甲醇重整氢燃料电池的优、劣势分析

今年，全国各地刮起了一阵“氢”风，在包括上海、武汉、佛山和苏州等在内的多地政策扶持下，最新统计数据显示，中国正在运营的加氢站数量已经达到14座，在建的还有20余座。但与日本和美国等已经接近百座的加氢站数量相比，仍有差距。除基础设施外，低价制氢和运输也是氢燃料电池汽车进一步普及和推广的掣肘。基于此，近段时间，一款能利用来源更广泛的燃料——甲醇在车内制氢并供给燃料电池使用的甲醇重整氢燃料电池汽车受到业界关注。华中科技大学能源与动力工程学院教授、湖北省汽车工程学会副理事长蒋炎坤在接受《中国汽车报》记者采访时表示，甲醇重整氢燃料电池汽车是现阶段环境和条件下更接地气的一种技术路线，不仅能解决氢气的制取和运输问题，且甲醇加注站的建设成本也更低。

一、甲醇重整氢燃料电池优、劣势是什么

优势：成本低、来源广、存储方便

广东合即得能源科技有限公司总经理黄平将甲醇重整氢燃料电池汽车称为“综合了甲醇汽车和燃料电池汽车特点的新型绿色能源动力汽车”。据悉，甲醇重整氢燃料电池汽车的基本工作原理与纯氢燃料电池汽车类似，只不过甲醇重整器替代了储氢罐。在重整器内，甲醇和水的混合液被转化为富氢重整气，重整气进入高温质子膜电堆进行发电，并向外部（即汽车）供应电力。

与传统燃油汽车相比，甲醇重整氢燃料电池汽车具有明显的节能减排效果，其使用成本和购置成本相对纯氢燃料电池汽车也更低。一位不愿具名的汽车企业负责人透露，从运营成本来看，目前纯氢燃料电池汽车的制氢成本大约为2元/kWh，如采用电解制氢方式成本将更高，这其中还不包括氢气储存、运输和加氢站的投资及运营费用等。对于甲醇燃料电池客车来说，采用的甲醇混合液成本约为1～1.5元/L，折合为0.9～1.3元/kWh，燃料成本远远低于氢燃料电池，接近纯电动客车的电费成本（1.2～1.6元/kWh）。“在氢气制取、加注、储运等成本没有重大突破前，甲醇燃料电池客车在运营成本方面具有较大优势。”该人士如是说。

以甲醇为动力能源，可以有效解决我国能源对外依存度较高的问题。蒋炎坤指出，首先，在燃料来源方面，我国是甲醇生产最多的国家，最主要的来源为煤制甲醇。煤制甲醇可有效解决煤炭直接燃烧污染大气的问题；其次，用天然气也可制甲醇；第三，还可通过回收温室气体二氧化碳，与氢气一起合成制作。此外，氢气在常态下是气态，需要在特殊的温度和气压下方可转化为液态予以贮存、运输，存在一定的安全隐患。相比之下，甲醇在正常气温和气压下均为液态，更易于运输和储存。

劣势：技术成熟度低碳排放仍存在

事实上，在工业领域，甲醇重整制氢技术较成熟，也被广泛应用。但在交通领域，车载甲醇重整制氢技术还处于研究阶段，尚有系统复杂、启动时间长、系统功率小、产品成熟度低、存在碳排放等问题需要突破。

一位长期从事氢燃料电池汽车开发工作的技术人员告诉记者，为了满足高温甲醇重整器与高温电堆的匹配和工作稳定性，甲醇重整制氢燃料电池的核心部件和控制系统更加复杂。据介绍，甲醇重整制氢器的工作温度需达到200℃以上，光是借助外部电加热使燃烧室的温度升高至这一标准就需约半小时，因此启动时间长、响应速度慢，且需要与超级电容或锂电池储能系统并联使用来满足产品对电能的动态需求。

此外，虽然与传统燃油汽车相比，甲醇重整氢燃料电池汽车无二氧化硫和碳氧化物排放，且能源转换率高，但在运行过程中仍存在一定量的二氧化碳排放，没有真正实现“零排放”。

据了解，目前国内外甲醇重整氢燃料电池的主要生产企业包括丹麦Serenergy、广东合即得和博氢集团等，大部分还处于系统方案集成优化及样车试制阶段。

“目前，国内外尚未建立比较完善的技术标准体系和评价体系。”上述技术人员表示，“甲醇重整氢燃料电池汽车距离产业化还早。”

二、甲醇重整氢燃料电池对汽车行业有何影响

传统车企不“感冒”新势力更感兴趣

10月25日，全球首款搭载甲醇重整氢燃料电池的轻型卡车在昆山举行正式投入商业运营发布仪式，该车由东风特汽和苏州氢洁电源科技有限公司联合生产。但记者在采访过程中发现，整车企业对甲醇重整氢燃料电池汽车这一技术路线并不太“感冒”。一位汽车企业研究院的相关负责人认为，目前氢燃料电池汽车的储氢罐技术更为成熟，而且包括枪击、穿刺、燃料等一系列试验均已证明了储氢罐的安全可靠性。相较而言，甲醇重整氢燃料电池汽车，尤其是较为复杂的甲醇重整器的安全可靠性还需要开展更多验证工作。

有意思的是，造车新势力反而更愿“押宝”这一技术路线。11月13日，电咖汽车发布了新品牌天际和首款豪华SUV产品天际ME7，电咖汽车董事长兼首席执行官张海亮表示，在商用车所采用的燃料电池动力上，电咖汽车没有像丰田Mirai或者现代NEXO一样直接采用外部加氢的完整氢燃料电池动力方案，而是将采用甲醇重整制氢方案，来为氢燃料反应堆提供动力源。无独有偶，在今年的广州车展上，爱驰汽车旗下的RGNathalie登台亮相，采用的动力系统同样是甲醇重整制氢燃料电池，资料显示其百公里加速破2.5秒，最高时速300km，最大续驶里程能达到1200公里。不过，这两家企业的甲醇重整氢燃料电池汽车产品均未实现量产。

有业内人士认为，甲醇重整氢燃料电池汽车是一种在氢燃料电池车运营成本大幅下降前降低碳排放的补充方案，但蒋炎坤并不完全赞同这种说法，结合国内目前甲醇的生产总体情况以及已经存在的甲醇加注站数量远多于加氢站的现象，他认为这是更接地气的技术路线，也是“具有中国特色的甲醇燃料车用方案之一”。