輕量60萬噸。剛才說東華一個(gè)小時(shí)四萬標(biāo)方，這足夠2030年所有車的使用量。
 
        今天我給大家介紹一個(gè)MDP（模塊化定向除雜技術(shù)），這是我們?cè)诨�工廠所做的實(shí)際案例，這個(gè)化工廠目前是有5萬方每小時(shí)的氫氣，它是外銷掉一部分3萬方，剩下來的是燒蒸汽，蒸汽燒不掉排大氣當(dāng)中。通過與我們的交流，我們可以通過與防靜重整尾氣純度到了99.5%，一氧化碳是5個(gè)PPM，二氧化碳是200，CH4是100，C2+是50PPM，通過模塊化定向除雜技術(shù)以后，得到的燃料氫目前純度是4個(gè)9，一氧化碳是低于0.1個(gè)PPM，二氧化碳是低于1個(gè)PPM，指標(biāo)都是完全滿足國標(biāo)的要求。看看下面的成本，（音）方放槍重整尾氣（音）很多是排掉的，目前市場的銷售是6.8元/公斤，通過純化是0.8元/公斤，通過五年折舊、用電、用水，成本不到1塊錢。從這樣的渠道得到的燃料電池用氫價(jià)格是6.8元公斤，不到7塊錢。通過吸附、催化、過濾、定向深度高效脫除雜質(zhì)，我們做了8000個(gè)小時(shí)以上的驗(yàn)證，做這個(gè)驗(yàn)證之前我們做了燃料電池，之前有一個(gè)PSA，氫氣純度3個(gè)9，那塊燃料電池用了不到兩個(gè)星期，功率大幅下降報(bào)廢了。加上了功能模塊以后，超過了8000小時(shí)，上個(gè)星期看是1.1萬小時(shí)，基本上中間無停止一直都在工作的。
 
        我們還是回到剛才所說的化工廠的案例，在純化的環(huán)境下，我們現(xiàn)在產(chǎn)量是500個(gè)標(biāo)方就是一個(gè)小時(shí)，對(duì)應(yīng)的是我們現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的加氫站，一天加氫站滿載負(fù)荷的用量，一個(gè)立方的工業(yè)氫進(jìn)去，得到的燃料用氫是0.99個(gè)立方，純化成本是低到0.8元/公斤，占地面積不到兩個(gè)平方，高度0.7這樣子，這是專有純化設(shè)備的尺寸。從技術(shù)上來說，為什么叫模塊化？因?yàn)椴煌�的氫源，包括丙烷脫氫，或者是煤制氫和焦�(fàn)t脫氫，得到3個(gè)9的氫氣，雜質(zhì)的含量不一樣，根據(jù)雜質(zhì)的成分和含量不同，使用不同的模塊。比如說硫提前脫掉，氧氣和水通過另外的方法脫掉，通過催化劑的組成成分不一樣，或者是排列順序不一樣，得到的燃料電池是符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。模塊化設(shè)計(jì)的背后，是有30多種的吸附劑，60余種吸附特性的研究，有上千種不同性能的吸附數(shù)據(jù)庫，來做對(duì)比和優(yōu)化，以及計(jì)算機(jī)的模擬，來得到MDP的技術(shù)，然后用于燃料電池氫化純化的場景上。
 
        我們的場景是在大型工業(yè)化PSA后得到兩個(gè)9和三個(gè)9的純工業(yè)氫，就像林德介紹的，他們都是3萬、5萬方的純化量。作為現(xiàn)在燃料電池的市場情況，我們用氫量這么小，東華那么多的量怎樣滿足燃料用車，現(xiàn)在路深的車用得少，通過我們從主工業(yè)里面取足一小部分出來，滿足燃料電池的用氫量，這樣對(duì)化工企業(yè)的主流層用氫無影響，同時(shí)我們可以增效以及滿足當(dāng)?shù)厝剂想姵赜脷涞挠昧�。后端存放部分的�?yōu)勢，跟傳統(tǒng)的變壓吸附做對(duì)比，氫氣的回收率比傳統(tǒng)的PSA高15%以上，投資總金額、總成本比傳統(tǒng)PSA低一半，運(yùn)行成本要比PSA低40%，占地面積僅僅是傳統(tǒng)的20%，體積緊湊。應(yīng)用場景更廣，傳統(tǒng)的PSA在低于1個(gè)Mpa的氫氣存放場景下比較困難的，那意味著什么？因?yàn)槟壳拔覀兏�多的是把現(xiàn)有的工業(yè)富產(chǎn)氫用于燃料電池場景上來看，更多的是在現(xiàn)有設(shè)備上做改造，如果能耗小、體積更小更能找到化工企業(yè)應(yīng)用的場景。
 
        模塊化MDP技術(shù)對(duì)氫能源產(chǎn)業(yè)的影響，就是第一張PPT找到的，我們目前是用氫燃料電池的市場上的三個(gè)問題，一個(gè)是氫氣品質(zhì)不夠高，我們通過模塊化方式可以定向脫除不同氫氣成分里面所謂含的雜質(zhì)種類和含量，然后使它滿足燃料氫的要求。左邊的表是最先的7月1號(hào)馬上執(zhí)行的新國標(biāo)3724的詳細(xì)要求，上午有專家提到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。它跟工業(yè)氫最大的區(qū)別就是對(duì)于某些特定雜質(zhì)一氧化碳和硫要求特別嚴(yán)格，對(duì)于燃料電池不太敏感的氦氣、氬氣要求并不那么高。然后是氫氣價(jià)格不夠低，剛才王總講到丙烷脫氫成本低，市場上調(diào)研完我們可以算出這樣一個(gè)表，我們目前的工業(yè)富產(chǎn)氫，完全利用好可以滿足燃料電池用氫的要求，我們的到站成本可以完全做到20塊錢以下，如果我們的燃料電池汽車量上來，用氫量更大，儲(chǔ)運(yùn)成本大幅度下降的話，甚至可以做到低的。這對(duì)國家燃料電池用車的發(fā)展上來說是非常大的優(yōu)勢。第三個(gè)氫源距離不夠近，使用了MDP模塊化定向裝置以后，我們就可以不用像以前一樣一定找非常清潔的氫源，通過焦化廠、化工廠，哪個(gè)氫源離我們近，價(jià)格低，就選擇加氫站加氫，這是大大擴(kuò)展了原料氫的獲取途徑。
 
       在山東的中國氫能展有一個(gè)客戶說，他想在山東做氫能源產(chǎn)業(yè)，跟前五公里以外就有氫源，但是因?yàn)榧兌葐栴}無法使用，但是有了我們這個(gè)技術(shù)他可以選擇更潔凈氫源的來源。我們2000氫氣的產(chǎn)量，是沒有得到利用的，很大部分是燒蒸汽和鍋爐，甚至很多的是排放在空氣中，如果有了MDP技術(shù)以后，我們是變廢為寶，零碳制氫，所以我們?yōu)槭裁匆怨�業(yè)的方式用于綠色能源里面，我們現(xiàn)在是將大氣中報(bào)廢的氫氣將它有效地利用在燃料氫上面，所以我們MDP技術(shù)為燃料行業(yè)解決了以上三個(gè)問題，讓燃料氫安全、純凈、經(jīng)濟(jì)、多元。
 
        大家可能會(huì)特別關(guān)注我們的技術(shù)，是引進(jìn)日本還是歐洲的技術(shù)？很自豪地告訴大家，我們是自有技術(shù)，我們公司是清華大學(xué)和北大合資成立的，這之前，我們是北大先鋒是北京大學(xué)的下屬企業(yè)，已經(jīng)是國內(nèi)的氣體分離和吸附行業(yè)很一流的企業(yè)，我們之前只是氫氣的純化部門，然后今年年初和清華大學(xué)合資，獨(dú)自成立了公司。在研的新產(chǎn)品，主要是除了剛才的MDP成熟的技術(shù)以外，我們?cè)谘械氖菤錃獾南�納，主要是兩個(gè)應(yīng)用場景，一個(gè)是加氫站，大家參加完加氫站以后，可以知道，在槍和截?cái)嚅y是有一部分的氫氣，現(xiàn)在是通過大氣置換，將大氣和氫氣混合然后排到空氣中，里面是有氫氣排除的。噪音是很大的問題，如果以后的氫產(chǎn)業(yè)要快速大規(guī)模發(fā)展的話，這樣的噪音放在居民區(qū)和人口集中區(qū)是一個(gè)很大的問題。第二個(gè)是把氫氣排在大氣中，安全上也有一些隱患，所以是把減壓、消音、和催化后變成水。第二個(gè)氫氣消納還有一個(gè)場景就是燃料電池汽車，我們?cè)陉枠O循環(huán)里面，定期和不定期里面，排放尾氣中的氫氣變?yōu)樗�排放，提高安全性，目前敞開的環(huán)境中不是特別嚴(yán)重的問題，但是慢慢地有一些乘用車和封閉式停車的區(qū)域，比如說地下停車場，如果很多車聚集的話，這可能是很大的隱患，目前我們也是配合車企做研發(fā)，目前我們所做的樣品就是和礦泉水瓶一樣的，加在汽車尾氣排放的通道上，通過催化把里面的氫氣和一氧化碳催化成水安全排放在大氣中。
       
        以上就是今天我匯報(bào)的內(nèi)容！