寻找大兴新质生产力｜甲醇高温膜燃料电池怎样“用氢不见氢”

在7月10日至13日举行的2024天津国际航运产业博览会上，大兴氢能企业——北京海得利兹新技术有限公司携高温质子交换膜燃料电池技术产品及航运解决方案亮相。

氢能作为最清洁的终极能源

是发展新质生产力的重要引擎

大兴融媒记者前往

海得利兹研发中心

深度探索

甲醇高温膜燃料电池技术路线

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。目前，我国年制氢量已超过4000万吨，占全球的1/3左右，具有丰富的氢能供给经验和产业基础。比较成熟的制氢技术路线主要有三种：以煤炭、天然气为代表的化石能源制氢，以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢，以碱性电解水、酸性质子交换膜电解水为代表的电解水制氢。

采用化石能源制氢，会消耗不可再生能源。工业副产氢的产能受限于主产品，不适合大规模供应。而且，上述两种技术路线都需要大型工厂，存在氢气存储、运输成本高的问题。电解水制氢工艺简单，虽然可以实现“随制随用”，但尚未实现规模化应用，成本居高不下。

海得利兹采用的甲醇重整制氢是一种新技术路线。甲醇来源丰富、成本低廉，在常温下为液态，具有能量密度高、运输方便等优点。1升液氢（-253℃时）只有72克，而1升常温甲醇与水反应可产生143克氢气，几乎是同体积液氢的2倍。以甲醇为原料，将小型的甲醇重整制氢与高温膜燃料电池集成，可实现即时制氢、发电和供热。

将甲醇重整制得的富氢气转化为电能，关键在于高温质子交换膜燃料电池。常规的燃料电池依赖于99.99%以上的高纯度氢气，但甲醇重整制得的氢气纯度约为70%—75%，虽然可以采用变压吸附等技术净化提纯，但也会导致工艺过于复杂。海得利兹研发的高温质子交换膜燃料电池可大幅降低对氢气纯度的要求，实现由甲醇到氢气再到电能的低成本转换，同时还可以副产热能，实现热电联供。

海得利兹总经理郭志斌介绍，该技术的优势是既可以利用高温质子交换膜燃料电池电堆的高能效、抗毒化能力强和简化的水热管理等优点，又可以采用廉价优质的甲醇作为富氢载体直接利用能源，实现“用氢不见氢、用氢不运氢、即产即用、无需提纯”，没有氢气存储与运输环节，是真正贴近民用的氢能产品，可满足汽车与船舶等大功率发电需求。

此次天津国际航运产业博览会上，海得利兹带来甲醇重整高温质子交换膜燃料电池技术和产品，包括船用及车用增程动力系统解决方案、甲醇氢能增程叉车、发电系统等，可应用于航运、工业、港口物流等领域。全新的Hers-P甲醇重整高温质子交换膜燃料电池发电系统设备体积小、工作噪音低、功率智能调节，可适应各种环境、温度的使用场景，稳定高效提供电能。

海得利兹是国家高新技术企业、北京市“专精特新”中小企业，也是大兴国际氢能示范园区首家设立博士后科研工作站的单位。目前已研发成功高温质子交换膜、膜电极、电堆等核心零部件、甲醇重整高温质子交换膜燃料电池发电系统、高温膜燃料电池测试平台等五大自主知识产权核心产品。其中，发电系统、热电联供系统及甲醇氢能增程技术在航运产业上开展了低碳、绿色应用。

在建筑领域，海得利兹的部分技术已经在大兴区应用。在北京市科委专项经费支持和大兴区经信局、区科委推动下，大兴国际氢能示范区零碳园区30kW高温膜燃料电池热电联供项目得以落地实施，成为北京首个绿电、绿氢、绿醇全链条零碳园区示范项目。其中，海得利兹负责30kW高温膜燃料电池热电联供工程的实施与运营。

甲醇重整高温膜燃料电池热电联供在农业方面也有丰富应用场景。在2023年12月举行的“氢能即用 氢进万家”高温膜燃料电池技术交流与产品发布会上，北京老宋瓜王科技发展有限公司与海得利兹合作开展农业西瓜育苗大棚5kW高温膜燃料电池热电联供项目。这是大兴区绿色氢能农业的突破性尝试，海得利兹热电联供系统在实现产电供暖功能的同时，对农业育苗催熟等方面也可发挥重要作用。

2024年全国两会上，《政府工作报告》在“积极培育新兴产业和未来产业”章节提出“加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展”。氢能被誉为“21世纪终极能源”，作为“前沿新兴产业”首次进入政府工作报告，成为发展新质生产力的重要引擎，得到国家高度重视。

郭志斌表示，在目前技术条件下，甲醇是高度契合我国能源禀赋的氢能载体，可为加氢站及燃料电池汽车提供低成本、加注便捷的氢源，也可作为内燃机车更为清洁、高效的燃料。甲醇制氢是保障我国能源安全、推进碳中和目标完成的有效路径。

“新质生产力是创新起主导作用，特点是创新，关键在质优，本质是先进生产力。”郭志斌认为，在新型氢能技术路线上，新质生产力依靠高温膜燃料电池科技创新这一“本质”，通过甲醇这一“介质”，形成绿色高质量发展的“品质”。海得利兹将笃定甲醇氢能技术路线，在分布式制氢、固定发电、工商业和设施农业等分布式热电联供领域推动规模化发展，探索形成有效的氢能产业发展的商业化路径。

大兴区经信局副局长项延宽在第一期“新国门人才会客厅”上表示，大兴区积极培育氢能产业生态，引进落地了海得利兹等上市潜力企业，核心技术覆盖氢能全产业链。大兴区积极开展低碳示范，打造集光伏微网、电解制氢、甲醇重整、热电联供、固态储氢等技术于一体的绿色能源综合应用场景。下一步，将继续突出示范引领，加大研发转化、场景开放、示范集聚，打造国家级氢能创新示范高地。