于甲醇燃料的使用，已經(jīng)有多年了，筆者曾聽何光遠(yuǎn)老部長多次談起，也非常佩服老領(lǐng)導(dǎo)的堅(jiān)持。之后，筆者做了一些分析和考察。甲醇作為燃料用于內(nèi)燃機(jī)并搭載到汽車上使用，歷史契機(jī)是發(fā)生在上世紀(jì)70年代的石油危機(jī)和城市污染。但到了上世紀(jì)90年代初，這兩個問題都發(fā)生了歷史性變化，其中世界格局的巨變使人們對石油危機(jī)的擔(dān)心得到很大緩解；在技術(shù)方面，催化轉(zhuǎn)換器從上世紀(jì)70年代的二元普遍變成了三元，內(nèi)燃機(jī)電控技術(shù)從簡單的電子點(diǎn)火和噴油變成了普遍基于芯片的系統(tǒng)控制，使人們確立了抑制污染和節(jié)約燃料的嶄新技術(shù)手段，且技術(shù)在不斷進(jìn)步。因此，德國、美國和日本都很快退出了甲醇燃料在汽車上的應(yīng)用。
進(jìn)入21世紀(jì)初，隨著我國加入世界貿(mào)易組織，迎來了國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，但也出現(xiàn)了兩大問題：石油對外依存度不斷提高，城市排放污染日益嚴(yán)重。為此，汽車行業(yè)提出了多種解決方案，也可以將其簡單地分為兩大路徑。一條路徑是以拋棄內(nèi)燃機(jī)為目標(biāo)的方案，如主張純電動技術(shù)路線、燃料電池技術(shù)路線和混合動力技術(shù)路線；另一條路徑是以繼續(xù)使用內(nèi)燃機(jī)，尋求替代燃料為目的的方案，如天然氣、甲醇、乙醇、二甲醚等等。從近20年的實(shí)踐結(jié)果來看，純電動汽車路線和天然氣內(nèi)燃機(jī)路線已經(jīng)勝出，以乙醇和二甲醚為替代燃料的內(nèi)燃機(jī)幾乎看不到蹤影了。
2020年9月30日，習(xí)近平主席在聯(lián)合國生物多樣性峰會上講話時指出：“作為世界上最大發(fā)展中國家，我們也愿承擔(dān)與中國發(fā)展水平相稱的國際責(zé)任，為全球環(huán)境治理貢獻(xiàn)力量。中國將秉持人類命運(yùn)共同體理念，繼續(xù)作出艱苦卓絕努力，提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，為實(shí)現(xiàn)應(yīng)對氣候變化《巴黎協(xié)定》確定的目標(biāo)作出更大努力和貢獻(xiàn)。”
作為一名汽車產(chǎn)業(yè)的從業(yè)者，筆者一直在思考汽車如何才能在節(jié)能減排、碳達(dá)峰、碳中和上承擔(dān)更多的責(zé)任。對于甲醇汽車，筆者之前缺少了解，社會各界也頗有爭議，因此不敢貿(mào)然發(fā)聲。再一次引起筆者對甲醇燃料的特別關(guān)注，是因?yàn)樽罱逃密嚰瘓F(tuán)首席執(zhí)行官周建群和漢馬汽車總經(jīng)理劉漢如介紹吉利汽車等一些企業(yè)在甲醇汽車方面進(jìn)行的艱難探索。他們的堅(jiān)持打動了我。經(jīng)過一段時間的認(rèn)真考察和思考，筆者認(rèn)為時勢易也，在習(xí)近平主席代表國家提出碳中和這一戰(zhàn)略目標(biāo)的歷史條件下，甲醇作為燃料在當(dāng)前具有更加積極的意義。我國汽車多元化能源技術(shù)路線在如火如荼進(jìn)行中，如高效內(nèi)燃機(jī)及混合動力、清潔替代燃料、純電驅(qū)動、氫燃料電池等，但如何走出適合國情的技術(shù)路線呢？作為低碳燃料的甲醇汽車有沒有機(jī)會呢？最近筆者通過研究有一些心得，與大家分享。
一、甲醇燃料在我國有近20年的實(shí)踐成果
1.作為燃料，甲醇在內(nèi)燃機(jī)上使用。
這是目前為止探索最多、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是與節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟(jì)直接聯(lián)系起來的領(lǐng)域。基礎(chǔ)研究和工程實(shí)踐都表明，甲醇汽車的排放和成本較之于汽油、柴油和天然氣，有其優(yōu)勢所在。特別是在商用車領(lǐng)域，較之于柴油能更多地降低碳排放，較之于天然氣能更多地降低購置成本，而在運(yùn)營成本方面也有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和區(qū)域優(yōu)勢。吉利乘用車和商用車在我國西南及西北的市場實(shí)踐證明了這些優(yōu)勢。
不僅在汽車領(lǐng)域，我國在船舶領(lǐng)域也做了很多探索并正在取得商業(yè)性進(jìn)展，相信在工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)裝備等領(lǐng)域也會有很大的發(fā)展空間。
甲醇作為燃料應(yīng)用到內(nèi)燃機(jī)上，因?yàn)槠溆袠O性和潛熱高這兩個明顯區(qū)別于其他燃料的理化特征，因此帶來了內(nèi)燃機(jī)的腐蝕磨損和低溫冷啟動困難這兩大技術(shù)挑戰(zhàn)，進(jìn)而對耐久性和熱效率產(chǎn)生影響?？上驳氖牵?jīng)過十幾年的技術(shù)攻關(guān)，在這些方面已取得進(jìn)展和突破，并使我國在甲醇內(nèi)燃機(jī)這一領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。
然而甲醇帶來的內(nèi)燃機(jī)腐蝕磨損和低溫冷啟動困難，依然是甲醇內(nèi)燃機(jī)的核心問題，依然需要不斷探索新的技術(shù)方案以進(jìn)一步降低產(chǎn)品成本、提高耐久性和經(jīng)濟(jì)性。例如，解決低溫冷啟動問題，是否可以嘗試有效利用高溫廢氣在催化劑的作用下將甲醇裂解成一氧化碳和氫氣使之參與燃燒？這樣既發(fā)揮了甲醇較其他燃料易于裂解的材料優(yōu)點(diǎn)，又有效利用了廢棄熱能，解決低溫冷啟動問題，進(jìn)而對提高內(nèi)燃機(jī)熱效率也會有明顯貢獻(xiàn)。
因此，基礎(chǔ)研究和創(chuàng)新探索不能止步。這是工程實(shí)踐不斷前進(jìn)的根基，也是不斷提高市場競爭力的源泉。
2.作為燃料，在燃料電池上的使用。
目前市場上試運(yùn)行的燃料電池基本上都是PEMFC（質(zhì)子交換膜燃料電池），其對氫氣的純度要求極高，這就必須要求專門的氫氣制備、運(yùn)輸和加注等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這就造成了氫氣本身和車載儲氫裝置的高昂成本，抑制了燃料電池這一技術(shù)路線在汽車上的大規(guī)模應(yīng)用。
而甲醇（CH3OH）是氫氣相對的完美載體，為車載制氫等提供了燃料基礎(chǔ)，也因此產(chǎn)生了相關(guān)的技術(shù)路線，如直接甲醇燃料電池、基于甲醇重整的燃料電池和基于甲醇裂解的高溫燃料電池等，為燃料電池用于車輛提供了新的可能的技術(shù)途徑。
PEMFC有一個特點(diǎn)就是容易造成一氧化碳中毒，而高溫燃料電池例如SOFC（固體氧化物燃料電池）卻具有能使一氧化碳用來發(fā)電的特征。甲醇裂解也需要在300℃左右的高溫下進(jìn)行，這樣就產(chǎn)生了一種新的可能性，就是將甲醇車載裂解成一氧化碳和氫氣，供高溫燃料電池如SOFC發(fā)電使用。顯然，這是與內(nèi)燃機(jī)的甲醇裂解廢熱回收具有共性的技術(shù)。
行業(yè)內(nèi)有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，移動機(jī)械的節(jié)能減排重點(diǎn)將向商用車轉(zhuǎn)移，而燃料電池比較有前景的應(yīng)用也是在商用車領(lǐng)域。如果上述燃料電池應(yīng)用到重型商用車上，在技術(shù)上就會有兩個令人鼓舞的發(fā)現(xiàn)：甲醇燃料電池是甲醇重型發(fā)動機(jī)的技術(shù)換代；甲醇在線裂解是它們的共性技術(shù)。行業(yè)內(nèi)已經(jīng)在持續(xù)進(jìn)行著這些方面的探索和實(shí)踐，期待著不斷取得工程成果，在市場應(yīng)用上取得突破。
3.作為燃料，在熱能領(lǐng)域的使用。
甲醇在熱力燃燒領(lǐng)域，如工業(yè)鍋爐、窯爐、民用取暖以及炊事灶具等方面已經(jīng)形成規(guī)模，得到了比較廣泛的應(yīng)用。目前，北方部分地區(qū)的建材燒制窯爐、煙草烤制窯爐、玻璃燒制窯爐、蔬菜大棚取暖等，已采用甲醇作為燃料。特別是在窯爐方面，甲醇燃料正不斷取得推廣成果，得到市場的認(rèn)可。甲醇燃料在冶金行業(yè)的使用上也取得了典型性成果，不僅綜合效益有明顯提升，而且排放指標(biāo)得到明顯改善。
目前，我們看到的是甲醇作為燃料在熱能領(lǐng)域是天然氣等的有益補(bǔ)充，但從更大的范圍思考，未嘗不是能源多元化的一個方向。因?yàn)檫@個領(lǐng)域是能源消耗的主要方面，也是排放污染的主要方面，甲醇燃料可望大有作為。
二、甲醇燃料在汽車推廣應(yīng)用上已取得政策性成果
2009年工信部正式組織開展甲醇汽車摸底調(diào)研，2012年會同有關(guān)部委先后在山西、陜西、上海、甘肅和貴州等5省10市組織開展甲醇汽車試點(diǎn)工作。
通過6年的試點(diǎn)運(yùn)行，工信部委托甲醇專家組在2018年3月完成了10個城市的甲醇汽車試點(diǎn)驗(yàn)收工作，總結(jié)并提出在堅(jiān)持能源稟賦和因地制宜的原則下，積極開展甲醇汽車推廣應(yīng)用的結(jié)論性意見和報(bào)告。
2019年3月，工信部連同國家發(fā)改委、科技部、公安部等八部委，聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于在部分地區(qū)開展甲醇汽車應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，預(yù)示著我國甲醇汽車開始由探索、試點(diǎn)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。
2020年進(jìn)一步擴(kuò)充了工信部甲醇專家組成員，囊括技術(shù)、產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)、體系、法規(guī)等各方面專家學(xué)者，成立了中國汽車工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)工作委員會甲醇汽車專業(yè)委員會，制定了標(biāo)準(zhǔn)體系和工作規(guī)劃，并在實(shí)施過程中。
2021年，生態(tài)環(huán)境部正式打開公告申報(bào)端口，吉利等企業(yè)滿足國六排放標(biāo)準(zhǔn)的甲醇車輛開始投放市場，預(yù)示著甲醇汽車正式進(jìn)入市場推廣階段。
這些在汽車領(lǐng)域所取得的政策性成果，有望在船舶、熱能動力以及工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)裝備等多個領(lǐng)域予以借鑒，從而推動甲醇燃料在更廣范圍內(nèi)合規(guī)合法地有效使用。
三、在汽車上推廣應(yīng)用甲醇燃料存在困難
1.甲醇車用燃料輸配體系建設(shè)難以落實(shí)。
我國汽柴油燃料供應(yīng)與管理歸口商務(wù)部，氣體燃料如天然氣歸口住建部。甲醇屬于新型液體燃料，關(guān)于加注站的建設(shè)審批，在國家層面還沒有明確的主管部門對口管理，給甲醇汽車推廣應(yīng)用帶來極大的困擾。甲醇資源豐富地區(qū)（如內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西榆林、新疆烏魯木齊和昌吉、青海格爾木等）對甲醇汽車市場需求很大，但是存在甲醇汽車無法應(yīng)用落地的局面，需要國家加快對甲醇燃料輸配體系的統(tǒng)一規(guī)劃。
2.甲醇屬于危險(xiǎn)品，運(yùn)輸甲醇的貨車為危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛。
在新疆、內(nèi)蒙古、陜西等地區(qū)，采用甲醇貨車運(yùn)輸甲醇等煤化工原料，需要按照危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車輛進(jìn)行管理。按照《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB 7258-2017）的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸貨車燃油箱容積應(yīng)小于等于400L。該法規(guī)通常適用的是以柴油為燃料的危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸貨車，對于氣體燃料車輛并不適用。甲醇為醇醚類燃料，法規(guī)中未對甲醇燃料箱容積進(jìn)行規(guī)定，影響了此類汽車的正常監(jiān)管和使用。
四、推動甲醇燃料在汽車上的應(yīng)用
針對甲醇汽車推廣過程中遇到的實(shí)際困難，建議國家給予大力支持，參照天然氣車用燃料管理方式推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。具體如下：
1.推進(jìn)甲醇車用燃料加注體系建設(shè)。
（1）明確甲醇加注站建設(shè)歸口管理部門，通過包括立法在內(nèi)的方式形成甲醇加注站規(guī)劃、審批、建設(shè)、驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)化流程，為后續(xù)國家落實(shí)甲醇汽車推廣應(yīng)用提供可快速復(fù)制的模式。
（2）支持鼓勵汽柴油、LNG（液化天然氣）加注站改建或增加甲醇加注功能。
（3）因地制宜發(fā)展甲醇燃料加注體系，批準(zhǔn)移動加注車、撬裝站、固定站等多種加注形式，滿足加注需求。
（4）明確甲醇價格管控體系，與天然氣建立價格聯(lián)動管理機(jī)制。
（5）甲醇加注站工程設(shè)計(jì)及施工要求納入GB 50156《汽車加油加氣加氫站建設(shè)規(guī)范》國家標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌規(guī)范。
2.明確甲醇危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車輛甲醇燃料箱容積大小。
甲醇燃料熱值不到柴油的一半（甲醇為15.50MJ/L，柴油為35.3MJ/L），甲醇危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車輛需要與柴油車輛行駛同樣里程（800～1000km）折算甲醇燃料箱容積，以滿足車輛實(shí)際運(yùn)行需要。
總而言之，甲醇作為燃料不僅能夠減少碳排放，為國家碳達(dá)峰戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作出貢獻(xiàn)；還能夠?qū)崿F(xiàn)碳循環(huán)，為國家碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供支撐；更重要的是能為國家能源安全提供保障，并為終端消費(fèi)者帶來實(shí)惠。因此，需要鼓勵社會各行業(yè)的首創(chuàng)精神和具體行動，持續(xù)加大資金投入以支撐基礎(chǔ)研究和工程應(yīng)用，需要國家相關(guān)政策的有力支持并推動甲醇燃料在汽車上的應(yīng)用。
原標(biāo)題：對甲醇汽車的再思考
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