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煤基醇醚燃料可能成为石油替代能源

2019-08-14 17:07:04来源:励志吧0次阅读

煤基醇醚燃料可能成为石油替代能源

中国的替代能源战略悄然启动。

近日,《中国经济周刊》获悉,作为这一战略的起步之举,由国家发改委牵头,联合国家能源办、科技部、卫生部、环保总局、国家林业局等部门并组织煤炭、化工、汽车等行业的十多位权威专家,历时半年的中国替代能源的研究已取得阶段性成果。

这一成果的标志是,《中国替代能源研究报告》日前已完成讨论稿的撰写工作。据悉,经进一步修改完善并提出明确的结论和政策建议后,该报告将直接送达国务院,作为中央政府决策中国能源产业发展方向的重要依据。

近两年来,越来越多的专家开始关注和推动替代能源的现状和发展;而相关国家部委也多次组织调研小组前往替代能源试点地区考察,对替代能源未来发展方向和重点逐渐有了初步意见。

部委频频调研考察试点地区

替代能源,一个在国内讨论和争论了20多年的老话题。近两年来,随着国际油价的不断上涨,替代能源再次成为热点和焦点话题。

从理论上说,替代能源可以缓解甚至解决中国经济对石油的高度依赖,但是,替代能源的技术、性能、安全、环保、成本等指标也是无法回避的现实难题。

不过,近日《中国经济周刊》获悉,在诸多替代能源品种中,煤基醇醚燃料可能成为最先考虑发展的项目之一。

自今年初开始,由国家发改委牵头开始正式启动替代能源研究。发改委还为此成立了专门的领导小组,并成立了综合、标准、技术、经济、环境卫生五个专题工作小组。据相关人士称,这是建国以来中央政府在替代能源领域所进行的层次最高、规模最大,也最为系统和深入的调查研究。

据了解,工作小组不仅已召开多次专门工作会议,还先后数次前往一些替代能源试点地区实地考察调研。如新成立的替代能源研究工作领导小组中的标准、综合两个工作组,还于今年6月前后前往晋、豫、陕三省考察研究;7月中旬发改委“替代能源研究工作小组”已完成《中国替代能源研究报告—车用替代燃料的重点研究》(讨论稿),待修改后,将上报国务院。

与此同时,由国家科技部、环保总局等单位人员组成的替代能源综合专题组,也于6月下旬,到山西考察煤基醇醚燃料替代石油的情况。

参加发改委调研小组的一位专家对《中国经济周刊》介绍说,此次调研中,他们对中国下一步发展替代能源的方向和重点提出了初步意见,对于试点和研究中存有争议的问题取得了诸多共识。

他还透露说,在各种可用于车用燃料的替代能源中,工作组经过调研论证,提出的初步结论是:甲醇作为车用替代燃料在经济上可行,只要遵守操作规程,外界所担心的对人体健康的影响不会很大;二甲醚前途很好,原料应以煤为主,重点考虑年产200万吨以上的大规模生产项目;包括乙醇汽油在内的生物质油应“不与民争粮,不与民争地”,扩大原料来源,并合理考虑运输半径;对于煤制油,将在2010年以后进入快速发展期,目前应防止盲目投资。

其实,近年来,国际油价的不断上涨,给我国经济带来的巨大影响。如2004年我国原油进口1.23亿吨,石油的对外依存度超过40%。由于我国对石油需求快递增长及世界热点地区的不稳定等因素,使国家的能源安全面临严重挑战。为此,寻找替代石油资源是迫在眉捷的一件大事。

据了解,目前国内较为统一的一种看法是,在诸多替代能源中,首先推广煤基醇醚燃料替代汽油、柴油势在必行。

参与国家发改委山西调研的一位专家介绍说,2020年以后,全球石油供给会出现紧张,中国届时的年石油需求量将超过现有水平,进口依存度也可能比2005年的43%有所提高。为此,中国应加大对替代能源的开发和利用,推进包括煤基醇醚燃料、生物质液体燃料、煤制油、天然气等替代能源的多元化发展。

据了解,在各种替代能源中,车用燃料可能是研究和开发的重点。目前在中国的石油消耗中,交通占到50%左右。此前,在山西、山东、云南、四川等地已经进行了甲醇燃料替代汽油的试验研究,在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省的全部和河北、山东、江苏、湖北的部分地区推广使用了车用乙醇汽油。

以煤为基础,多元化发展,重点发展醇醚燃料可能将成为最近几年“替代能源发展的主要内容。”上述专家称,需要注意的是,煤基醇醚燃料在生产中需要大量的水,要加强对水资源和环境的保护。同时,各地近年争相大上煤化工项目,需要加强宏观调控,使其规范、有序发展。

另外,专家还指出,国家应对替代能源实行集中领导管理,同时结合汽车产业发展战略,在政策、规范、标准、配套措施等方面加快推进,并做好示范工程,在大面积推广时有序推开,防止一哄而上。

据了解,目前替代能源研究主要有两个重点:一是煤基替代液体燃料(包括甲醇、二甲醚、合成油)。二是生物质液体燃料(乙醇、生物、柴油)。其中,含量低于15%高于85%的甲醇汽油可能是今后可行的发展方向。有业内人士预测说,估计在几年后,甲醇燃料有可能在市场上得到比较广泛的销售和使用。“甲醇燃料利润空间大,在定价时应考虑让利于消费者”该人士提醒说。

晋、豫、陕三省的“替代试验”

今年6月下旬,由国家科技部、环保总局等单位人员组成的替代能源综合专题组(以下称“能源综合组”),到山西考察煤基醇醚燃料替代石油的情况。这是继国家替代能源标准专题组考察晋、陕、豫之后,又一个工作组来山西考察这类问题。

事实上,山西省已经在全国率先开创了批量汽车不喝油喝“甲醇”的时代。

此前的4月18日到23日,由国家标准化管理委员会工交部牵头组织的替代能源标准工作组对晋、陕、豫三省的煤基甲醇燃料进行实地调研。

这两个工作组均属于今年初国家发改委组建的“替代能源研究工作领导小组”的五个专题小组中的分支机构。

《中国经济周刊》在采访中获悉,上述两机构调研结果显示:山西省是我国开展甲醇燃料研发和使用最早的地区。

他们实地走访了太原、晋中、长治、晋城四个城市的八家企事业单位。这八家单位包括了从甲醇生产、发动机及尾气净化器的研究与制造、在用车的改造、甲醇汽柴油调配与加注站、M100公交运营车队及M15甲醇汽油的社会化运作的全过程。

据悉,山西省在发展甲醇燃料与清洁(甲醇)汽车方面的发展基本概括为三个阶段。第一阶段:“六五”开始的试验探索阶段;第二阶段:“九五”进入了示范的新阶段;第三个阶段:“十五”迈进了产业化示范阶段;

“山西省甲醇汽车的工程实践是按照系统工程的思路和方法进行的,在此期间承担了四项国家工程及对外合作项目;取得22项国家专利;颁布了两个地方标准,另有18个标准正在制订中。”中国石油大学的佟言博士告诉《中国经济周刊》。

他告诉,二十多年来,山西省在甲醇燃料与甲醇汽车方面做了大量的试验研究与产业化示范,其特点是参与的企业多、门类全。

《中国经济周刊》获悉,目前在山西省范围内,企业门类涵盖了从甲醇燃料及添加剂的生产开发、甲醇专用发动机制造、甲醇专用加注设备和尾气净化催化转化器生产制造,也有针对在用车使用纯甲醇燃料的改造技术。

据不完全统计,“十五”以来山西省已累计销售M15甲醇汽油20万吨,加注车辆超过800—1000万辆次,近三年累计销售M85—M100甲醇燃料6万多吨,生产和改造的高比例甲醇燃料汽车1440辆。目前低比例掺烧的M15甲醇汽油,已经在山西全省范围内推广使用。

河南省是乙醇汽油封闭运行试点地区,能源综合组此次调研主要集中在驻马店市的河南蓝天集团。据了解,该集团具备甲醇生产、添加剂研发、甲醇汽油调配、加注站供应(20个加注站)、自有车辆试用系列配套的独特优势。蓝天集团是目前全国最大的甲醇生产基地,现已形成了80万吨的甲醇生产能力,其中40万吨煤制甲醇和40万吨天然气制甲醇。

驻马店市新能源工程研究中心(蓝天集团)的耿景堂告诉《中国经济周刊》,“我们现在从生产、分配、储存、销售、使用,已经形成一整套完整的体系,并有选择的对社会公开销售。”

据了解,蓝天集团具有产业链条和基础设施方面的优越条件,实现了余热余气互补、二氧化碳综合利用,其煤制甲醇的生产成本在1300—1400元/吨。目前,M15甲醇汽油也已在驻马店市范围内加油站推广使用。

陕西省是国家清洁汽车行动LPG示范推广地区,自2001年起,该省就开始了甲醇汽油的研究工作。

《中国经济周刊》获悉,陕西省的工作方略是先选定四个城市进行试点,在试点工作取得成效的基础上开展进一步的推广工作。

陕西省于2005年7月开始在延安、宝鸡、榆林和西安四地采用M15甲醇汽油进行试点。参与示范运营的车辆共110辆,包括大轿车、中巴、小面包、吉普车、小轿车五种车型,参与示范运营每辆车都有严格的运营调查记录。

在累计行驶51万公里后,对2171份调查记录进行整理,分别对汽车的动力性、冷启动、腐蚀性、溶胀性、经济性、尾气、安全、油箱清洗、抗相分离等9个方面分车型进行总结;并与E10乙醇汽油和天然气燃料进行比较。得出试点工作顺利,产品质量可靠,汽车运行良好,达到试验目的的结论。

“三省都有较为完整配套,基本满足需要的‘规划方案’、‘政策措施’、‘管理制度’和‘安全操作规程’等。晋、陕两省均执行科学合理、起点较高的准入管理制度。” 全国醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业委员会秘书长陈卫国在接受《中国经济周刊》采访时说。

据了解,三省都颁布实施了地方标准和企业标准。其中三个省都有《M15甲醇汽油》,两个省市有《车用燃料甲醇》。目前,山西省已完成了由20个标准组成的标准体系的研究和编写工作,陕西省的企业标准已经进入了“添加剂”和“变性醇”的敏感领域。

针对社会上对甲醇燃料的争议,三省都十分注重通过工程实践寻求科学结论。

尽管三省开展工作的范围不同,但共同的运作方法是:依靠企业为主体,以市场为平台,求真务实,不断取得阶段性成果,山西省在一高(M85-M100)一低(M5-M15)两端得出了“技术成熟、经济可行、环境友好、安全可靠”的结论。

可以看出,面对我国能源结构在相当长时期一次能源以煤为主的必然事实,把煤转化为醇醚汽车清洁燃料,是我国重要的能源安全战略发展方向。

“甲醇燃料的普及情况在三省比较乐观,但还存在一些问题。”一位专家告诉《中国经济周刊》。

该专家认为,从三省的调查情况看,还存在以下问题:一是标准置后。虽然各地都有地方标准或企业标准,但标准缺乏系统性,一般只有燃料标准而没有相应的储存、运输、加注以及车辆方面的标准,整体相对置后,不成体系。

二是宣传不力。这次国家标准化管理委员会组织的替代能源标准工作组对三省的实地调研,尤其是山西省二十多年来在甲醇燃料方面做了系统的应用研究并取得大量的成果和重要结论。但由于宣传工作不足使社会上相当大的层面仍停留在对甲醇的固有认识上。具体到三个省的试点推广现场,仍存在着标识不全,不醒目,社会公益性宣传不到位的问题,这与乙醇燃料试点推广的宣传力度差距较大。

《中国经济周刊》获悉,有些用户很明显是甲醇汽油和乙醇汽油交叉使用。在对加油的用户调查中发现大多数并不知道自己加的是甲醇汽油,损害了用户的知情权。

为何选择“煤基醇醚燃料”

《中国经济周刊》在采访中了解到,由于目前国内能源资源的总体状况是富煤炭、缺油气、可再生能源总量有限。“所以,现在可采的化石能源中,只有煤炭能开采上百年以上。”一位专家告诉《中国经济周刊》。

而煤炭储量中高硫劣质煤占资源总量的%,这种劣质煤不能作为一次能源使用,但可采用煤的洁净利用技术,将其制成替代石油的二次能源—甲醇和二甲醚,即煤基醇醚燃料。

据了解,目前煤基醇醚燃料产业的技术基础现已具备,国内利用高硫、劣质煤生产甲醇,其生产技术已位于世界前列,原料来源稳定可靠,初步形成生产规模。

基于此,有专家认为,在新一代煤化工技术的支撑下,开发推广醇醚燃料和甲醇汽车的时机已经成熟。

目前,我国生产甲醇和二甲醚,主要利用弃采的高硫劣质煤炭和焦炭生产中放空污染的焦炉煤气,作为原料,这对于能源资源是最大节约,而且成本低廉。

专家认为,用高硫煤和放散的焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气资源,能够为汽车工业发展提供丰富的煤基醇醚燃料。廉价的石油创造了石油汽车时代,高硫劣质煤将成就一个煤制汽车洁净燃料的新时代。

“我国是煤炭的生产使用大国。从长远看我国现在应该发展煤的多联产技术。‘多联产’技术的第一级产出品就是甲醇。因此发展醇醚燃料及醇醚汽车符合今后煤炭综合利用的方向,也可构建我国高效的煤基清洁能源体系。”专家认为。

实际上,现在国内甲醇发动机技术已基本解决。自上世纪七十年代末以来,由原国家科委和国家经贸委组织,中科院、化工、石油、交通、卫生等部门的共同参与,山西、山东、云南、四川等地均进行过甲醇燃料替代汽油的试验研究,尤其是山西省从甲醇掺烧汽油到灵活燃料汽车进行了大量的技术研发,完成了从发动机到联接件、橡塑件、尾气净化器以及抗腐蚀抑制剂、助溶剂的系统开发制造。

现在已开发了三代全甲醇发动机。1升的甲醇发动机其动力性能相当于1.3升的汽油发动机。经过近20多年的示范运行,积累了足够的运行应用数据和成功经验。

“事实证明用甲醇替代汽油是可行的,它是一种更清洁、更安全、更合理的燃料。甲醇燃料作为车用燃料不论在经济、环保还是安全性等方面都有明显的优势。” 山西华顿实业有限公司副总经理孙哲荣告诉《中国经济周刊》。

目前,我国已能生产甲醇发动机和甲醇汽车,山西从“六五”开始的甲醇燃料和发动机的研究和开发已取得阶段性成果。自主知识产权的甲醇汽车已经在山西省示范运营,效果良好。

有关煤基醇醚燃料的争议

实际上,甲醇燃料在部分省市的推广已经数年,为何迟迟不能向全国范围延伸呢?

“争议激烈影响甲醇大面积推广”“甲醇燃料能否替代石油争论主要集中在性能、环保和安全上”。这是有关专家向提出的甲醇焦点问题。

甲醇热质低消耗大?

有人一直担心甲醇热质低而消耗大问题。中国石油大学的佟言博士指出,甲醇的热质仅为汽油的45%,乙醇也只有60%。

但佟言认为,作为研究车用燃料要综合性的分析研究考虑,除考虑甲醇本身的特性外,更要关注发动机中的燃烧特性。甲醇在发动机中燃烧时的空燃比为6:4(乙醇为9.0、汽油为14.8),较汽油低得多,因而使其沸合气热质很接近汽油。

甲醇的混合气热质为:2.656—2.786MJ/KG,汽油为:2.780—2.786MJ/KG。甲醇和汽油的混合气热值比为1:1.05,相差不多。由于甲醇中含氧多,燃烧时气热质高,可以弥补甲醇本身热质低的弱点。这种弥补不仅提高了燃烧效率还降低了尾气排放中NO的含量。

有业内人士指出,虽然甲醇有燃烧质低的弱点,但它还有辛烷值高的优点。甲醇的辛烷值为112,不用抗爆剂也相当于112号汽油,而汽油不用抗爆剂达不到90号,用了抗爆剂也达不到100号,为此,F1赛车场上的汽车使用的是甲醇发动机。

甲醇燃料是否安全?

对于甲醇的安全问题也是一直争论的焦点,有专家认为,甲醇有毒性和腐蚀性,用起来不安全。

中石化科学研究院燃料产品及添加剂室主任张永光在接受《中国经济周刊》采访时坦言,甲醇不能直接作为替代性燃料,因为甲醇有毒性和腐蚀性,而且甲醇会制癌。

他认为,现在国内主要是集中研制低比例甲醇汽油技术

,如M15,但在国际上并没有成功经验,国际汽车工业协会也反对使用低比例甲醇汽油,原因就是它的腐蚀性。

但国际上有高比例甲醇汽油技术的成功经验,如M85、 M100,而且美国和德国都有标准,但汽车发动机必须改装或特制,有固定的加油站才能使用高比例甲醇汽油。

张永光告诉,有人认为甲醇可以作为一种替代性燃料,虽然我国是煤炭大国,但也应该从经济性和安全性方面考虑。

“山西省政府在做一些试点,我们认为这是一种地方性行为,是违背国家无铅汽油的要求的,我们也是明确反对的。”张说。

“我个人认为不能走简单替代的道路。” 张永光解释说,因为甲醇只是一种基本化工原料,目光应该更长远些,比如说把甲醇转化成烯烃、醋酸、乙烯等化工原料,这些原料整体上来说,在我国还是比较缺的,实质也是间接的替代石油资源。

另外,甲醇还可以转化成二甲醚,可以大量替代天然气和液化气这样的民用燃料,这种间接的替代作用也是很大的。

目前像山西省生产的这些甲醇汽油,在价格上并没有降低,因为甲醇非常便宜,把10%的甲醇加入汽油之后,仍然按照普通汽油价格出售,而且甲醇本身的发热量只有汽油的40%,当加入汽油之后会造成发动机动力损失,油耗的增加,但普通的消费者并不了解这些情况,厂家也未标明是甲醇汽油,这就是对消费者知情权和经济利益的侵害。

对此,中国科学院生态环境中心研究员赵瑞兰认为,甲醇与相同水平汽油比,对生态的影响小,也很容易分解。她还认为,长期低水平接触甲醇的危害程度属中等。甲醇引起的机体反应、栖居地破坏以及生物种群的变化,通常是可逆的,不足以导致死亡或永久性伤害。

山西华顿实业有限公司副总经理孙哲荣的观点与之不谋而合。他在接受《中国经济周刊》采访时认为,现在的争论没有什么实际意义,没有实践就没有发言权。

此前,孙哲荣用3年多的时间在山西省的6个地市设立了300多个加油站,每月销售1万多吨甲醇汽油,用户反映比较平稳,与普通汽油一样,而且还感觉动力性好,感觉汽车有劲。

“不知何故,国内一直争论不休。”孙表示。

山西省是由政府主导推广甲醇汽油、甲醇汽车,从而带动甲醇产业链的发展,2005年到今年,预计产量达40万吨至80万吨,这适合山西省产业调整和原料深加工的路子,省长于幼军专门召开专题会议,各厅局“一把手”都参加,研究甲醇汽油、甲醇汽车问题,并拿出更详细的规划,发展没有什么阻力。

为了排解阻力,孙哲荣对11万公里的桑坦纳轿车和21万公里的本田车进行检验,燃烧系统和油路系统不存在问题。

“所以,我们对加油站的改造、调配中心的建立、储备系统的改造等20多个标准都在制定中,等待监测数据的产生。”孙说。

当企业完成这些标准后,还要向产品更加优化、提高动力、减少油耗、优惠用户等方面努力。下半年还要增加4个地市,推广甲醇汽油,这样,在山西省的11个地市就有10个地市应用甲醇汽油了。

“目前,公司在理论研究、科技开发、实践探索等方面都具备一些经验,省里委托我们出版一本资料。”孙说。

对于这些争论,有专家认为,实际上,甲醇燃料是一种补充燃料,不可能完全替代汽油,但人们在观念上似乎还没有完全转变。

据其介绍,山西省有3000多家加油站,其中山西中石化有1000多家,但只有中石化的300多家应用甲醇汽油,尽管现在有一系列标准,但都是些地方标准,所以这就迫切需要国家检测中心出一个国家标准。(《中国经济周刊》特约 赵加积 实习 杨天波/山西、北京报道)

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