我國(guó)車用甲醇燃料的應(yīng)用及前景分析

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源瓶頸和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要緩解我國(guó)的能源危機(jī)和環(huán)境污染。研究表明，甲醇燃料作為一種新型的能源，在燃燒過程中，不會(huì)產(chǎn)生污染，最重要的是來源豐富，在化石能源中，是一種理想的替代品。大力推廣使用醇類燃料，這是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

關(guān)鍵詞：甲醇燃料 應(yīng)用優(yōu)勢(shì) 前景分析

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著人民消費(fèi)水平的不斷提高和交通運(yùn)輸業(yè)的快速增長(zhǎng)，我國(guó)汽車工業(yè)得到了迅猛發(fā)展，目前我國(guó)汽車保有量已超過2億輛，且連續(xù)三年汽車產(chǎn)銷量位居世界首位。當(dāng)我們引以自豪的民族汽車工業(yè)不斷發(fā)展時(shí)，進(jìn)一步增加了我國(guó)能源供給、環(huán)境污染的壓力，主要表現(xiàn)為：

一方面?zhèn)鹘y(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)面臨石油資源短缺的問題；另一方面汽車尾氣造成大氣污染，對(duì)人體健康的危害引起了人們的普遍關(guān)注。甲醇燃料的優(yōu)點(diǎn)是抗爆性好，燃燒徹底，在燃燒過程中可有效降低尾氣中一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NOx）的排放，低碳、環(huán)保、節(jié)能減排是未來車用燃料的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。甲醇燃料作為新型汽車代用燃料的出現(xiàn)，今后必將呈現(xiàn)出廣泛的發(fā)展前景。

1 甲醇燃料的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著國(guó)際原油價(jià)格的不斷攀升，我國(guó)石油資源又較為匱乏，2013年中國(guó)原油進(jìn)口量達(dá)到2.85億噸占國(guó)內(nèi)需求總量的60%，無(wú)論是政治方面，還是經(jīng)濟(jì)方面，需要我們正確地看待能源安全問題。作為石油燃料的替代品，甲醇燃料具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。

1.1 國(guó)外甲醇燃料的應(yīng)用

國(guó)外在上世紀(jì)二十年代甲醇汽油開始用作車用燃料，德國(guó)大眾汽車公司早在70～80年代就在中國(guó)建立了M100甲醇示范車隊(duì)，至今為止，在世界范圍內(nèi)，德國(guó)依然是發(fā)展甲醇類汽車最有成效的國(guó)家。此外，在甲醇燃料及甲醇汽車配套技術(shù)方面，美國(guó)、日本、瑞典等國(guó)家先后投入了大量人力、物力、財(cái)力進(jìn)行研究和開發(fā)，得到的結(jié)論是成本降低，有利于批量生產(chǎn)。2000年以后國(guó)外各大汽車公司紛紛用甲醇進(jìn)行了燃料電池的開發(fā)，目前甲醇燃料電池項(xiàng)目已成為各國(guó)發(fā)展新能源汽車的重點(diǎn)研究課題。

1.2 國(guó)內(nèi)甲醇燃料的應(yīng)用

到了二十世紀(jì)70年代初期，我國(guó)開始對(duì)甲醇燃料進(jìn)行研究。從“六五”到“八五”期間，中國(guó)科學(xué)、國(guó)家科委、交通部以及各大院校多次對(duì)甲醇燃料進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)。在我國(guó)到目前為止，甲醇燃料推廣應(yīng)用最快、規(guī)模最大的就是山西。山西自行研制成功的“華頓甲醇汽油”，在太原經(jīng)23輛汽車近5個(gè)月的試驗(yàn)性運(yùn)行，表現(xiàn)出良好的效果，并組織了凱迪拉克、凌志400等十幾種車型近23輛汽車參加試用，經(jīng)過近三個(gè)月的試用，使用甲醇汽油近20噸，在這一過程中無(wú)一例不良反應(yīng)。中石化山西分公司到2012年3月底，其所屬的各試點(diǎn)城市已新建了100座加油站銷售甲醇汽油。目前全國(guó)共有近50萬(wàn)輛在使用甲醇汽油，實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況良好，沒有發(fā)生重大技術(shù)事故。

2 甲醇燃料的市場(chǎng)前景

甲醇作為傳統(tǒng)的化工產(chǎn)品，其原料非常豐富，涵蓋煤、天然氣以及可再生的植物纖維素等。對(duì)于甲醇燃料來說，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為：

一方面來源豐富，燃燒性能優(yōu)良，另一方面作為內(nèi)燃機(jī)燃料可以完全或部分取代石油，進(jìn)而在一定程度上緩解石油供應(yīng)緊張問題，同時(shí)能夠有效地降低有害物質(zhì)的排放，在經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益方面表現(xiàn)良好。

2.1 國(guó)外甲醇燃料的市場(chǎng)前景

在世界范圍內(nèi)，甲醇生產(chǎn)主要集中在特立尼達(dá)、美國(guó)、加拿大、智利、新西蘭、沙特阿拉伯和俄羅斯等天然氣資源比較豐富的國(guó)家和地區(qū)。加拿大的Methanex和日本的三菱瓦斯是目前世界上最大的甲醇生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)能分別為785萬(wàn)噸/年和373萬(wàn)噸/年。在國(guó)際上，對(duì)于能源的利用率，由于燃料電池系統(tǒng)高達(dá)60%，與發(fā)動(dòng)機(jī)相比，燃料電池系統(tǒng)的制造成本要低得多。在這種情況下，在甲醇燃料電池汽車方面，一些著名汽車公司已經(jīng)加大了開發(fā)力度，同時(shí)制定了相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃，比較典型的有：戴姆勒-克萊斯勒汽車公司已經(jīng)開發(fā)出NECAR3型汽車，該車采用甲醇做燃料，并且在2004年投入商業(yè)生產(chǎn)。2000年本田汽車公司開發(fā)出甲醇電池車，2003年投入商業(yè)化生產(chǎn)。同樣日產(chǎn)公司也開發(fā)出甲醇電池車，并且在2003年投入市場(chǎng)。此外，美國(guó)的福特、通用汽車公司都開發(fā)出甲醇電池車型，并計(jì)劃商業(yè)化生產(chǎn)。為了進(jìn)一步促進(jìn)甲醇電動(dòng)汽車技術(shù)的開發(fā)和市場(chǎng)推廣，美國(guó)在1999年9月由克林頓簽署法案，通過低稅率、政府補(bǔ)貼的方式給予甲醇電池技術(shù)資金支持，同時(shí)對(duì)新建甲醇充裝站或改造的汽、柴油加油站，每座充裝站美國(guó)政府給予30000美元的補(bǔ)貼。2009年10月日本東京公司宣布從10月29日開始銷售直接甲醇燃料電池（直接甲醇燃料電池（DMFC）是一種將化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為電能的可再生清潔能源），此電池被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車最佳候選動(dòng)力源，除此之外該款產(chǎn)品還可應(yīng)用在手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等便攜式設(shè)備上。綜上所述，開發(fā)甲醇燃料電池汽車逐漸成為跨國(guó)公司競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

2.2 國(guó)內(nèi)甲醇燃料的市場(chǎng)前景

在我國(guó)，煤炭產(chǎn)品長(zhǎng)期以來一直是主要的能源結(jié)構(gòu)。在全國(guó)的能源產(chǎn)量中，煤炭產(chǎn)量約占76%。在我國(guó)，煤炭是主導(dǎo)性能源，在未來的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭資源同樣扮演著重要的角色。以煤為原料，制造甲醇，從生產(chǎn)效益來看，每消耗1.5～1.8噸煤可以生產(chǎn)1噸甲醇，在產(chǎn)煤區(qū)，原煤的價(jià)格100元/噸，工業(yè)甲醇的成本在800 元/噸，而市場(chǎng)甲醇價(jià)格為2300元/噸，其利潤(rùn)空間非常巨大。從甲醇燃料的使用情況來看，1.8噸甲醇在理論上與1噸汽油相當(dāng)，然而在實(shí)際生產(chǎn)中，甲醇汽油的辛烷值高、爆發(fā)力強(qiáng)，實(shí)際消耗1.4噸就相當(dāng)于1噸汽油。在單價(jià)方面，汽油為7317元/噸，甲醇為2300元/噸，在成本方面，與汽油相比，每消耗1噸甲醇可以節(jié)省2926元。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為甲醇汽油的使用創(chuàng)造了巨大的市場(chǎng)空間。根據(jù)專家預(yù)測(cè)，到2020年，中國(guó)的石油產(chǎn)量在1.7～2.0億噸，供需缺口大約在3.3～3.6億噸，按3噸石油生產(chǎn)l噸汽油計(jì)算，汽、柴油缺口1.2億噸，相當(dāng)于2.09～2.28億噸甲醇，而且還不包括甲醇。在市場(chǎng)銷量方面，甲醇在2020年可能在3億噸，為此，國(guó)家需要盡快出臺(tái)甲醇發(fā)展政策，進(jìn)一步促進(jìn)甲醇工業(yè)的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其在世界范圍內(nèi)，石油漲價(jià)和石油資源枯竭，作為燃料，甲醇的經(jīng)濟(jì)性更加凸顯，同時(shí)大力推廣和應(yīng)用甲醇燃料，還具有良好的環(huán)保特性，可減少汽車尾氣污染物碳?xì)浠衔铮℉C）、一氧化碳（CO） 60%以上的排放。

目前我國(guó)共有各類甲醇生產(chǎn)企業(yè)約291家，其中160家以煤制甲醇，50家以天然氣制甲醇，剩余企業(yè)多為技術(shù)落后、設(shè)備陳舊產(chǎn)能較小且處于停產(chǎn)或半停產(chǎn)狀態(tài)的生產(chǎn)企業(yè)，已明顯有被淘汰的趨勢(shì)。以煤為原料的甲醇企業(yè)主要有，上海焦化有限公司、中石化四川維尼綸廠、以天然氣為原料的甲醇生產(chǎn)企業(yè)主要有陜西榆林天然氣化工公司、大慶油田甲醇廠、陜西長(zhǎng)慶油田、四川江油甲醇廠等。1995年以來國(guó)內(nèi)甲醇工業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)所用原料由聯(lián)醇法的合成為主，向天然氣和煤為主的方向發(fā)展。到2010年國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)能達(dá)到了3000萬(wàn)噸/年，并以今后每年25%的速度遞增，預(yù)計(jì)到“十二五”中期我國(guó)甲醇產(chǎn)能將達(dá)到5000萬(wàn)噸/年。

經(jīng)過以上分析，甲醇燃料作為一種新型清潔車用替代能源，首先在我國(guó)今后的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中必將得到各級(jí)政府的大力推廣，其次甲醇燃料的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)會(huì)讓更多的企業(yè)參與進(jìn)來擴(kuò)大產(chǎn)能，充分發(fā)揮甲醇燃料的經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)境效益和社會(huì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：

梁旭升（1984-），男，陜西咸陽(yáng)人，西安汽車科技職業(yè)學(xué)院，助理工程師，研究方向：新能源汽車燃料。