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甲醇汽车:被忽略的艰难前行者

作者:车猫 2015年09月02日

[导读]甲醇辛烷值高,抗爆性好;自身含氧,燃烧热效率高,通过增加压缩比,可以在很大程度上增加发动机的功率和扭矩,较同型号汽油发动机高10%。

能源和环境是世界经济和社会发展面临的两大主要问题。现如今全世界都在大力发展纯电动汽车、混合动力汽车以及氢能源汽车,但实际上还有一种被忽视的新能源汽车:甲醇汽车。使用醇(甲醇和乙醇)作为燃料的概念就同内燃机一样有历史。19世纪末,由尼古拉斯·奥托等人开发的早期内燃机模型实际上就是设计成由醇进行驱动的,之后则因为石油更便宜易得而被取代。

在气候和能源问题日趋严峻的今天,醇类燃料又重新受到人们青睐。对于农业发达的美国及盛产甘蔗的巴西来说,乙醇燃料可以从农业副产品中提炼,而对于农业用地紧张但煤矿相对丰富的中国来说,则更适合通过煤化工制取甲醇燃料。

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什么是甲醇燃料?

甲醇是一种用途普遍、制造简便的化工产品。对公众来说,甲醇更多与曾经肆虐的假酒联系在一起。

什么是甲醇燃料?顾名思义,就是甲醇与汽油的混合物,其中包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和异丙醇的混合醇等与汽油的混合物,甲醇掺入量一般为 5%~30%。甲醇与汽油混合通常称为“汽油掺烧甲醇”,并以甲醇的含量作为燃料标记,例如掺入15%、30%、50%、85%甲醇的汽油分别为M15、 M30、M50、M85;纯甲醇燃料和添加剂则为M100等。甲醇汽油具有环保、成本低、节省资源等优点,所以一直被国际公认为新型节能燃料。

首先在动力性方面,甲醇辛烷值高,抗爆性好;自身含氧,燃烧热效率高,通过增加压缩比,可以在很大程度上增加发动机的功率和扭矩,较同型号汽油发动机高 10%;在排放方面,甲醇是含氧化合物,具有燃烧完全等特性,因此,可有效降低一氧化碳和碳氢化合物的排放,减少有害气体的排放,从而达到减排效果。除此以外,甲醇作为新能源燃料的来源主要是由焦炉煤气、高硫煤提炼而成,从生产源头就决定其成为环保型新能源。

石油大亨 抑制醇燃料崛起

70年代初的石油危机,使许多国家为了能源安全和平衡外汇,积极寻找石油的代用能源。在这种力量的推动下,醇燃料作为液体燃料,其储运、分配、携带、使用都和传统的汽、柴油差不多,而且其原料资源多,燃烧干净,因而受到国际重视。1976年许多国家代表在瑞典召开了第一次国家醇燃料会议(ISAF),推动醇燃料(主要是甲醇和乙醇)发展。后来随着对大气质量要求提高,发现醇燃料不仅可替代石油,而且其汽车尾气排放比汽油和柴油都更低,对环境也更有利。

因此,到了80年代,石油价格虽有回落,但发展醇燃料的推动力已转为改善大气环境质量。除了巴西执行国家乙醇燃料汽车政策,在全国推广使用无水乙醇掺汽油的E22和含水乙醇E95燃料以外,美、德、加、法、日、瑞典、新西兰等发达国家政府和汽车公司,都大力推动醇燃料汽车的研究、试验和示范推广,并由国家议会列为清洁燃料,予以发展。

世界各大汽车厂都在积极研究开发,示范了许多不同方案的醇燃料汽车,如专用优化的醇燃料小轿车(曾是巴西汽车的主流),全醇燃料的大轿车、大卡车等,在醇燃料汽车技术上有很大进展。

美国福特汽车公司率先在生产线上大量生产醇燃料汽车FFV,主要在州和联邦政府部门使用。对环保要求很高的加州政府,更是积极推动。但由于石油价格连续下降,世界几大石油跨国公司出于自身利益,不愿投资建设醇燃料的加注设施。随后,醇燃料使用价格高涨,且便利性降低,用户逐渐放弃使用醇燃料。缺少市场推动的醇燃料汽车也陷入发展泥沼,福特公司也不得不在几年前终止了醇燃料FFV汽车的生产。

能源压力下 甲醇或重登历史舞台

我国石油的对外依存度一直高居不下,2013年是58.1%,2014年是59.5%,每年约2.8亿吨汽柴油被内燃机消耗掉。2013年和2014年,我国内燃机年产量都在8000万台左右,总功率分别为18亿千瓦和20亿千瓦。近年来,煤炭占我国能源消费总量的比重一直徘徊在66%~70%,未来 30~50年煤炭在总消费中的占比会有所变化,但其主体地位不会改变。如何实现煤炭高效、洁净利用是我国能源以及能源产业转型升级的大问题。推进能源生产和消费革命,就必须走煤炭清洁、高效、综合利用之路。

2014年国务院常务会议明确提出,京津冀、长三角、珠三角地区除热电联产外,禁止新建燃煤发电等高耗能高污染项目,这是因为热电联产有更高的能源利用率。传统电厂对于煤炭的能源利用率能够达到40%~44%,热电联产对于煤炭的能源利用率能够达到70%。而比热电联产更高利用的技术是煤电化多联产技术,它使煤炭的能源利用效率可以达到85%,除发电、供热外还产出甲醇。甲醇是基础的化工原料,除可以为内燃机提供燃料外,还可向下游产业链延伸,所以发展甲醇汽车和我国煤炭资源的清洁、高效和综合利用紧密联系,这是中国考虑甲醇替代的基本出发点。

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甲醇汽车示范运行 表现不俗

我国对甲醇燃料的研究起步于20世纪70年代初期。“六五”期间由国家科委组织、交通部负责将M15(甲醇占15%)甲醇掺烧汽油研究列入国家重点攻关项目,在山西组织了480辆汽车、并建有4个加油站的营运规模。“七五”期间,由国家科委组织,中科院负责将北京北内发动机零部件有限公司的492发动机改烧甲醇(M85以上)技术列入攻关项目,并在四川、重庆等地投入数百辆汽车试运营。

2012年,工信部正式启动在山西省、陕西省和上海市开展甲醇汽车试点工作。到目前为止,包括甲醇轿车、甲醇重型商用车、甲醇城市客车、微型车在内共281辆甲醇汽车投入试运行。

甲醇汽车在试点城市“表现不俗”。工信部公布的技术检测结果显示,“两省一市”试点甲醇车辆运行平稳正常,氮氧化合物等排放数据比国四标准限额值低40%至50%,部分指标达到国Ⅴ标准,单位里程燃料费用比同排量汽油车降低48%。

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甲醇“上路”依旧路漫漫

甲醇的安全性,尤其是毒性一直被认为是甲醇大规模使用的隐患。而事实上,示范总结中一直有“正常使用,安全性能够得到保障”的结论。其实,不仅在我国,就算是在示范运行总里程超过2亿英里(约合3.22亿公里)的美国,也从没出现过甲醇燃料使人中毒的事件。但是“有毒”一词还是会引起人们的联想,对于从未接触过甲醇燃料的人,其想象空间更大。这也成为我国推动甲醇使用的难点之一。

从国内外的报道以及甲醇中毒发生的统计数字看,由甲醇引起的中毒主要是急性中毒,误饮误食是中毒发生的最主要原因。只要把住误饮误食这道关,中毒的问题就能得到很好的控制。国内外,尤其是近十几年来我国大量的甲醇应用实践表明,规范使用甲醇燃料是安全的。

“叫好不叫座”仍是目前甲醇汽车在中国面临的窘境。接受记者采访的业内人士认为,甲醇汽车要实现产业化,真正大规模推广“上路”仍面临不少障碍。“从试点到推广这一步怎么跨越值得研究。”工信部甲醇汽车试点专家组组长何光远说。

不过,根据国家工信部对新能源汽车的定义,新能源汽车是指纯电动汽车和插电式混合动力汽车。其他能源驱动的汽车只能算作节能汽车或清洁能源汽车。相比新能源汽车动辄几十万元的价格,甲醇汽车即便是在传统汽车的基础上改装,成本也不过2000~4000元。发展甲醇燃料的优势是社会综合成本低。除了依靠我国汽车制造和甲醇生产上的优势外,主要体现在能够利用原有的汽柴油加注网络上。改造一个加注设施只需将油罐彻底清洗并更换加注机,费用只要10万元,很小的支出就能使现有资源得到更好地利用。发展甲醇不只是推广甲醇汽车,它是与煤基多联产技术产出端中的化工产品相衔接的一个方面,也是对于我国目前提倡节能减排大方向下一个很好的补充。

本文转自新能源汽车新闻

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