我國甲醇汽車發展現狀及思考

艾崇++姚春德

【摘 要】面對快速增加的汽車保有量和不斷增長的石油對外依存度，國家有關部門開始了甲醇車的試點。經過多年有千余輛車的試驗，在甲醇車動力性、經濟性、環保性、可靠性、安全性等各方面都取得全面結果。為甲醇車的應用以及甲醇作為替代燃料奠定了良好的基礎。

【關鍵詞】甲醇汽車；現狀；新能源

0 引言

汽車是石油燃料的消耗主體之一。近年來我國汽車工業迅速發展和保有量的增加，造成我國的石油燃料消耗量劇增，也造成我國石油對外進口依存度不斷增長，2016年已經超過65.5%。另外，機動車已成為城市大氣污染的重要排放源。因此，尋找適合我國能源特點替代燃料是國家的重大需求。甲醇的生產原料豐富，包括煤炭、天然氣、生物質以及二氧化碳。常溫和常壓下甲醇是液體，便利輸運和加注。甲醇含氧、無碳-碳鍵，燃燒速度快。其辛烷值為112，蒸發潛熱大，有利于提高發動機的熱效率。甲醇燃燒后主要形成H2O 和 CO2，且不含苯、烯烴和硫，尾氣排放清潔。因此，甲醇被看作是最有前景的內燃機替代燃料[1]。但是，甲醇在15℃以下基本不蒸發，冷啟動性能差，汽化潛熱高。另外，對銅、鋁和部分塑料及橡膠具有一定的腐蝕性和溶脹性。基于上述特性，甲醇直接應用到點燃式發動機上，多年來甲醇一般采用低比例（摻甲醇15%的M15以下）方式進行。高比例甲醇應用方式，則需要對發動機進行較大幅度改動。對于壓燃式的發動機，則由于甲醇的上述特性，完全沒有得到應用。近年來，為了發展適合我國資源特點的燃料，國家相關部門做了大量工作，取得了很好的結果。

1 國內外甲醇汽車發展現狀

1.1 國外發展情況

上世紀70年代石油危機后，世界各國紛紛開展甲醇汽油或純甲醇燃料應用研究及示范工作。80年代末，北歐多國、德國、美國等有大量M85-M100甲醇汽車投入運行。90年代后期由于（1）因石油價格大幅度下降，造成天然氣制備的甲醇生產成本失去與汽油的市場競爭力；（2）甲醇燃料加注基礎設施少。美國政府與幾大石油公司如埃索、美孚等簽訂的十年合作協議到期；（3）甲醇發動機的涉醇部件還存在一些可靠性問題；（4）美國等國積極支持乙醇燃料應用，致使甲醇燃料汽車應用萎縮。近年來隨著石油供給情況的改變以及各國能源資源的變化，甲醇作為替代燃料的應用重又逐步得到發展。2013年11月，以色列政府設立“運輸替代燃料發明創新總理獎”，頒發給為甲醇燃料發展做出突出貢獻的專家。美國因頁巖氣產業的興起，將甲醇作為其儲存載體又被人重新認識[2]。冰島國開展二氧化碳加氫合成甲醇的工作。并于2016年開始采用中國吉利汽車公司純甲醇乘用車在該國運行[3]。國際上對于甲醇應用的認識正日益廣泛。

1.2 國內發展情況

國內開展甲醇燃料及相關技術研究始于上世紀70年代。“九五”和“十五”期，原國家經貿委、科委分別組織實施“甲醇燃料汽車示范工程”項目，支持山西對55輛甲醇車進行示范運營。近年來，吉利上海華普汽車公司開發了M100甲醇燃料轎車（燃油替代比為1：1.6），陜汽集團、中國重汽集團開發了甲醇/柴油雙燃料商用車，鄭州宇通、陜西通家、山西成功等汽車公司相繼開發了甲醇燃料客車及多用途乘用車和廂式運輸車。國家工信部從2012年開始，陸續在上海、山西、陜西、甘肅、貴州五省市開展了M100甲醇汽車試點工作，對甲醇在柴油機上應用要求采用純甲醇與柴油摻燒的柴油/甲醇組合燃燒方式[4]。試點工作的開展，對高比例甲醇汽車適應性、可靠性、安全性、環保性等進行全面系統地驗證和規范。據有關部門統計，截止2013年底，全國在用乘用車甲醇化改造累計達12萬輛，主要分布在浙江、江蘇、貴州等20多個省區，甲醇燃料年消耗400萬噸以上。目前我國已建成10萬噸以上甲醇燃料調配基地43個，總調配能力超過1100萬噸。全國已建成和投入使用的甲醇燃料和甲醇汽油加注站超過1500座。2009年我國發布《車用燃料甲醇》和《車用甲醇汽油（M85）》2項國家標準，正在制定《車用甲醇汽油添加劑》和《車用甲醇汽油中甲醇檢測方法》2項國家標準。19個省市頒布了36項甲醇燃料相關地方標準，初步建立了標準化體系。山西省還出臺了甲醇汽車購買、甲醇加注站建設、高速公路費用減免等優惠政策。甲醇在我國的應用已經初步具有一定的規模。

2 我國發展甲醇汽車可行性分析

2.1 甲醇汽車技術性

經過20多年實踐，甲醇燃料應用中存在的腐蝕性、冷啟動、溶脹性、燃料分層等技術問題已基本解決。甲醇作為車用燃料技術無論是點燃式還是壓燃式發動機都已經全面地走在國際前列并進入商業化應用。甲醇汽車技術研發和檢驗體系已初步建立，吉利汽車、陜重汽、中國重汽等10多家汽車制造企業已具有甲醇汽車和甲醇燃料專有技術。

2.2 甲醇汽車安全性

據國內權威機構研究數據顯示了甲醇和汽油的毒害指數均為輕度危害。中國疾控中心2012年對太原和西安兩市甲醇汽油調配中心、加注站等場所空氣中甲醇含量進行了檢測，結果顯示無論是調配中心甲醇時間加權平均濃度、加注站加油機位、汽車駕駛室甲醇濃度均滿足國家相關要求。使用上來看，只要遵守操作規程，甲醇燃料不會對人體健康和環境產生不利影響。

2.3 甲醇汽車排放性

北京理工大學、中國汽車技術研究中心分別于2011年和2014年通過對11個型號的甲醇汽車和發動機以及對山西晉中市運行一年的甲醇汽車排放檢測表明開展了甲醇燃料與汽油、柴油排放檢測對比實驗，結果表明甲醇燃料汽車常規排放（氮氧化合物、碳氫化合物、碳氧化合物等）優于汽油、柴油車，非常規排放物中甲醛排放比汽油車略差、與柴油車相當。甲醛排放遠低于美國加州甲醛排放標準。

2.4 甲醇資源保障

我國煤炭資源相對豐富。其中40%以上是高硫高灰煤，不宜直接應用。利用這些高硫高灰煤、焦爐氣與煤層氣生產甲醇，不僅技術成熟且經濟可行，而且實現資源深度利用。據統計，2016年我國甲醇產能超8000萬噸，產能有一定的過剩。為甲醇燃料規模化應用提供堅實的支持。

3 結語

甲醇作為車用替代燃料，資源有保障，技術可行，安全性可控，排放清潔，替代優勢較好，符合我國國情。從未來看，甲醇作為車用替代燃料對緩解我國油氣供應緊張以及優化能源結構和保障能源安全具有重要戰略意義。但甲醇汽車尚屬于新興產業，面臨許多新問題需要解決，需要國家相關政策給予支持。

【參考文獻】

[1]喬治.奧拉，等.跨越油氣時代：甲醇經濟，化工出版社，2007年第1版，p197.

[2]United States Energy Security Council，Avenues for Collaboration—Recommendations for U.S.-China Transportation fuel cooperation，2015， www.usesc.org.

[3]金先揚甲醇乘用車開發制造技術及發展展望，江蘇，昆山，2016年11月3日.

[4]姚春德，甲醇在柴油機上應用的技術進展，中外能源，Vol. 14， No.11（2009），p38-44.

[責任編輯：張濤]