甲醇汽車推廣應(yīng)用的可行性研究

韓喻

摘 要：甲醇的原料來(lái)源非常廣泛，尤其在中國(guó)大多數(shù)地區(qū)，包括農(nóng)村地區(qū)。甲醇是清潔能源，清潔能源汽車屬于廣義的新能源汽車。 中國(guó)新能源汽車發(fā)展應(yīng)該有甲醇汽車的一席之地。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；清潔能源；甲醇汽車

中圖分類號(hào)：U473 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

清潔能源汽車屬于廣義的新能源汽車。除了混合動(dòng)力、純電動(dòng)、燃料電池電動(dòng)汽車外，現(xiàn)階段可用于汽車的其他清潔能源還包括天然氣、甲醇、乙醇（汽油）、太陽(yáng)能和沼氣等等。其中甲醇俗稱“木醇”或“木精”，其主要是由煤經(jīng)過(guò)汽化加氫而生成的液體，性能與汽油接近，用于燃燒甲醇燃料的汽車就稱為甲醇汽車。甲醇汽車的技術(shù)發(fā)展路線被稱作“液態(tài)陽(yáng)光”。

1 關(guān)于甲醇燃料的簡(jiǎn)介

甲醇具有超級(jí)清潔燃料的特征，生產(chǎn)甲醇的原料來(lái)源非常廣泛，除了煤、天然氣、其他生物質(zhì)、煤層氣、焦?fàn)t氣和二氧化碳加氫等都可以生產(chǎn)甲醇，而且技術(shù)較為成熟，具有多重利好，這也給發(fā)展甲醇汽車提供了充分條件。

根據(jù)中科院報(bào)告顯示，其排放的二氧化碳量低于煤和石油的排放量50%以上，且排放的碳氧化物、硫氧化物、揮發(fā)性有機(jī)物和顆粒物微乎其微。同時(shí)，甲醇與汽油、柴油理化性質(zhì)相近，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

此外，作為一種多用途的能量載體，甲醇可應(yīng)用于石油化工原料、鍋爐燃料、船用燃料、車用燃料等多個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)，也可以探索用較豐富的電力資源制造甲醇，用甲醇作為電力的儲(chǔ)能載體?？茖W(xué)研究還表明，甲醇是許多工程菌培養(yǎng)基原料，是發(fā)展食品藥品工業(yè)的重要基礎(chǔ)。

綜上所述，在當(dāng)前和可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，甲醇作為一種具有清潔燃燒特性的能量載體，有著卓越的運(yùn)輸優(yōu)勢(shì)，并且來(lái)源廣泛，且兼具綠色、高效的經(jīng)濟(jì)特征。

2 甲醇汽車相關(guān)政策法規(guī)

用甲醇代替石油燃料在國(guó)外已經(jīng)應(yīng)用多年，國(guó)內(nèi)先后在陜西、貴州、山西等產(chǎn)煤大省試點(diǎn)和市場(chǎng)化推廣甲醇汽車，取得了不錯(cuò)的推廣效果。

截至2018年3月，國(guó)家工信部共分13批發(fā)布了8家甲醇汽車生產(chǎn)企業(yè)和23款甲醇汽車產(chǎn)品公告，產(chǎn)品基本形成了轎車、重型商用車、微型車、城市客車等不同用途的系列車型。目前在技術(shù)方面，甲醇汽車的各項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)已經(jīng)完全突破。在政策方面，我國(guó)正逐漸重視對(duì)甲醇汽車推廣應(yīng)用的支持。

2018年2月22日，工信部節(jié)能與綜合利用司發(fā)布《2018年工業(yè)節(jié)能與綜合利用工作要點(diǎn)》，在甲醇汽車方面，提到要深化甲醇汽車試點(diǎn)示范，加快制定一批甲醇汽車領(lǐng)域重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)甲醇汽車推廣應(yīng)用。

3 甲醇汽車的經(jīng)濟(jì)性

十二五期間，由于燃油價(jià)格較高，而天然氣價(jià)格較低，交通部從降低運(yùn)營(yíng)企業(yè)成本，在交通運(yùn)輸企業(yè)中大力推廣使用燃?xì)廛?，并給予獎(jiǎng)勵(lì)。從2010年開(kāi)始，尤其是2012年-2015年，河北、山東、江蘇、浙江、廣東、四川等省是天然氣客車的示范省，但隨著國(guó)家補(bǔ)貼政策的變化，從2016年開(kāi)始，天然氣客車的風(fēng)光不再。

相對(duì)應(yīng)的是甲醇汽車的經(jīng)濟(jì)性更體現(xiàn)實(shí)際需求。根據(jù)我國(guó)“富煤貧油”的實(shí)際情況，發(fā)展煤制甲醇可以使資源合理最大化利用。汽車使用甲醇燃料比使用汽油更具經(jīng)濟(jì)性，汽車使用甲醇燃料，成本僅相當(dāng)于耗油成本的一半，與天然氣汽車相比，也有相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)性。

車用天然氣價(jià)格為5.128元/千克，甲醇（2016年某市調(diào)研價(jià)）售價(jià)1.517元/千克，CN_CITY工況6105M甲醇客車114.23元/百公里，天然氣（稀燃）客車149.74元/百公里，天然氣（當(dāng)量燃燒）客車155.73元/百公里。

C_WTVC_CITY工況6105M甲醇客車106.19元/百公里，天然氣（稀燃）客車141.02元/百公里，天然氣（當(dāng)量燃燒）客車146.66元/百公里，如圖1所示。

通過(guò)城市工況對(duì)比發(fā)現(xiàn)，甲醇客車將會(huì)有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，比天然氣汽車有25%的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，基于經(jīng)濟(jì)性考慮，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用的是稀燃工作模式，因此HC排放物較高，而且催化器的耐久性能差，相對(duì)于城市公交來(lái)說(shuō)，對(duì)城市污染貢獻(xiàn)極大，而甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)采用理論空燃比工作，因此排放比天然氣好，而且催化器的耐久性能好，因此從環(huán)保性上來(lái)說(shuō)甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)更有優(yōu)勢(shì)，另外隨著甲醇公交車的增多，當(dāng)甲醇需求量增大，供應(yīng)鏈端甲醇價(jià)格會(huì)進(jìn)一步下跌，公交車搭載市場(chǎng)銷售的甲醇經(jīng)濟(jì)性也會(huì)降低。

此外，從采購(gòu)成本來(lái)看，以10m～12m客車為例，甲醇客車平均比天然氣底1萬(wàn)元左右，且甲醇客車?yán)m(xù)航里程比天然氣更長(zhǎng)。

4 汽油、柴油與甲醇的排放對(duì)比

2015年10月歐洲汽車制造商協(xié)會(huì)（ACEA）公布，甲醇在專門的甲醇機(jī)上具有較高的燃燒效率，并且一氧化碳、碳?xì)浜偷趸镂廴疚锱欧泡^低。經(jīng)過(guò)30年的實(shí)踐證明，使用甲醇燃料不會(huì)對(duì)環(huán)境及人類健康帶來(lái)危害。

從試點(diǎn)城市甲醇汽車試點(diǎn)數(shù)據(jù)采集中心提供的大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，M100甲醇汽車的排放完全符合國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)，非常規(guī)排放中對(duì)甲醛排放量的檢測(cè)結(jié)果更是僅為工信部規(guī)定限額值的1/10。

2014年，中國(guó)汽車技術(shù)研究中心試驗(yàn)所排放室針對(duì)首個(gè)甲醇試點(diǎn)城市山西晉中市，每年春季，從試運(yùn)營(yíng)車輛中抽取車輛分別進(jìn)行常規(guī)排放檢測(cè)和非常規(guī)排放檢測(cè)。連續(xù)3年，至今共對(duì)9輛車進(jìn)行12次檢測(cè)，其中2016年抽檢的6輛車，平均行駛里程19.25萬(wàn)公里，最低行駛里程超過(guò)16萬(wàn)公里。得出結(jié)論見(jiàn)表1。

貴陽(yáng)市運(yùn)管局在2016年7月發(fā)布了貴陽(yáng)甲醇出租車運(yùn)營(yíng)一周年大數(shù)據(jù)，根據(jù)貴陽(yáng)市機(jī)動(dòng)車尾氣監(jiān)控中心的檢測(cè)結(jié)果，甲醇車的HC、CO、NO都遠(yuǎn)低于汽油車，見(jiàn)表2。

美國(guó)甲醇研究院的研究結(jié)論，更能佐證甲醇作為替代燃料的可行性。其研究表明，汽、柴油汽車排放物有20多種，而甲醇汽車只有6種排放物，且不含汽柴油車所排放的，對(duì)人體有害的苯、丁二烯等致癌物，見(jiàn)表3。

因此，可得出結(jié)論：汽、柴油車的尾氣中均含有甲醛，甲醛排放并不是甲醇汽車“專利”。據(jù)介紹，吉利所屬研究機(jī)構(gòu)曾對(duì)同排量的M100甲醇車和汽油車、柴油車就甲醛排放進(jìn)行檢測(cè)，M100甲醇車為0.339mg/km，略低于汽油車的0.492mg/km，遠(yuǎn)低于柴油車4.171mg/km的排放量。

5 甲醇經(jīng)濟(jì)“液態(tài)陽(yáng)光”

目前，一些機(jī)構(gòu)提出的“液態(tài)陽(yáng)光”技術(shù)發(fā)展路線，指明了從甲醇生產(chǎn)到使用的能量循環(huán)過(guò)程中減少碳排放的3 個(gè)漸進(jìn)發(fā)展階段：

第一階段的高碳排放是用化石能源生產(chǎn)甲醇的技術(shù)，已經(jīng)存在并運(yùn)行了數(shù)十年，由第一代的煤和第二代的天然氣作為原料。目前，全球生產(chǎn)的甲醇約60%以上都是以天然氣為原料，該工藝相較煤工藝投資低、污染低；第二階段的低碳排放是由富氫煤基混合系統(tǒng)，輔以天然氣、核能或可再生能源生產(chǎn)甲醇，該技術(shù)生產(chǎn)過(guò)程中可大量減少二氧化碳排放；第三階段的碳中性由四代-生物質(zhì)以及五代技術(shù)構(gòu)成，尚需進(jìn)一步基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)。

由于我國(guó)“富煤貧油少氣”的能源資源結(jié)構(gòu)，缺少廉價(jià)的天然氣資源，煤制甲醇產(chǎn)能占全國(guó)總產(chǎn)能的77.3%，天然氣制甲醇僅占13.2%。國(guó)內(nèi)煤制甲醇耗水量大，環(huán)境污染重，產(chǎn)區(qū)偏遠(yuǎn)而運(yùn)輸成本高，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)激烈。因此，亟需擺脫對(duì)以煤作為原料的依賴，并且從第一階段盡快循序漸進(jìn)發(fā)展至第二、第三階段。

2016年，我國(guó)甲醇產(chǎn)能達(dá)到8145萬(wàn)噸，實(shí)際產(chǎn)量為5061.5萬(wàn)噸，大量過(guò)剩的甲醇產(chǎn)能需要消化。2015年吉利汽車發(fā)布了“藍(lán)色吉利行動(dòng)”， 2018年，吉利再次提出“液態(tài)陽(yáng)光經(jīng)濟(jì)”，呼吁通過(guò)體制機(jī)制創(chuàng)新和政策先行先試，充分發(fā)揮示范區(qū)的綜合資源優(yōu)勢(shì)，統(tǒng)籌布局甲醇產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、科技服務(wù)和產(chǎn)業(yè)聚集。通過(guò)體制機(jī)制探索和市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)，形成示范區(qū)內(nèi)各平臺(tái)間的緊密聯(lián)動(dòng)，建立國(guó)際一流的甲醇經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境，并與示范區(qū)外的特色優(yōu)勢(shì)研發(fā)資源形成合作，實(shí)現(xiàn)甲醇應(yīng)用示范基地。

結(jié)語(yǔ)

中國(guó)新能源汽車的發(fā)展已經(jīng)取得了舉世矚目的成績(jī)，不同的技術(shù)路線有著不同的應(yīng)用市場(chǎng)，混動(dòng)、純電、氫燃料、甲醇汽車……都有可能為我國(guó)新能源汽車發(fā)展事業(yè)做出各自應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]李書福.2017年兩會(huì)提案《加快在全國(guó)推廣甲醇汽車》[Z].

[2]李書福.2018年兩會(huì)議案《“液態(tài)陽(yáng)光經(jīng)濟(jì)”推進(jìn)甲醇汽車市場(chǎng)化》[Z].