甲醇汽車推廣應用的可行性研究

韓喻

摘 要：甲醇的原料來源非常廣泛，尤其在中國大多數地區，包括農村地區。甲醇是清潔能源，清潔能源汽車屬于廣義的新能源汽車。 中國新能源汽車發展應該有甲醇汽車的一席之地。

關鍵詞：新能源汽車；清潔能源；甲醇汽車

中圖分類號：U473 文獻標志碼：A

0 引言

清潔能源汽車屬于廣義的新能源汽車。除了混合動力、純電動、燃料電池電動汽車外，現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）、太陽能和沼氣等等。其中甲醇俗稱“木醇”或“木精”，其主要是由煤經過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。甲醇汽車的技術發展路線被稱作“液態陽光”。

1 關于甲醇燃料的簡介

甲醇具有超級清潔燃料的特征，生產甲醇的原料來源非常廣泛，除了煤、天然氣、其他生物質、煤層氣、焦爐氣和二氧化碳加氫等都可以生產甲醇，而且技術較為成熟，具有多重利好，這也給發展甲醇汽車提供了充分條件。

根據中科院報告顯示，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、揮發性有機物和顆粒物微乎其微。同時，甲醇與汽油、柴油理化性質相近，便于儲存和運輸。

此外，作為一種多用途的能量載體，甲醇可應用于石油化工原料、鍋爐燃料、船用燃料、車用燃料等多個領域。同時，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能載體。科學研究還表明，甲醇是許多工程菌培養基原料，是發展食品藥品工業的重要基礎。

綜上所述，在當前和可預見的未來，甲醇作為一種具有清潔燃燒特性的能量載體，有著卓越的運輸優勢，并且來源廣泛，且兼具綠色、高效的經濟特征。

2 甲醇汽車相關政策法規

用甲醇代替石油燃料在國外已經應用多年，國內先后在陜西、貴州、山西等產煤大省試點和市場化推廣甲醇汽車，取得了不錯的推廣效果。

截至2018年3月，國家工信部共分13批發布了8家甲醇汽車生產企業和23款甲醇汽車產品公告，產品基本形成了轎車、重型商用車、微型車、城市客車等不同用途的系列車型。目前在技術方面，甲醇汽車的各項技術難點已經完全突破。在政策方面，我國正逐漸重視對甲醇汽車推廣應用的支持。

2018年2月22日，工信部節能與綜合利用司發布《2018年工業節能與綜合利用工作要點》，在甲醇汽車方面，提到要深化甲醇汽車試點示范，加快制定一批甲醇汽車領域重點標準，推動甲醇汽車推廣應用。

3 甲醇汽車的經濟性

十二五期間，由于燃油價格較高，而天然氣價格較低，交通部從降低運營企業成本，在交通運輸企業中大力推廣使用燃氣車，并給予獎勵。從2010年開始，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，但隨著國家補貼政策的變化，從2016年開始，天然氣客車的風光不再。

相對應的是甲醇汽車的經濟性更體現實際需求。根據我國“富煤貧油”的實際情況，發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濟性，汽車使用甲醇燃料，成本僅相當于耗油成本的一半，與天然氣汽車相比，也有相當大的經濟性。

車用天然氣價格為5.128元/千克，甲醇（2016年某市調研價）售價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（當量燃燒）客車146.66元/百公里，如圖1所示。

通過城市工況對比發現，甲醇客車將會有很大的經濟優勢，比天然氣汽車有25%的經濟優勢。

通過對比發現，基于經濟性考慮，天然氣發動機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，相對于城市公交來說，對城市污染貢獻極大，而甲醇發動機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，因此從環保性上來說甲醇發動機更有優勢，另外隨著甲醇公交車的增多，當甲醇需求量增大，供應鏈端甲醇價格會進一步下跌，公交車搭載市場銷售的甲醇經濟性也會降低。

此外，從采購成本來看，以10m～12m客車為例，甲醇客車平均比天然氣底1萬元左右，且甲醇客車續航里程比天然氣更長。

4 汽油、柴油與甲醇的排放對比

2015年10月歐洲汽車制造商協會（ACEA）公布，甲醇在專門的甲醇機上具有較高的燃燒效率，并且一氧化碳、碳氫和氮氧化物污染物排放較低。經過30年的實踐證明，使用甲醇燃料不會對環境及人類健康帶來危害。

從試點城市甲醇汽車試點數據采集中心提供的大數據中發現，M100甲醇汽車的排放完全符合國四標準，非常規排放中對甲醛排放量的檢測結果更是僅為工信部規定限額值的1/10。

2014年，中國汽車技術研究中心試驗所排放室針對首個甲醇試點城市山西晉中市，每年春季，從試運營車輛中抽取車輛分別進行常規排放檢測和非常規排放檢測。連續3年，至今共對9輛車進行12次檢測，其中2016年抽檢的6輛車，平均行駛里程19.25萬公里，最低行駛里程超過16萬公里。得出結論見表1。

貴陽市運管局在2016年7月發布了貴陽甲醇出租車運營一周年大數據，根據貴陽市機動車尾氣監控中心的檢測結果，甲醇車的HC、CO、NO都遠低于汽油車，見表2。

美國甲醇研究院的研究結論，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，對人體有害的苯、丁二烯等致癌物，見表3。

因此，可得出結論：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”。據介紹，吉利所屬研究機構曾對同排量的M100甲醇車和汽油車、柴油車就甲醛排放進行檢測，M100甲醇車為0.339mg/km，略低于汽油車的0.492mg/km，遠低于柴油車4.171mg/km的排放量。

5 甲醇經濟“液態陽光”

目前，一些機構提出的“液態陽光”技術發展路線，指明了從甲醇生產到使用的能量循環過程中減少碳排放的3 個漸進發展階段：

第一階段的高碳排放是用化石能源生產甲醇的技術，已經存在并運行了數十年，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，輔以天然氣、核能或可再生能源生產甲醇，該技術生產過程中可大量減少二氧化碳排放；第三階段的碳中性由四代-生物質以及五代技術構成，尚需進一步基礎研究和技術開發。

由于我國“富煤貧油少氣”的能源資源結構，缺少廉價的天然氣資源，煤制甲醇產能占全國總產能的77.3%，天然氣制甲醇僅占13.2%。國內煤制甲醇耗水量大，環境污染重，產區偏遠而運輸成本高，同質化競爭激烈。因此，亟需擺脫對以煤作為原料的依賴，并且從第一階段盡快循序漸進發展至第二、第三階段。

2016年，我國甲醇產能達到8145萬噸，實際產量為5061.5萬噸，大量過剩的甲醇產能需要消化。2015年吉利汽車發布了“藍色吉利行動”， 2018年，吉利再次提出“液態陽光經濟”，呼吁通過體制機制創新和政策先行先試，充分發揮示范區的綜合資源優勢，統籌布局甲醇產業技術創新、科技服務和產業聚集。通過體制機制探索和市場化運營，形成示范區內各平臺間的緊密聯動，建立國際一流的甲醇經濟創新創業環境，并與示范區外的特色優勢研發資源形成合作，實現甲醇應用示范基地。

結語

中國新能源汽車的發展已經取得了舉世矚目的成績，不同的技術路線有著不同的應用市場，混動、純電、氫燃料、甲醇汽車……都有可能為我國新能源汽車發展事業做出各自應有的貢獻。

參考文獻

[1]李書福.2017年兩會提案《加快在全國推廣甲醇汽車》[Z].

[2]李書福.2018年兩會議案《“液態陽光經濟”推進甲醇汽車市場化》[Z].