氢作为化工原料对发展石油化学工业有着重要作用。然而,氢对于人类还有着更为重要的作用,这就是作为能源使用。中国对氢能的研究与发展可以追溯到60年代初,中国科学家为发展本国的航天事业,对作为火箭燃料的液氢的研制与开发进行了大量而有效的工作。将氢作为能源载体和新的能源系统进行开发,则是7O年代以后的事。
长安汽车集团于2008年推击一款名为“氢动力”的新概念汽车,这款车的质量功率比高达5.45千克/马力,最高速度更是突破了230千米/小时。北汽集团福田汽车股份有限公司3辆“氢动力”客车也在北京市道路上成功试运行。而早在20多年前,我国就在全球率先成功研发出醇氢汽车技术。
早在1985年我国醇氢汽车技术就申请了发明专利。随后,该技术成为国家“六五”重点攻关项目,并在1988年获重大突破。1988年11月1日《人民日报》发布消息:“1988年10月23日,我国第一台MH氢燃料汽车,也是世界第一台MH氢燃料汽车发动行驶。”1996年,又申请了“裂解制氢工艺及其专用设备氢发生器”发明专利。这两项专利形成了独有的醇氢技术路线。这项技术为我国首创,并在汽车上首先获得成功。
据介绍,醇氢汽车技术的原理是:随车裂解65度含水乙醇制氢。具体说,就是在用乙醇汽油的汽车排气管上串联一个装有催化剂用来裂解醇的氢发生器,利用汽车尾气余热,把65度含水乙醇经过氢发生器裂解,产生氢气(富氢气体),让氢气进入发动机燃烧做功。这样,普通汽油车就变为了以醇为制氢燃料的醇氢汽车。醇氢汽车的特点是廉价制氢和随车制氢。
随着全球能源紧张状况的加剧,氢能这种清洁、可再生的新能源进入人们的视线。而以氢能替代汽油、柴油等传统燃料用于汽车而将汽油、柴油车变成氢能汽车成为最受关注的开发领域。但是,氢能汽车与传统汽车相比有致命的弱点,如动力性不强、加氢难度大、行程短、成本太高不经济等。而醇氢汽车技术彻底弥补了这两种汽车的弱点。它利用汽车尾气余热,使65度乙醇通过氢发生器催化裂解,随车制氢,然后将氢气引入发动机当燃料。这样不但燃料成本大幅度降低,动力也能提高,尾气污染不断减少,其中二氧化碳温室气体排放减少60%以上。
有关专家分析,对于氢能汽车来说,此项技术有3项重要意义:一是使用65度含水乙醇经过催化裂解制氢成本低,具有实用性。国外用电解水制氢虽然技术已成熟,氢气纯净,但附加设备多,成本高昂,市场接受不了。二是随车制氢。国际上研发成功的氢发动机和氢动力汽车,自己不会造氢。而用醇氢专利技术组装的醇氢动力汽车会随车造氢,解决了国际上氢气产、储、运系列难题。三是可延伸汽车内燃机的发展历史。汽车内燃机至今已有100多年历史,一旦石油、天然气等资源枯竭,氢燃料电池汽车研制成功,全世界的汽车内燃机和生产厂家就有可能被淘汰。此专利技术用可再生的生物能源乙醇为制氢燃料,对汽车内燃机总体结构不作改动,使汽车内燃机的使用历史得到了延伸。更为可贵的是,醇氢汽车基本克服了目前世界上普通氢燃料汽车因氢气价格昂贵、制氢成本高、氢气贮存和运输危险而难于推广的难题。
由于具备较大的优势,醇氢汽车技术一经问世就获得了广泛关注。1994年,该技术获中国科学院科技进步二等奖,1997年获原国家科委颁发的国家科技推广证书,1998年获原交通部、原国家计委及原国家经贸委颁发的全国重点推广在用车船节能产品证书。2007年5月,国家科技部高新技术司在北京组织了醇氢汽车技术座谈会。中国石油化学工程公司、中国石油化学规划院、中国汽车工程学会等单位的专家经过论证认为,在技术和工程上,此项技术对含水乙醇进行裂解制氢是可行的。
2007年,在这项技术研发20多年后,随着几大汽车制造商的介入,中国首创的技术才推动氢能汽车一步步向我们走来。1月中旬,长安公司汽车工程技术研究院提出合作意向。2007年3月,东风实业有限公司与昆明新能源发展公司签订了合作意向协议书。双方成立研发共同体,在已有的醇氢汽车专利技术基础上继续研发,进一步进行完善和规范,争取研制出东风(电喷)EH30动力醇氢汽车,并生产出50~100辆国际上首批经济实用的醇氢汽车。然后在市场成效基础上改进技术,根据国内外市场的需要,制定整车产业化计划。2008年1月初,东风实业有限公司以自行开发的“含水乙醇重整富氢燃料发动机”装车试验成功,首辆东风自主品牌的醇氢汽车投入道路试验。东风实业有限公司还将为此投资2亿元建设生产示范基地,建设专门生产厂,2008年年底向局部市场小批量投放。醇氢汽车技术在国内的应用热潮已引起联合国有关部门的高度关注。