替代燃料

多年來，甲醇作為燃料一直存在于客觀現(xiàn)實中，如早期的F1賽車燃料，我們小時候非常喜愛的航空、航海模型動力燃料等。然而由于甲醇自然存在的酒香特點，一些不法分子追求極其不道德的利益，勾兌假酒致使不明真相者誤飲，嚴(yán)重?fù)p害了人們的健康和生命，也在社會大眾中形成了甲醇有毒因而不能作為車用燃料的較偏激的社會認(rèn)識。原上海焦化有限公司技術(shù)經(jīng)濟委員會秘書長謝振華，也是三部委甲醇汽車試點專家組專家，從科學(xué)易懂、依據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)、實事求是的視角，以甲醇作為車用燃料為題，從替代燃料、環(huán)保優(yōu)勢、節(jié)能優(yōu)勢、環(huán)境友好、資源稟賦五個方面，闡述科學(xué)觀點、介紹標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和燃料應(yīng)用知識。推薦給汽車和內(nèi)燃機界的工程技術(shù)人員和管理者一讀，希望能源領(lǐng)域的朋友也能看到，更希望國家能源決策領(lǐng)導(dǎo)者能看到。

參與試點工作的1024輛甲醇汽車?yán)塾嬤\行里程超過1.84億公里，消耗甲醇燃料超過2.4萬噸，大批試點數(shù)據(jù)全面驗證了甲醇汽車的適應(yīng)性、可靠性、經(jīng)濟性、安全性和環(huán)保性。作為液體車用替代燃料 甲醇危害指數(shù)低于汽油,甲醇在我國主要通過煤炭生產(chǎn)，是一種非?；A(chǔ)的大宗化工原料。甲醇分子式CH4O，常溫常壓條件下是液體。在化學(xué)上，甲醇和乙醇都屬醇類，化學(xué)性能十分相似，對生物體也有相似的毒性機理和相同的輕度危害等級。在甲醇汽車試點十個城市區(qū)域范圍，全體涉醇人員體檢中，均未出現(xiàn)影響人體健康的案例，涉醇場所環(huán)境監(jiān)測的空氣中的甲醇濃度均低于我國職業(yè)接觸規(guī)定的限值。甲醇與乙醇、汽油都屬于易燃易爆危險化學(xué)品，甲醇的熱值低于乙醇、汽油，揮發(fā)性低于汽油，容易溶解于水，在消防安全方面的危害性也低于汽油。

甲醇發(fā)動機尾氣排放優(yōu)于汽柴油發(fā)動機,甲醇汽車在排放上優(yōu)于汽、柴油車。國三發(fā)動機使用甲醇燃料后排放能夠達標(biāo)國四，國四發(fā)動機能達標(biāo)國五。試點期間，按規(guī)定抽檢的運行車輛排放指標(biāo)全部達標(biāo)，為甲醇汽車試點工作專門設(shè)置的非常規(guī)排放物甲醛的檢測指標(biāo)同樣全部達標(biāo)。甲醇燃料辛烷值高達112，能使發(fā)動機更加平穩(wěn)地工作。甲醇作為含氧燃料，改善了發(fā)動機的燃燒反應(yīng)，提高了熱功轉(zhuǎn)換效率，實際運行的等熱值替代比例相比理論值降低為1.7比1。因為甲醇在發(fā)動機中燃燒的理論空燃比僅為6.45，比汽油的空燃比14.6低一半多；加上提高了發(fā)動機熱效率，意味著發(fā)動機配氣量將相應(yīng)有所下降；而發(fā)動機吸入空氣量減少的同時氮氣吸入同比例減少，產(chǎn)生氮氧化物的數(shù)量也應(yīng)當(dāng)有所減少。

同時，甲醇發(fā)動機的廢氣排放溫度低于汽柴油，工作溫度的降低同樣促使氮氧化物排放的減少。因此在甲醇發(fā)動機工況的精細標(biāo)定后，我們看到在甲醇汽車實際的尾氣排放中，除了一氧化碳、碳氫污染物大幅下降之外，氮氧化合物也有所降低，整體排放得到有效、平衡的控制。

甲醇汽車節(jié)能優(yōu)勢明顯,在五省市十個地市歷時5年的試點實踐中，1024輛不同類型的甲醇汽車，采取不同的運行模式，總運行里程達1.8億公里，乘用車百公里甲醇燃料消耗在15升左右，燃料消耗比照同樣類型汽油車，等熱值替代比例從理論值降為1.7比1，按汽油等熱值計算平均能量轉(zhuǎn)換效率可提高20%以上；使用柴油/甲醇雙燃料組合燃燒技術(shù)的商用車柴油燃料替代率超過30%，替代比例為1.2比1，比照柴油消耗，等熱值計算平均能量轉(zhuǎn)換效率提高平均節(jié)能12％以上。內(nèi)燃機使用甲醇燃料的熱效率同比汽柴油大幅提高，主要是甲醇燃料含有一半質(zhì)量的氧元素的原因，從而改變了氣缸中燃料的燃燒學(xué)行為，相對汽柴油的燃燒轉(zhuǎn)換效率得到大幅提升。

煤制甲醇的資源利用率遠高于煤制油?在我國，甲醇生產(chǎn)主要以煤為原料。以煤為原料生產(chǎn)車用成品油有煤直接和間接液化制油的工藝途徑。其中，神華集團年產(chǎn)100萬噸煤直接催化加氫制油項目已成功投產(chǎn)，成為我國煤化工技術(shù)領(lǐng)先世界的標(biāo)志之一；采用煤先氣化，再由合成氣催化反應(yīng)間接生產(chǎn)油品的費托合成工藝路線，在我國也有幾套大規(guī)模生產(chǎn)裝置相繼成功投產(chǎn)；煤制油還有另一個工藝途徑是通過中間產(chǎn)品甲醇脫水間接制油，這在我國同樣也有多個成功投產(chǎn)的大型項目。

國內(nèi)煤制甲醇最先進的單耗指標(biāo)約為每噸甲醇用標(biāo)準(zhǔn)煤1.6噸。而神華100萬噸煤直接制油產(chǎn)出的油品加上其他副產(chǎn)，每噸產(chǎn)品消耗原料煤需要4.35噸；通過甲醇間接制油的單耗約為每噸油需原料甲醇2.353噸，加上工藝過程的蒸汽、電耗，折合成原料煤總計達5.65噸。以甲醇燃料發(fā)動機的替代汽油比例1.7計算，吉利甲醇汽車百公里耗甲醇15升相當(dāng)于耗煤19.2公斤；如果用煤直接制油作為燃料，百公里油耗8.82升，可折算成耗煤28.4公斤；如果通過甲醇間接制油方式，則8.82升的油耗將相當(dāng)于耗煤36.8公斤。

由此可見，在煤制燃料中做比較，生產(chǎn)甲醇的資源利用率遠高于煤制油技術(shù)途徑。正因如此，中國政府在解決煤制油技術(shù)儲備以后，及時做出了停止后續(xù)項目批準(zhǔn)的正確決策。另外，世界上除了南非以外，其它各國一直沒有推進煤制油的產(chǎn)業(yè)化也事出有因。從等熱值能量轉(zhuǎn)換效率角度看，汽車發(fā)動機直接使用甲醇作燃料，相比煤制油生產(chǎn)車用液體燃料等途徑，非但避免了生產(chǎn)工藝過程的資源、能量消耗，還能達到甲醇直接作為燃料可大幅提高發(fā)動機熱效率的節(jié)能效果。

煤制燃料生產(chǎn)能耗大幅減少 二氧化碳轉(zhuǎn)廢為寶,使用甲醇作為車用燃料，直接和間接導(dǎo)致的煤耗的降低，本質(zhì)上能夠大幅減少燃料生產(chǎn)過程中無效燃燒的能耗，同時也大幅降低環(huán)境污染物與二氧化碳的排放。另外，甲醇生產(chǎn)中合成氣的脫硫脫碳凈化工藝，是集中排放二氧化碳的，并且排放濃度最高可達90%以上，現(xiàn)有工藝已經(jīng)可以進一步將其精制成為食品級二氧化碳，以及用于消防、工業(yè)惰性氣體等的實際商品利用。如果今后需要地質(zhì)埋存治理，或者配合地?zé)帷⒐夥?、風(fēng)力、水力等綠色發(fā)電發(fā)展二氧化碳加氫制甲醇，這樣高濃度的二氧化碳也將更方便、更節(jié)能。

甲醇對環(huán)境更友好更綠色甲醇作為燃料使用時，對周圍環(huán)境的污染排放主要在于儲存、運輸和添加過程中。運輸事故、儲存滲漏、加注濺灑、甲醇蒸發(fā)揮發(fā)等是甲醇污染排放的主要途徑。汽油國標(biāo)規(guī)定在37.8℃下蒸氣壓為40～85kPa，甲醇在同樣溫度下蒸氣壓為31.9kPa，明顯低于汽油；甲醇的汽化潛熱為1167kj/kg，比汽油值293～841kj/kg高得多，正常使用和儲存情況下，甲醇揮發(fā)排放進入大氣的數(shù)量遠低于汽油。甲醇易溶于水，進入水體或土壤中的甲醇會很快被稀釋，當(dāng)濃度低于微生物生存閾值后就能被自然界微生物降解自凈。而汽柴油則難溶于水，不易擴散，在自然環(huán)境中難以降解，會產(chǎn)生累積污染。另外，廢水中含有少量甲醇反而有利于微生物降解脫出廢水中的含氮物質(zhì)。

因此，甲醇燃料雖有一些毒性，但易于在環(huán)境中降解，使用甲醇燃料不會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。在水中，甲醇及乙醇的生物降解過程要比原油或者汽油迅速得多。醇燃料在水中的滯留時間以幾小時計算，而原油、汽油、柴油的滯留時間尺度則以幾年計算。據(jù)估算，如有10000t甲醇泄漏到海中，在洋流幫助下擴散溶解稀釋，泄露后1小時甲醇的濃度就能下降到0.36％，再往后的濃度將更低。隨后的幾天內(nèi)，微生物通過生物降解方式能將稀釋的甲醇降解處理完。

但是在相似規(guī)模的汽油泄漏事故中，汽油由于與水不溶，將會大面積覆蓋在海水表面而不容易被擴散，長時間的集聚很可能導(dǎo)致區(qū)域性的生態(tài)災(zāi)難。從這一點分析，用船舶運輸醇燃料或者船用柴油機使用醇燃料，一旦泄漏，甲醇對生態(tài)環(huán)境的危害會遠比石油及其成品輕得多。應(yīng)該指出的是，環(huán)境中甲醇的性質(zhì)與甲基叔丁基醚（MTBE）也有很大不同，MTBE不容易降解，因此已在世界一些國家和地區(qū)被禁止作為燃料中含氧高辛烷值的添加劑，并將成為一種趨勢。當(dāng)甲醇溢流在陸地土壤中時，真菌及細菌表現(xiàn)出較大的容忍性。有資料表明，如果土壤表面甲醇泄露浸潤達到飽和狀態(tài)，一星期以后，在10cm到30cm深度處，50%以上的真菌孢子（蘑菇）能恢復(fù)活性，三星期后90%能恢復(fù)活性，細菌的活性也同樣恢復(fù)較快。

瑞典曾在草地上進行試驗，以1.35L/m2汽油及M15和以2.71L/m2的甲醇及乙醇的量灑向草地，然后在深度10cm到30cm處取出土壤對上述燃料及主要成分如醇、苯、甲苯及烷烴進行分析。結(jié)果表明，甲醇及乙醇更容易從表面蒸發(fā)掉，而且容易隨水分轉(zhuǎn)移到土壤中有微生物的地方，而這些生物活性還能使甲醇濃度進一步減小，經(jīng)過四星期后，土壤中上述甲醇及乙醇的濃度只有3ppm水平。為了評價灑向草地的醇燃料及汽油對土壤長時間的影響，以年為時間單位測量分析了土壤中通氣氧的消耗能力。通氣氧消耗高表明微生物生存豐富，通氣氧消耗低表明土壤中微生物受到損傷。結(jié)果是，汽油及M15灑草地的土壤顯示了較低的氧消耗情況。

國外還對醇燃料及汽油對植物實際生長的影響進行了試驗。研究結(jié)果表明，在噴灑了甲醇及乙醇的土壤中，植物生長受到的影響比汽油及M15混合燃料的低。一年以后，在受醇燃料污染的地方，植物生長出的總量是正常土壤的65%，而受汽油及M15污染的土壤生長出植物的總量只有未受污染土壤的50%及45%。綜合這些試驗研究情況表明，甲醇對陸地生態(tài)環(huán)境的影響，不如汽油的影響更嚴(yán)重。

煤制甲醇是清潔利用煤炭的有效途徑，如果甲醇成為較大份額的車用替代燃料，將會對我國能源多樣化戰(zhàn)略，對改善我國能源安全狀況，以及克服煤炭利用中的環(huán)境治理困境做出巨大貢獻。與發(fā)電等煤的直接燃燒和直接排放方式截然不同，煤制甲醇工藝過程高壓高溫全封閉，煤制甲醇工藝過程中的所有三廢都能得到合理利用和收集，并進行規(guī)范的排放與治理，生產(chǎn)工藝綠色環(huán)保。甲醇產(chǎn)品不含硫，甲醇生產(chǎn)中硫的分離脫除通過專門工藝過程轉(zhuǎn)化成硫磺、硫酸或硫酸銨化肥等產(chǎn)品并能得到綜合利用；甲醇生產(chǎn)不排放SOX污染物；甲醇生產(chǎn)中煤的氣化過程使用純氧，沒有氮氣，也不產(chǎn)生NOX排放。

因此在我國，通過煤制甲醇方式是清潔利用煤炭資源的有效途徑，也是我國科技部十三五規(guī)劃提出碳基能源清潔利用的一條必經(jīng)之路。煤制甲醇替代成品油用于甲醇汽車的能效轉(zhuǎn)換效率高于傳統(tǒng)汽、柴油汽車，更高于天然氣汽車，尾氣排放也優(yōu)于這些傳統(tǒng)汽車。同時，甲醇還具有與天然氣一樣的氫碳比例，作為一種低碳能源對于減排二氧化碳也有重要意義。推廣使用甲醇燃料對降低大氣污染物排放和二氧化碳減排都具有明顯的貢獻。

筆者專注研究國際經(jīng)濟形勢，投資更要順應(yīng)趨勢。 如果你剛剛?cè)胧?，來找我，我教你；如果你已?jīng)身在其中卻并不理想，來找我，我拉你；如果你已經(jīng)在這個市場摸爬滾打卻遍體鱗傷，來找我我?guī)湍?。不能保證你一夜翻倉發(fā)家致富但希望能細水長流，匯聚江海，用心做事，態(tài)度做人，希望能成為良師益友。套單的朋友，如果止損點位已經(jīng)過了，行情已經(jīng)反轉(zhuǎn)，就沒必要再去硬抗。不要因為一次的失誤影響你的心情，小損一單安全離場，盯準(zhǔn)目標(biāo)或?qū)⒘ν炜駷?。解單和?yīng)急補救不是一句兩句能說的清楚，不同倉位不同點位策略不盡相同，本文不作一一闡述，可詳詢。

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