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甲醇燃料在全球复兴

*  来源 :《中国石化》杂志2020年第1期   *  发表时间 : 2020-1-8 0:00:00  *  浏览 : 465

        格雷戈里 多兰 赵凯

        摘要:由页岩带来的充足和廉价的天然气为美国带来了甲醇生产的复兴。甲醇作为燃料真正的行动发生在中国。

        甲醇是最简单的饱和醇类,在全球作为化工原料和燃料被广泛用于各种领域。传统的甲醇下游领域包括醋酸,甲醛等各类产品,应用到日程生活中的各个领域;甲醇下游的新兴领域是用于石油替代的产品,包括制取烯烃和用于燃料。目前,甲醇的新兴用途已经超过传统下游,这种变化是在过去10年内发生的。

        甲醇作为燃料的起源

        甲醇作为燃料的使用最早可以追溯到第二次世界大战,大规模的技术开发和示范最早始于美国上世纪80年代,取得了大量积极的成果。一辆燃用清洁醇类燃料的汽车比同类型的汽油车还便宜2200美元。这就发生在1996年,美国福特汽车公司就曾销售一款可以燃用甲醇(或乙醇)和汽油的“金牛座”灵活燃料轿车。在上世纪90年代末,美国加州拥有接近20000辆甲醇轿车和超过100座甲醇燃料加注站。在加州之外,另外14个州还有40座甲醇加注站。

        当然,读者可能更关心后来发生了什么,为什么在今天在美国的轿车没有使用甲醇作为燃料?

        首先,上述在美国(也包括欧洲)完成的工作表明,探索使用甲醇作为替代燃料在技术上是成功的。使用甲醇作为燃料,没有任何技术上的障碍。

        甲醇最早在上世纪七八十年代被提出作为替代燃料以应对石油涨价的冲击,但到了1998年,平均油价回落到了12美元/桶。在当时的价格环境下,甲醇在加油站端失去了竞争力。同时,在改性汽油中使用甲醇的衍生物甲基叔丁基醚(MTBE)作为清洁组份显著地改善了汽油车的尾气排放。同样在20年前,决策者们开始关注电动车带来的零排放前景。

        回到2019年,由于甲醇在世界各地由不同的原料生产,这主要包括天然气、煤炭和其他可再生资源,金百利在线游戏正面临完全不同的多重信号。

        页岩气革命带来甲醇燃料复兴

        在美国,由页岩带来的充足和廉价的天然气为美国带来了甲醇生产的复兴。根据ADI 分析公司的报告,到2020年总计约120亿美元将被投入到美国新建甲醇生产工厂中。这些工厂将带来5000个永久就业,19000个临时建筑性就业。在许多新建甲醇工厂落地的美国路易斯安那州和德克萨斯州,地方经济将受惠于数亿美元的投资,政府将新增3亿美元的税收。这还不包括利用页岩开发产生的伴生和闲置天然气带来的额外收益。

        2011年,美国麻省理工学院发布了“天然气的未来”研究报告,该报告由担任过奥巴马总统政府时期美国能源部部长欧内斯特?莫尼兹主持。研究发现将甲醇作为交通燃料是利用美国天然气驱动汽车最为经济的路径。报告呼吁美国政府实施并开放燃料标准,允许汽车生产企业提供能够燃用汽油、甲醇和乙醇的汽车。

        在欧洲,燃料质量法规许可汽油中含最高3%的甲醇,这意味着整个欧洲大陆的所有轿车都能够适应低比例的甲醇燃料。一些项目用可再生原料来制备甲醇,如生物质和地热,因此甲醇也被认为是切实可行和未来适用的燃料。德国于今年启动了闭合碳循环出行项目,为达到降低温室气体排放的目标,通过太阳能、风能等可再生能源生产电制燃料,甲醇是其中的核心燃料和能源介质。在意大利,菲亚特克莱斯勒汽集团同意大利的石油和天然气巨头埃尼公司在菲亚特 轿车车队上合作示范“A20”醇类燃料,即15%甲醇、5%乙醇和80%汽油

        从更广阔的全球视角看,多个国家正在寻求将甲醇作为能源资源用于各类领域。2016年,以色列正式发布了M15国家标准-即15%甲醇和85%汽油的掺混,并正在甲醇燃料轻卡用于替代柴油。以色列正在运行一台50MW燃气轮机,使用甲醇燃料为艾利亚特市提供电力。新西兰已经批准使用M3(3%甲醇含量汽油),澳大利亚的维多利亚省已经批准使用M15甲醇汽油。印度政府已经在印度国家变革研究院下建立了甲醇经济专家组,并在开发一系列甲醇燃料市场。印度交通部已经批准全国推广使用M15甲醇汽油包括采纳M15全国性标准。其他高比例甲醇燃料正在发电机组用于通信铁塔,卡车、公交车、内河航运和渔船等领域推广。

        2019年10月,“世界燃油规范”第六版由领先的汽车工业组织发布,对全球汽油指标提出了统一性的建议。过去版本的规范中建议甲醇不应在汽油中添加。在金百利在线游戏协会和其他相关方详实的意见回复后,第六版的规范写明在“应用标准规定下”甲醇掺混汽油是可接受的,并提供了欧盟的EN228汽油标准允许在汽油中最高3% 体积分数的甲醇。这项变更认可了甲醇高辛烷值、高汽化潜热、高火焰传播速度和降低爆震的特点,能够改善汽油并使更高效发动机的技术成为可能。同时,甲醇在汽油中能够降低汽车尾气排放。

        全球船运行业也在寻求更加清洁的燃料,甲醇正在凸显成为一种“未来适用”的船用燃料。瑞典船运公司Stena 正在运行世界上最大型的客滚船,该船搭载双燃料甲醇发动机,减少99%的硫氧化物,60%的氮氧化物和95%的颗粒物排放。国际海事组织(IMO)已经批准了甲醇作为船舶燃料的临时导则,预计甲醇作为船舶燃料的相关安全规范将在2020年6月后正式生效。2018年国际海事媒体劳氏日报更是向Waterfront Shipping船运-由全球甲醇生产企业梅赛尼斯公司全资所有的船运公司颁发了最佳燃料解决方案大奖,以表彰其当时运行的7艘甲醇双燃料化学品运输船。目前更多的甲醇化学品运输船正在投入运行,并有一定数量的新增订单。

        甲醇同样是最便捷的氢载体为燃料电池技术供能。在丹麦,蓝界科技公司使用甲醇燃料电池作为电动轿车和物流车的增程器。Serenergy公司的甲醇燃料电池还被用在德国的观光船上作为推进动力,同时为游船提供部分“日用负荷”的电力。

        中国甲醇燃料在行动

        以上介绍都是甲醇作为燃料在全球的一些重点项目,真正的行动发生在中国。随着中国化工行业特别是煤化工行业的发展,甲醇行业已经成长为石油化工行业中的第二大产品,化工行业中的第一大产品行业。为便利贸易,郑州交易所拥有世界上唯一的甲醇期货。

        在专用高比例甲醇燃料汽车方面,中国国家工信部组织完成了10个城市,5个地区的甲醇汽车试点,共1024辆甲醇汽车,累计1.84亿公里并消耗24000吨甲醇。试点验证了甲醇汽车的适应性、可靠性、节约汽油的燃料经济性、安全性和环保性能。基于试点的验证成果,国家工信部、国家发展改革委、科技部等8部委于今年3月份下发了《关于在部分地方推广甲醇汽车应用的指导意见》。该意见明确提出在条件好的地区推广甲醇汽车,并按照其他燃料和新型汽车技术一样,采用”双积分”的政策来引导行业的发展。目前涉及甲醇汽车车辆产品、相关燃料和加注设施的多项国家标准正在制定中。

        世界汽车和甲醇行业正在关注这种领导力量。中国正在转向使用政策工具促进更广泛地甲醇汽车的商业化发展,这将有助于降低原油进口,改善供气质量,降低燃料成本,创造就业和经济发展。

        市场能够发现其他类型的甲醇车用燃料应用,也从侧面说明甲醇作为车用燃料在中国的广泛性和适用性。在十数个省份,甲醇已成成为燃料中重要的一部分,销售M15 作为经即可接收和清洁的汽油组分。中国数万计的出租车使用高比例甲醇燃料,消费者可以花费不超过600元人民币购买改装汽油车燃用甲醇的套件。

        吉利汽车在甲醇轿车商业化的最前沿,在晋中、贵阳和南充布局了甲醇发动机制造和甲醇汽车制造基地。吉利汽车同样在冰岛运行M100甲醇轿车试点,使用国际碳循环公司的可再生甲醇。

        用以降低城市污染物,打赢蓝天保卫战上,中国同样在引入甲醇作为工业锅炉和灶具方面引领世界。在2015年,当时的国家环保部在正式回函中明确以甲醇为主的醇基燃料的适用标准。甲醇燃烧的颗粒物和碳烟为近乎为零,作为液体燃料,甲醇可以成为煤炭、柴油、液化石油气和其他化石燃料的清洁替代。

        使用甲醇作为燃料可能最早源于西方国家,但西方世界现在是学生,中国已经成为老师。在未来,相信世界各国能够同中国一起,坚实推动甲醇低碳绿色甲醇在交通能源的发展。

        (作者分别为全球甲醇行业协会首席运营官和中国区首席代表)

         

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