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专家讲堂|甲醇汽车和甲醇燃料推广应用的几点新思考
时间:2021-07-05 09:28:23

导语:

大学母校校长郭孔辉院士打来电话,问我:落实中央提出的实现“碳排放达峰”和“碳中和”目标,汽车和各类行走机械,包括内燃机,燃用合成可再生甲醇燃料,应该是最佳的技术路线之一,为什么始终未见产业届的具体行动,未见产品规模市场投放?

与郭院士长期保持联系,在产业和技术路线的发展上,沟通最多,阐述观点也无拘束。我用了一个多小时时间,从客观背景、社会认识、产业观点、甲醇制备与碳捕集技术、实现甲醇经济循环发展以及政策导向等不同层面,向郭院士做了汇报说明。

综合上月召开的“船舶动力应用甲醇燃料技术交流会”内容和下周即将召开的“甲醇燃料输配送及加注体系建设技术服务工作会议”思路,将内容汇总整理,形成此文,供读者参考,更希望行业能有行动。

中国是世界能源消费大国,也一定是可再生能源-甲醇制造大国,完全有资格在全球可再生能源应用领域发声和引领,今天的机会和主动权还在我们手中。

甲醇汽车和甲醇燃料推广应用的三大原动力

数据显示,2020年,我国石油对外依存度达到72.7%,其中进口总量的70%来自中东和海湾等高风险地区。寻求国家能源安全保障战略,降低石油对外依存度已经迫在眉睫。

我国是全球最大的甲醇生产国和消费国,2019年全国甲醇产能约9000万吨,占全球60%,产量约7000万吨。甲醇作为传统基础化工不可或缺的原材料,正在向满足清洁能源需求的液体燃料实现转换。尽管我国煤制甲醇和焦炉煤气制甲醇占比较高,但在捕捉二氧化碳,与消纳可再生能源制备氢气合成甲醇方面,潜力巨大。

笔者认为,我国发展甲醇经济:

一是可以完全替代化石能源,以此实现保障能源安全和我国能源独立自主可控;

二是以保持我国装备制造体系完整健全和优势地位为基点,在钢铁、冶金、建材和煤化工领域,加快推进捕捉二氧化碳,与消纳可再生能源制备氢气合成甲醇项目的试点、示范直至全面推广,为实现“双碳”发展目标做出贡献,为替代石油能源提供燃料保障;

三是在我国能源缺油、少气、富煤的结构下,以资源禀赋和因地制宜为原则,鼓励燃料消耗技术创新和节能减排,建立燃料多元化的消费体系。

甲醇燃料应用正向更广泛区域拓展

目前,我国甲醇汽车已经完成了政策、技术标准、行政许可和市场准入机制的建立,贵州、陕西、山西等省区已有数万辆甲醇汽车运行。由中科院大连化学物理研究创新研制的甲醇重整制氢技术,已经组织开展规模化产业链建设。2020年10月,国际海事组织批准了《甲醇/乙醇燃料船舶安全导则》,确定了甲醇燃料在船舶上应用的技术规范和许可。甲醇燃料在锅(窑)炉和北方地区替代散煤燃烧取暖正在被广泛推广。甲醇燃料在烟叶、橡胶、食品烘干、果蔬大棚和炊事等领域里的应用,正在从一县、一市、一省的应用,向更广泛的区域拓展。

推广甲醇燃料加注和配送服务必须先行,其认知正在成为产业和社会的共识,正在被付诸实施。即将召开的“甲醇燃料输配送及加注体系建设技术服务工作会议”传递的信息和实践经验,将为业界从业者提供有益和有效的参考。

世间任何物资,有创新就有需求,有需求就有供应。选择甲醇燃料应用,没有必要瞻前顾后,因为“双碳”目标是人类为了地球可持续发展而提出的,走合成可再生能源的能源发展之路,是一条科学和可持续之路。

甲醇是真正意义上的“碳中和”能源

2006年度诺贝尔化学奖获得者乔治A奥拉,针对全球能源危机,提出了甲醇经济,作为应对油气时代过后能源问题的一条解决途径。通过发展合成可再生甲醇能源产业,在能源供应端实现非碳氢能源替代化石能源的战略目标。在动力和热力燃烧领域,推广甲醇燃料应用,实现能源消费端对化石能源消费的替代。

笔者认为:1834年美国人托马斯.达文波特制造了第一辆电动汽车,1876年世界第一台内燃机诞生,我国将早于内燃机42年之久的电动汽车赋予新能源汽车的定义,并给予了包括财政在内的政策支持。中国科学技术大学校长包信和院士提出:“氢很好,跟氧一反应就能生成水,但问题是在自然界当中,氢是不存在的。”我们这个地球有煤矿,有油田和气田,但没有氢矿、氢田。氢存在于各种化合物中,需要通过制备得到,制氢需要能量,氢在我国也被赋予新能源的定义。

对比发电、电力制氢和煤制甲醇消耗碳氢能源的占比,笔者认为,我国今天着力发展的甲醇燃料,也应该被纳入新能源体系。当我们通过试点、示范直至全面推广捕捉二氧化碳与消纳可再生能源制氢气合成甲醇后,这个甲醇就是真正意义上的“碳中和”能源,就是甲醇循环经济。

发展甲醇经济的四大优点

2019年10月22日,中国工程院原副院长谢克昌院士在“第九届全球新能源企业500强峰会”上指出:要在能源体系框架下进行能源转型和结构优化,防范不切实际的能源转型对经济发展和能源供应造成的伤害。

2020年12月1日,中国科学院副院长张涛在张家口可再生能源峰会上呼吁:“拆掉能源体系中的一堵堵“围墙”,让各能源品种有机融合,共同担当起降碳减排重任”。

2020年12月14日,中国社会科学院发布研究报告——“碳中和前景下的未来能源-选择与路径”。

针对甲醇作为燃料仍然存若干质疑,笔者特别总结甲醇的四大优点,供读者参考。

优点一,甲醇可以通过有效捕捉二氧化碳,与消纳可再生能源制氢合成符合“碳中和”属性的能源;

优点二,甲醇属于常温常压液体燃料,可以充分利用现有社会资源(现有的液体燃料输配送、加注和配送体系)实现供给;

优点三,可以在现有的内燃机动力装备中作为替代燃料应用,且具有低碳低排的基本优势;

优点四,甲醇是目前人类认知的氢能最佳载体,随着甲醇重整制氢燃料电池技术成果进入规模化产业建设和投产,不依赖高压低温输配送系统、加注系统、复杂的载氢系统的甲醇燃料电池,其应用市场将会展现出极大的生命力。

如果读者有疑虑和问题,可以查阅我们组织业内专家撰写的专业文章,由中国汽车报“专家讲堂”专栏发布。也可以登录百度,点击“甲醇经济产业大讲堂”,百节视频课堂为您讲解甲醇燃料应用的技术和实例。

本文作者:魏安力 系工信部甲醇汽车推广应用专家指导委员会秘书长

编辑:薛亚培

本文来源:中国汽车报网

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