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    甲醇汽車峰回路轉迎來新契機

    2021

    09/24

    09:57
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    52

    原文來源:經濟參考報

      記者 秦天弘 綜合報道

      編者按

      曾經因各種原因被不少國家放棄的甲醇汽車,如今在碳中和的目標下迎來新的發展契機。在新能源汽車產業蓬勃發展、技術路線多元與包容的大背景下,政策的支持和相關企業的大力推動,使甲醇汽車在中國迎來了更為廣闊的發展空間。

      因其具有環保、經濟、節能等優點,使用甲醇作為燃料的甲醇汽車在上世紀七八十年代曾受到歐美各國競相追捧。不過,受各種因素制約,甲醇汽車目前在國外已基本退出舞臺。而在國內,在政策支持和相關企業的大力推動下,我國甲醇汽車卻進入了一個全新的發展階段。

      研究熱潮一度興起

      甲醇作為一種燃料,始于第二次世界大戰后期,當時德國、日本、意大利等國礦產資源嚴重匱乏,為了不受制于人,甲醇被作為汽油的替代品使用,彼時德國開發出的“超級油料”就是甲醇、汽油和添加劑制成的成品燃料。由于在技術上無法規避甲醇對金屬和橡膠件的腐蝕問題,德國只將其用來充當火箭燃料。

      上世紀70年代初,由于“石油危機”的出現,許多國家為了能源安全和平衡外匯,更加積極尋找石油的代用能源。在這種力量的推動下,甲醇作為一種液體燃料,其運輸、分配、攜帶、使用方式都和傳統的汽、柴油差不多,且原料資源豐富,燃燒干凈,因而愈發受到各國重視。

      在甲醇燃料的推廣過程中,人們發現其不僅可替代石油,而且使用甲醇燃料的汽車尾氣排放也比使用汽油和柴油的汽車低很多,對環境更有利。

      因此,到了上個世紀80年代,盡管石油價格回落,但改善大氣環境質量已成為發展甲醇燃料的推動力,美、德、加、法、日、瑞典、新西蘭等發達國家的政府和汽車公司,都在大力推動醇燃料(含醇的液體燃料)汽車的研究、試驗和示范推廣,并由國家議會列為清潔燃料,予以發展。世界各大汽車廠也開發出了許多不同方案的醇燃料汽車,如專用優化的醇燃料小轎車(曾是巴西汽車的主流),全醇燃料的大轎車、大卡車,靈活燃料汽車等。

      瑞典是歐洲地區推動甲醇汽車最為積極和突出的國家之一。自1975年起,該國便開始組織針對甲醇燃料和甲醇汽車的研究工作,并于1976年以東道主的身份舉辦了第一屆國際醇類燃料會議,以推動包括甲醇和乙醇在內的替代燃料的國際交流。

      在首都斯德哥爾摩以南的尼奈斯海姆,瑞典還組織了一支主要使用M15(含15%甲醇)燃料的測試車隊。與此同時,也有一些來自美國福特公司和德國大眾公司的轎車在瑞典使用M100(即純甲醇)燃料運行。

      美國也是國際上發展甲醇燃料起步較早的國家,上個世紀80年代已有甲醇汽車正式在市場銷售,主要供給聯邦和各個州的政府部門使用。

      自1978年起,美國加州開展了長達20多年的甲醇汽車試點項目,當時參與加州示范項目的汽車制造商主要是福特和大眾兩家公司,加州政府從這兩家企業采購了一定數量的汽車產品示范運行。但在項目初始階段,地域相對廣闊的加州只有10座可以提供甲醇燃料的加油站,極大地限制了甲醇汽車的推廣。

      為了應對這一基礎設施方面的制約,上世紀80年代,福特公司的研發負責人之一羅貝塔·尼科斯提出了所謂靈活燃料汽車的解決方案。該公司研制的第一款靈活燃料汽車,基于其既有的金牛座中級轎車平臺改造而來,既可以使用M85(含85%甲醇)燃料,也可以使用普通的汽油。這樣一來,便解決了車輛運行地域范圍受限的問題。

      隨后,美國另外兩大本土汽車公司通用和克萊斯勒也相繼推出了這種靈活燃料汽車。這種靈活燃料汽車的另一項優勢,是解決了純甲醇燃料在低溫時汽化條件不佳、不易冷啟動的問題。它在低溫啟動時首先使用汽油驅動發動機,待溫度上升到正常工作狀態后,再切換到使用甲醇燃料。

      此時,推動甲醇汽車的主要動機已經由應對石油危機轉變為改善空氣質量。

      1988年,美國總統里根簽署了《車用替代燃料法案》,隨即美國環保署批準可以將甲醇用作汽車燃料。一年后,新當選的美國總統老布什簽署了《清潔空氣修正案》,1992年他又簽署了《能源政策法案》,對使用替代能源的車輛予以稅收減免,并且要求政府部門帶頭使用甲醇汽車。

      曾經輝煌的過去

      在海外,甲醇汽車曾有過一段輝煌的過去。

      1997年,德國奔馳公司提出甲醇重整燃料電池A級轎車方案,并推出了第一臺以甲醇作為燃料的汽車Necar 3――通過甲醇水蒸氣重整技術將甲醇重整,得到氫氣并將氫氣導入電堆發電,此過程中氫氣可以即產即用。Necar 3配有38升的甲醇箱可以支持這輛A級車連續行駛300公里以上。

      2001年11月,戴姆勒克萊斯勒公司在柏林發布了以甲醇為燃料的燃料電池車Necar 5,并將其定位為全球第一個達到試用階段的甲醇重整燃料電池汽車。Necar 5的整套動力系統結構緊湊,體積較之前的設計減小了一半,功率提高50%,未配備動力電池,續航里程400公里以上,最高車速超過150公里/小時。整套燃料電池系統安裝在車的底部,提供了和梅賽德斯奔馳A級車一樣寬敞的內部空間。

      2002年5月20日,奔馳Necar 5從美國舊金山出發,經歷了加利福尼亞的高溫環境和內華達山脈、落基山脈的低溫多雪環境,跨過了高達2640米的山口,穿越了交通擁擠的大城市,于2002年6月4日順利抵達華盛頓。這次橫跨美國大陸的測試歷時14天,系統地探究了Necar 5在日常運行狀態中的技術極限,創造了甲醇燃料電池汽車5250公里的長途行駛紀錄。

      2020年,德國跑車制造商Roland Gumpert創辦的汽車公司,生產出了全球首輛甲醇燃料跑車Gumpert Nathalie。據外媒報道,該款車采用了綠色環保的甲醇燃料,配備四個電機,由燃料電池提供動力,百公里加速僅為2.5秒,最大馬力可達530匹,最高時速為300公里/小時,在裝滿甲醇的情況下,可以行駛800公里以上。

      2017年4月,在德國漢諾威展上,丹麥的SerEnergy公司推出了一款基于純電版日產eV200車型的改裝車,在原純電車上用SerEnergy公司的甲醇重整制氫燃料電池模塊做了增程改裝,續航里程可達800公里。該公司甲醇燃料電池車的運行,也促使丹麥建設了第一個甲醇加注站,這也是歐洲第一個甲醇加注站。

      1996年至2004年間,日本本田公司同樣在燃料電池領域就甲醇重整制氫技術做了相應的研究,并推出了相關車型。而美國的福特、通用和克萊斯勒等車企也曾開發過不同方案的醇燃料汽車,包括專用優化的醇燃料小轎車,全醇燃料的大轎車等。

      但進入上世紀90年代后,甲醇汽車在國際上由熱轉冷,特別是此前甲醇汽車發展迅速的美國,由于獲得乙醇的成本更低,渠道更多元,使得加入10%乙醇的汽油占據了更大優勢,甲醇汽車很快便被邊緣化,并淡出了美國消費者的視野。

      海外由興轉衰原因復雜

      目前來看,甲醇汽車在國外已基本衰亡。作為燃料,甲醇在美國、瑞典、德國等國經歷了政府支持、示范推廣、最終被限制使用或禁用的過程,這與各國當時的政治、經濟情況以及甲醇本身的特性都有著密切的關系。

      和中國相比,歐美國家在甲醇汽車領域研發時間更早,技術更成熟,并一度產業化,然而,時至今日,卻鮮見甲醇汽車。業界認為,甲醇汽車未能在歐美形成氣候,主要原因在于利益之爭。

      據外媒報道,美國石油財團的實力遠遠強于汽車財團,即使在1992年至1995年甲醇汽車的三年黃金發展期,加州政府也不過只是在遠郊偏僻之地加設了100個甲醇汽油加注站。由于沒有充足的甲醇汽油可用,福特公司1993年銷往10個州的6萬輛甲醇汽油靈活燃料汽車不得不重新使用汽油燃料,加上被石油財團壟斷的輸送管道也不配合,1998年,福特汽車的甲醇汽油及其新能源汽車項目夭折。在加州政府與各大石油公司加油站的租賃協議到期后,原本能夠提供甲醇燃料的加油站也紛紛改為傳統加油站。

      另外,甲醇的安全性,尤其是毒性一直被認為是甲醇大規模使用的隱患。事實上,盡管甲醇汽車在示范運行過程中的結論一直是“安全性能夠得到保障”,且在甲醇汽車示范運行總里程超過2億英里(約合3.22億公里)的美國,也從沒出現過甲醇燃料中毒事件,但對于從未接觸過甲醇燃料的人來說,其“有毒”的說法還是讓人“望而卻步”。

      與此同時,氫能作為另外一種新的替代能源也在這一時期逐漸走入了汽車制造商的視野,各個企業開始研究和探索氫燃料電池技術或將氫氣作為燃料應用于內燃機。

      正是在多種技術路線的競爭下,甲醇汽車漸漸淡出了人們的視野。

      國內發展迎來新契機

      我國是全球最大的甲醇生產國和使用國,產能和產量均超過全球一半以上。數據顯示,2019年全國甲醇產能約9000萬噸,占全球60%,產量約7000萬噸。同時,我國的甲醇生產、應用裝備技術均處于世界前列,這為我國發展甲醇汽車帶來了充分的能源和技術保障。

      2019年3月,工信部連同發改委、科技部、公安部等八部委,聯合發布《關于在部分地區開展甲醇汽車應用的指導意見》,鼓勵山西、陜西、貴州、甘肅等資源稟賦條件較好且具有甲醇汽車運行經驗的地區,加快M100甲醇汽車的應用;鼓勵有條件的地區,在公務、出租、短途客運等領域使用甲醇汽車。由此,我國甲醇汽車開始從探索、試點階段進入到了一個全新的發展階段。

      目前,我國甲醇汽車已經完成了政策、技術標準、行政許可和市場準入機制的建立,各地已有數萬輛甲醇汽車在運行。而由中科院大連化學物理研究所創新研制的甲醇重整制氫技術,也已組織開展規?;a業鏈建設。

      近期,山西和貴州等地方政府都在加快推進甲醇汽車。根據山西省工信廳的規劃,到2021年底,山西將形成年產15萬輛甲醇汽車的產能,并在太原等重點城市的出租車、網約車領域推廣5000輛M100甲醇汽車,建成100座以上甲醇加注站;力爭到2022年底,推廣應用M100甲醇汽車超過2萬輛,建成甲醇加注站200座以上。

      貴州省則建立了完善的甲醇汽車生產、銷售、服務體系和甲醇燃料輸配送供應保障體系,出臺了一系列鼓勵措施,逐步形成了保障甲醇汽車運行的制度體系和管理機制,已成為全球甲醇汽車運營周期最長、覆蓋區域最廣、運營規模最大的地區之一。數據顯示,目前貴州省通過市場化方式推廣甲醇汽車16400輛,總運行里程超過65億公里,最大單車運行里程達到95萬公里以上,全省投入運營甲醇燃料加注站超過50座,年消耗甲醇約25萬噸,替代汽油約15萬噸。

      作為最早進行甲醇汽車研發與布局的企業,吉利集團在甲醇替代燃料方面進行了16年的持續研發。2019年4月,吉利商用車推出了全球首款M100甲醇重卡牽引車,將甲醇商用車的應用和推廣真正落地。截至2021年7月,吉利甲醇乘用車已規?;\行超2.7萬輛,總運行里程達到80億公里,最高單車運行里程已突破120萬公里;甲醇商用車運行超100輛,市場運行總里程227.24萬公里。

      專家認為,自我國提出碳達峰、碳中和目標后,低碳轉型發展成為各行各業的探索重點,而交通運輸業是重要的能源消費領域,降碳任務繁重,因此,完善捕集二氧化碳合成綠色甲醇、利用農作物秸稈等生物質制取甲醇的技術,并實現規?;瘧?,發展甲醇汽車和甲醇經濟,對我國交通運輸行業的節能減排、實現“雙碳”目標具有深遠意義。

    來源: 中國經濟網    石化新聞

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