甲醇，新的石油替代者？

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2018年9月14日，英國倫敦召開的CCC5國際海事組織大會上，經過全體成員國投票，通過了以甲醇作為船舶燃料內容的《低閃點燃料技術規則》。甲醇與水的互溶性對于船舶使用甲醇燃料的安全性給予更大的支撐，如果船載甲醇泄露進入水體，由于江湖河海風浪湍流能夠極大地幫助擴散，泄露點附近的甲醇濃度也會非常迅速地降低，從而達到對魚類和其他水生動植物無害的水平。而烴類燃料汽柴油一旦進入自然界，盡管也會有微生物降解，但是由于油水不溶，無法借地表水稀釋擴散，并且生物降解只能存在于有限的油水界面，相比之下整體降解速度就會慢得多。出現漏油事故，水面上常用的手段是圍欄加吸油氈吸附回收，滲入土壤中的油品回收就十分困難，因此常常會擴展釀成具有長期影響的環保事故。

變廢為寶成燃料

在冰島，人們開創了一種使用可再生能源和二氧化碳廢氣生產甲醇的方法。冰島西南部一條雙車道高速公路蜿蜒穿過一個黑色的火山巖石場，不遠處坐落著一家普通的工廠，縱橫交錯的管道讓人看不出這家工廠是做什么的。每年都有幾十萬游客經過這里，前往觀賞綺麗的室外溫泉—一藍湖，熱氣騰騰的藍色溫泉水直接從附近的地熱發電廠流淌出來。如果游客注意到工廠的話，可能會好奇它為什么會建在這里。這家工廠利用了地熱發電廠的能源，不過原材料是電廠排放出來的二氧化碳。

工廠以已故諾貝爾獎獲得者、化學家喬治-奧拉的名字命名，在過去的10年中，工廠的工程師們不斷改進、審核該工廠的工序。一根管線每年可從地熱發電廠輸送約5 500噸二氧化碳，該公司還提供電力將水分解成氫和氧。氫和二氧化碳結合后，形成含水甲醇，然后蒸餾成純甲醇。工廠于2012年開業，目前年生產量為4 000噸（或500萬升）甲醇燃料。這些燃料被中國汽車巨頭吉利汽車集團采用，用于打造一支甲醇燃料的測試車隊。吉利在山西省有一家年產10萬輛甲醇燃料車的工廠，并正在貴州省籌建另一家工廠。

說起甲醇（CH30H），可能很多人并不陌生，尤其是理科生，它具有酒精味，燃燒后的產物是二氧化碳和水。現在主流的汽車燃料汽油燃燒后，由于燃燒不充分，會產生一氧化碳，以及碳氫化合物、氮氧化合物等，相比之下，甲醇就顯得“單純”的多，并不會產生有毒有害物質，只要技術過關，實打實地可以作為替代燃油成為新型的汽車燃料。

當然，在理想的低碳世界里，道路上跑的不應該是甲醇汽車，而應該是由可再生能源充電的電動汽車。不過，當前距離這一目標還很遠。如今，各國銷售的電動汽車占比都很小。即便是最樂觀的設想，道路上大部分是純電動汽車的目標也要到本世紀中葉以后才可能實現。同時，甲醇是有效降低汽車碳足跡的最好替代品。如果使用可再生能源為甲醇電廠供電，并從鋼廠等地捕集二氧化碳廢氣，那就可以減少一半的碳排放量。因此，盡管汽車內燃機燃燒甲醇確實會排放二氧化碳和一些水蒸氣，但其首先也是從鋼廠捕集到的二氧化碳。也就是說，這種方法其實是先回收二氧化碳，對它們進行有效利用后才排放出去。這種循環與旨在將二氧化碳永久埋在地下的“碳捕集與封存”相對，被稱為“碳捕集與利用”。

卷土重來的甲醇汽車

甲醇汽車的理念聽起來似乎有點耳熟，可能是因為這并不是新鮮事兒了。20世紀80年代，美國加州政府大力改進這種甲醇燃料汽車，作為控制本州空氣污染以及擺脫對國外石油依賴的方法。福特汽車公司率先開發了一款混合燃料汽車，既能燃燒汽油又能燃燒甲醇等替代燃料。加州的甲醇汽車最終達到1.5萬輛。但隨著油價下降，加之美國玉米種植戶大力宣傳毒性較小的乙醇，甲醇汽車最終退出了市場。

目前，歐盟、印度和以色列都在進行甲醇應用于運輸業的投資。在中國，甲醇占到運輸燃料的8%。市場研究公司預測，對甲醇的需求將以每年7%的速度增長。甲醇可在內燃機中燃燒，可存儲、可運輸，并能用裝載汽油和柴油的基礎裝置進行分銷保存，這就是甲醇的優勢。

中國大部分的甲醇是利用煤或煤電生產的，而中國吉利集團則呼吁建立一種“液體陽光經濟”，即使用太陽能生產這種燃料。2018年4月，中國一家汽車公司與德國汽車和丹麥燃料電池公司合作，在北京車展上發布了一款運動型甲醇燃料電池汽車。為消費者們打開了廣闊的視野，讓他們看到了全球日消耗量達9700萬桶石油之外的選擇。

替代傳統石油

要避免最惡劣的氣候變化效應，到本世紀中葉，電網和其他行業需要實現深度脫碳。碳捕集與利用可能比碳捕集與封存更有吸引力，因為前者可能還能贏利，不過它也延長了將溫室氣體排放降至能避免出現危險的水平所需時間。任何緩解氣候變化的計劃都應包含將二氧化碳變廢為寶的方案。

當前全球仍主要使用化石燃料，汽車行業在電力驅動方面已投入了數百億美元，他們不需要也不想要其他產品。如果缺乏強勢的獎懲機制，人們還會繼續使用化石燃料。甲醇為我們當前的高碳過渡至未來的低碳搭建了一道橋梁，未來電力將由可再生能源或核能驅動，汽車將全部采用電力驅動。同樣，甲醇也能起到作用。舉例來講，既然電網無法利用多余的風能和太陽能，何不把它們用于生產甲醇呢？甲醇汽油（添加了甲醇的汽油，得到了國際認可，甲醇汽車是主要使用甲醇為燃料的汽車）具有環保、成本低、節省資源等優點，所以一直被國際公認為新型節能燃料。在動力性方面，甲醇辛烷值高，抗爆性好，自身含氧，燃燒熱效率高。在排放方面，甲醇是含氧化合物，具有燃燒完全等特性，因此，可有效降低一氧化碳和碳氫化合物的排放，減少有害氣體的排放。甲醇為我們指明了一條嶄新的道路，存儲能源將不再以千瓦時或兆瓦時為單位，而是干兆瓦時，這可能會改變游戲規則。

正確看待甲醇燃料汽車的方式是視其為傳統石油或柴油動力汽車的替代品，畢竟大多數消費者還未準備好完全轉換至純電動汽車。在冰島，政府采取激勵政策支持電動汽車發展，最近純電動汽車和插電式混合動力汽車的銷量大增。然而，冰島寒冷的氣候縮短了電動汽車本就有限的續航里程。因此混合動力車車主仍要定時給油箱加油。當然，盡管甲醇燃料在很多方面與石油類似，但二者并不完全相同。對啟動裝置來說，甲醇的內能僅相當于石油的一半，因此一輛甲醛汽車補充燃料的次數要比常規汽油車多。