假如國內(nèi)三分之一的車輛使用綠色甲醇燃料，每年可減少8000萬噸的石油進(jìn)口，回收1.32億噸二氧化碳，保障我國交通領(lǐng)域能源安全，助力碳達(dá)峰碳中和
甲醇重卡與LNG和柴油重卡相比，突破燃料需要國外進(jìn)口保障的能源安全挑戰(zhàn);與純電重卡比，突破續(xù)航里程限制;與氫燃料相比，突破液態(tài)氫燃料高壓低溫易爆的安全隱患，且可作為氫的載體與氫能在汽車動力領(lǐng)域轉(zhuǎn)化使用
文∣《瞭望》新聞周刊記者 王勁玉
甲醇(CH3OH)，低碳、含氧，燃燒更加徹底，排放后只產(chǎn)生少量碳?xì)浠衔铮鞘澜绻J(rèn)的清潔燃料，被稱作“清潔的煤”“廉價的油”“移動的電”“液體的氫”。
近期，《瞭望》新聞周刊記者采訪了解到，我國作為甲醇產(chǎn)、銷、用大國，得益于甲醇制備技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，以甲醇作為燃料的轎車、重卡等車型正在被廣泛應(yīng)用，取得較好的減排效果。
在新能源汽車不斷迭代的當(dāng)下，憑借低排放、價格低廉、能源自主可靠的特性，甲醇汽車能否成為新能源汽車的下一個風(fēng)口?
汽車能源革命新風(fēng)向
由于生產(chǎn)來源廣泛、經(jīng)濟(jì)體量巨大、全產(chǎn)業(yè)鏈可持續(xù)發(fā)展，甲醇被業(yè)內(nèi)視為石油、天然氣等能源的有效替代品。
國際能源署數(shù)據(jù)顯示，2022年全球二氧化碳排放量達(dá)368億噸，發(fā)達(dá)國家在完成工業(yè)化以后，交通領(lǐng)域的碳排放一般會占到碳排放總量的1/3左右，中國交通運輸領(lǐng)域占比10%，交通運輸領(lǐng)域的碳排放總量還將持續(xù)增加，減排形勢嚴(yán)峻。
甲醇是清潔燃料，生產(chǎn)、使用對傳統(tǒng)工業(yè)實現(xiàn)碳達(dá)峰有較大幫助。尤其是甲醇的制備過程清潔，并具有一定的儲能屬性。
豐富的風(fēng)、光能源是綠色甲醇制備的堅實基礎(chǔ)，通過風(fēng)能、太陽能等可再生電力能源電解水制氫，與捕集的二氧化碳可合成可制備綠色甲醇，可規(guī)�；{可再生能源，也可解決氫能制備、儲存和運輸?shù)陌踩院统杀締栴}。用氫氣耦合二氧化碳的辦法制備甲醇，每生產(chǎn)一噸零碳甲醇可以消納1.375噸的二氧化碳，可解決工業(yè)剛性排放二氧化碳問題。
甲醇是我國的優(yōu)勢能源項目，在原料儲備、生產(chǎn)制備等方面具有顯著優(yōu)勢。中國氮肥協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，我國甲醇產(chǎn)能超過9000萬噸，年產(chǎn)量超7000萬噸，約占全球甲醇總產(chǎn)量的60%，是傳統(tǒng)的甲醇生產(chǎn)、消費大國。
天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國家重點實驗室研究員姚春德說，目前我國制備甲醇主要原料由煤炭、天然氣、焦?fàn)t煤氣以及少量生物質(zhì)等構(gòu)成，煤制甲醇占比約70%，我國煤炭儲量富集，生產(chǎn)甲醇具有天然優(yōu)勢。
截至2022年底，我國共有28個省、區(qū)、市具備甲醇生產(chǎn)能力，其中內(nèi)蒙古、陜西兩地甲醇產(chǎn)能達(dá)千萬噸級，山東、河南、寧夏、山西、新疆等地產(chǎn)能達(dá)500萬噸。
豐富的產(chǎn)能帶來穩(wěn)定的價格。數(shù)據(jù)顯示，2022～2023年甲醇平均價格2.04元/L，LNG(液化天然氣)為6.75元/kg，柴油為7.99元/L，國內(nèi)甲醇最低價為1500元/噸。就價格情況而言，柴油價格居高不下、較為穩(wěn)定;LNG價格波動較大;甲醇價格圍繞平均值上下波動、較為穩(wěn)定。
我國是世界第二大石油消費國和最大的石油進(jìn)口國，甲醇替代石油能源有利于保障能源安全。國家發(fā)展改革委數(shù)據(jù)顯示，2021年我國石油進(jìn)口量為5.13億噸，如果使用甲醇替代，可大幅減少石油的進(jìn)口依賴。
2022年，中國原油、天然氣和煤炭等能源產(chǎn)品合計進(jìn)口3.19萬億元，增長40.9%，占進(jìn)口總值的17.6%。其中我國原油產(chǎn)量2.0467億噸，進(jìn)口量5.0828億噸，對外依存度為71.2%;中國天然氣產(chǎn)量2178億立方米，進(jìn)口量1.0925億噸，對外依存度為40.5%。
姚春德說，假如國內(nèi)三分之一的車輛使用綠色甲醇燃料，每年可減少8000萬噸的石油進(jìn)口，回收1.32億噸二氧化碳，保障我國交通領(lǐng)域能源安全，助力碳達(dá)峰碳中和。
甲醇汽車優(yōu)勢更加明顯
龍門架吊著車架游走在軌道上，流水線上工人有序地對零件進(jìn)行焊接、組裝，不到40分鐘，一輛搭載甲醇發(fā)動機(jī)的重卡就裝配完成。在位于山西省晉中市的吉利甲醇重卡生產(chǎn)車間，突破技術(shù)壁壘的甲醇重卡成為新的制造業(yè)發(fā)力點。
提到在交通運輸領(lǐng)域減少碳排放，國內(nèi)消費者對純電動和氫燃料電池兩條技術(shù)路線比較熟悉，但對甲醇汽車則相對陌生。工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，全國運行的甲醇汽車超過28000輛，甲醇重卡超過2000輛。
甲醇燃料在汽車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，能牽引汽車產(chǎn)業(yè)構(gòu)建新的競爭高地。甲醇重卡與LNG和柴油重卡相比，突破燃料需要國外進(jìn)口保障的能源安全挑戰(zhàn);與純電重卡比，突破續(xù)航里程限制;與氫燃料相比，突破液態(tài)氫燃料高壓低溫易爆的安全隱患，且可作為氫的載體與氫能在汽車動力領(lǐng)域轉(zhuǎn)化使用。
在續(xù)航里程、動力性能、低溫可靠性等方面，甲醇汽車突破多重技術(shù)壁壘。以吉利集團(tuán)為例，深耕甲醇汽車領(lǐng)域18年，已攻克低溫冷啟動、耐醇腐蝕性、甲醇溶脹性、甲醇供油及燃燒等多項技術(shù)難題，動力性提高4%～10%，加速性提高2%～4%，掌握200余項甲醇汽車核心專利技術(shù)。
吉利新能源商用車研究院動力傳動中心副主任蘇茂輝說，甲醇對橡膠類產(chǎn)品、有色金屬材料的腐蝕問題已基本解決，在應(yīng)用甲醇燃料耐腐蝕性方面，我國已掌握先進(jìn)的技術(shù)和解決方案。
此外，吉利集團(tuán)自主研發(fā)的11L、13L甲醇專用發(fā)動機(jī)，有380/430/460/480多種馬力，最大爬坡度30%、最高車速90km/h，動力性能與柴油、LNG傳統(tǒng)能源重卡相當(dāng)，功率高于電動和氫燃料重卡。
甲醇重卡通過汽油啟動，冷啟動性能與傳統(tǒng)能源相當(dāng)，低溫可靠性優(yōu)于電動、氫燃料重卡。甲醇重卡續(xù)航里程最長超過1000公里，高于電動、氫燃料重卡。以遠(yuǎn)程星翰H醇?xì)潆妱訝恳嚍槔湓诤畢^(qū)續(xù)航測驗顯示，一箱953升綠色甲醇完成1341公里極寒超長里程挑戰(zhàn)。
綜合車價、運行成本計算，甲醇重卡的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯。在甲醇價格穩(wěn)定前提下，一輛重卡以一個生命周期運行100萬公里計，可節(jié)省約50萬元。
與傳統(tǒng)柴油重卡相比，遠(yuǎn)程醇?xì)渲乜ㄔ谌剂腺M用上可節(jié)省18%～32%，相當(dāng)于每公里最多可節(jié)省1元錢。按甲醇重卡年運行10萬公里計算，每年可節(jié)約5萬～10萬元。與燃油車相比，直驅(qū)甲醇車和醇電混動車燃料費用分別節(jié)省55%、67.7%，相當(dāng)于節(jié)省0.37元/公里、0.50元/公里。
此外，甲醇汽車改造相對容易。所有的成品油加油站稍加改造便可加注甲醇;所有燃油車稍加改動便可燃用甲醇，無需增加制造成本;所有電動汽車、氫燃料電池汽車，都可以實現(xiàn)醇電醇?xì)浠Q;所有的用能設(shè)備，都能煤改醇、油改醇、氣改醇、電改醇、氫改醇。
從環(huán)保角度來看，甲醇汽車的碳排放優(yōu)勢明顯。據(jù)測算，當(dāng)前同型甲醇汽車、燃油汽車、氫能源汽車、電動汽車的綜合碳排放值，分別為42.14kg/百公里、21.19kg/百公里、68.32kg/百公里、17.22kg/百公里。到2050年，新能源發(fā)電裝機(jī)占全國發(fā)電總裝機(jī)75%以上，占全社會用電量60%以上，同型甲醇汽車、燃油汽車、氫能源汽車、電動汽車的綜合碳排放值，將分別為4.00kg/百公里、21.19kg/百公里、37.66kg/百公里、12.11kg/百公里。
從回收處理來看，甲醇汽車與燃油汽車結(jié)構(gòu)類似，報廢處理體系已經(jīng)成熟，不存在二次污染問題。電動汽車和氫能源汽車的電池回收處理，存在一定程度的二次污染。2020年和2025年我國動力電池累計退役量分別為20萬噸、78萬噸，電池處理量僅占總報廢量的7.4%，其余大部分都被焚燒，造成稀缺金屬資源浪費和環(huán)境污染。
姚春德說，甲醇燃料汽車無電力、氫燃料制備源頭能源消耗和碳排放，解決了電池制備所需鋰、鎳、鈷等稀有金屬80%依賴進(jìn)口的卡脖子問題，不存在電池報廢處理帶來的環(huán)境污染。
在位于山西省晉中市的吉利遠(yuǎn)程新能源商用車集團(tuán)甲醇重卡總裝車間，工人在組裝甲醇重卡(2024年2月2日攝) 王勁玉攝/本刊
打通產(chǎn)業(yè)全鏈條關(guān)鍵關(guān)卡
2023年，剛剛完婚的晉中市和順縣青年杜鑫，購買了一輛甲醇燃料汽車兼職跑出租。“新車落地15萬元，政府補(bǔ)貼了3萬元，而且加甲醇比燒油節(jié)省一半成本，兩三年就能把成本掙回來。”30歲的杜鑫為了給家人更好的生活，仿佛渾身有使不完的勁。
深耕甲醇能源40余年的山西省晉中市，正在全力推進(jìn)生產(chǎn)1萬輛甲醇重卡、1萬輛甲醇乘用車、1500輛甲醇礦卡，以占領(lǐng)未來能源領(lǐng)域的“新藍(lán)海”。
甲醇汽車要成為新能源汽車的新風(fēng)口，需要打通產(chǎn)業(yè)的全鏈條環(huán)節(jié)，在突破關(guān)鍵制備技術(shù)、完善基礎(chǔ)設(shè)施、拓展應(yīng)用場景等關(guān)卡繼續(xù)發(fā)力。
突破綠色甲醇制備技術(shù)是關(guān)鍵一步，傳統(tǒng)的甲醇制備技術(shù)主要為煤制甲醇、焦?fàn)t煤氣制甲醇、天然氣制甲醇等，但這些技術(shù)制備的甲醇因存在碳排放，而被稱為“灰醇”。
目前，山西省內(nèi)一些企業(yè)正推進(jìn)的零碳示范項目，例如焦?fàn)t氣與二氧化碳耦合制醇、煤與綠氫耦合制醇、現(xiàn)役煤電廠谷電零價電制的氫與二氧化碳制醇等，有望沖出煤化工高碳排放封鎖線。但以捕集二氧化碳與綠電制氫合成甲醇，現(xiàn)階段的生產(chǎn)成本較高，劣質(zhì)煤制甲醇方面需進(jìn)一步降低成本，仍需突破相關(guān)技術(shù)。
受訪專家建議，圍繞甲醇生產(chǎn)、甲醇汽車和甲醇燃料產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)及領(lǐng)域，相關(guān)部門應(yīng)搭建公共研發(fā)、檢測、試驗平臺，探索利用電廠煙道氣捕獲二氧化碳，建立以煤電廠煤、電、化、熱多聯(lián)產(chǎn)的綠色甲醇新模式。
構(gòu)建完善的基礎(chǔ)設(shè)施，是助力甲醇汽車發(fā)展的重要一環(huán)。記者了解到，晉中市境內(nèi)已建成甲醇加注站81座，基本滿足區(qū)域內(nèi)運行，但外市外省甲醇加注站少，導(dǎo)致甲醇重卡出市、出省難。
不少業(yè)內(nèi)人士說，增加外市、外省的甲醇加注站，關(guān)鍵在于明晰甲醇加注站(撬裝站)建設(shè)和管理歸口部門的職責(zé)，暢通相關(guān)機(jī)制，破解職能交叉或監(jiān)管空白的問題。
拓寬甲醇重卡推廣場景，為擴(kuò)大甲醇汽車市場空間提供支撐。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，2022年到2023年遠(yuǎn)程重卡在全國累計訂單2197臺，其中山西省外1316臺，山西省內(nèi)881臺。受限于應(yīng)用場景，當(dāng)前甲醇重卡示范推廣規(guī)模較小，沒有達(dá)到1萬～2萬輛量化推廣階段。
晉中市委書記常書銘建議，在同等行車條件下，1輛柴油重卡的污染物排放相當(dāng)于306輛乘用車，應(yīng)大力推進(jìn)甲醇重卡在全國的應(yīng)用，特別是推動山西、內(nèi)蒙古、陜西等甲醇原料富集地，在做好加注站配套的基礎(chǔ)上完成重卡甲醇化替代。■ |
