甲醇汽車發(fā)展現(xiàn)狀及展望
一 甲醇汽車發(fā)展現(xiàn)狀
(一)概述
我國開始研究甲醇燃料的時(shí)間較早,20世紀(jì)60年代以來陸續(xù)開始進(jìn)行應(yīng)用研究,至第一次世界石油危機(jī)發(fā)生,我國對(duì)甲醇燃料的應(yīng)用研究掀起了一個(gè)高潮。但是,一直以來,甲醇尚未正式成為我國汽車的燃料,具體應(yīng)用主要為甲醇摻混到汽油中形成甲醇汽油。直到2012年,工業(yè)和信息化部開始甲醇汽車試點(diǎn),正式提出甲醇汽車的概念,才拉開了甲醇汽車進(jìn)入汽車大家庭的序幕。然而,雖然在5年的甲醇汽車試點(diǎn)中有23款車型陸續(xù)列入汽車公告,但是由于參加試點(diǎn)的車輛僅限于在試點(diǎn)地區(qū)使用,到試點(diǎn)結(jié)束總共有1024輛參加了試點(diǎn)運(yùn)行。就產(chǎn)量而言,與2017年總銷量超過2900多萬輛的汽油汽車、柴油汽車以及天然氣汽車和電動(dòng)車相比,甲醇汽車數(shù)量上暫無法提及。所以,甲醇汽車還是處于萌發(fā)階段的汽車新產(chǎn)品。
(二)甲醇汽車的試點(diǎn)工作簡介
2012年,我國工業(yè)和信息化部印發(fā)《關(guān)于開展甲醇汽車試點(diǎn)工作的通知》(工業(yè)和信息化部節(jié)〔2012〕42號(hào)),正式啟動(dòng)了在山西、陜西、貴州、甘肅和上海開展的甲醇汽車試點(diǎn)工作。參加試點(diǎn)工作任務(wù)的主要輕型車和重型車分別為吉利甲醇汽車(M100)和陜汽集團(tuán)的甲醇/柴油組合燃燒重卡。表1是甲醇汽車試點(diǎn)運(yùn)行車輛統(tǒng)計(jì)表。截至2017年底,各城市甲醇汽車試點(diǎn)工作已全部通過工信部的驗(yàn)收,在5省市10地市歷時(shí)5年的試點(diǎn)實(shí)踐中,1024輛不同類型的甲醇汽車,采取不同的運(yùn)行模式,總運(yùn)行里程達(dá)1.8億公里,乘用車百公里甲醇燃料消耗在15升左右,燃料消耗比照同樣類型汽油車,等熱值替代比例從理論值(2.16∶1)降為1.7∶1,按汽油等熱值計(jì)算平均能量轉(zhuǎn)換效率可提高20%以上;使用柴油/甲醇組合燃燒技術(shù)的商用車柴油燃料替代率超過30%,替代比例為1.2∶1,比照柴油消耗,等熱值計(jì)算平均能量轉(zhuǎn)換效率平均提高12%以上。

國內(nèi)甲醇燃料的發(fā)展與德國、日本等國家同步,但是我國“缺油、少氣、相對(duì)富煤”的能源現(xiàn)狀,促使甲醇在車輛上的應(yīng)用從未間斷。隨著甲醇產(chǎn)能和產(chǎn)量在我國日漸增加,與之相配合的甲醇汽車研發(fā)也得到國內(nèi)汽車企業(yè)的重視。目前列入工信部甲醇汽車試點(diǎn)的車輛,主要有浙江吉利汽車有限公司、浙江豪情汽車制造有限公司、上海華普汽車有限公司、中國重汽集團(tuán)濟(jì)南卡車股份有限公司、陜西重型汽車有限公司、山西成功汽車制造有限公司和鄭州宇通客車股份有限公司。除此之外,一汽轎車股份有限公司、一汽解放汽油有限公司、華晨汽車集團(tuán)股份有限公司等汽車生產(chǎn)企業(yè)也先后研制了M85甲醇轎車和M100甲醇商用車、靈活燃料轎車工程樣車和功能樣車。目前在甲醇汽車試點(diǎn)所用的車輛主要是純甲醇汽車,即M100甲醇燃料車。在商用車上的應(yīng)用形式:一種是二元燃料方式,即天津大學(xué)提出的柴油/甲醇組合燃燒技術(shù),另一種是山西靖燁公司生產(chǎn)的純甲醇商用車。
(三)甲醇汽車采用的技術(shù)
1.甲醇汽車新技術(shù)發(fā)展綜述
甲醇汽車發(fā)展主要有兩種技術(shù)路線:一種是采用雙燃料的方法,用汽油或柴油啟動(dòng),等發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水達(dá)到一定溫度后自動(dòng)切換為甲醇燃料模式或者二元燃料模式,即正常使用,國內(nèi)應(yīng)用該方案的吉利汽車公司已經(jīng)開發(fā)出甲醇乘用車、天津大學(xué)開發(fā)了柴油/甲醇二元燃料商用車。另一種是甲醇燃料中摻入易揮發(fā)的低沸點(diǎn)組分,易揮發(fā)組分占甲醇燃料體積的10%~30%,提高燃料的揮發(fā)性,多應(yīng)用在乘用車上。
柴油/甲醇二元燃料燃燒技術(shù)由天津大學(xué)提出,是以柴油引燃甲醇混合氣的二元燃燒方法為基礎(chǔ),以智能電控為手段,以滿足動(dòng)力、環(huán)保、可靠和經(jīng)濟(jì)要求的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)甲醇在柴油機(jī)上的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。該技術(shù)納入了工業(yè)和信息化部的“四省一市”甲醇車試點(diǎn)工作,在陜西榆林得到應(yīng)用并取得很好的效果。甲醇為單碳化合物,其燃燒無煙無焰,應(yīng)用在柴油機(jī)上可以同時(shí)降低碳煙和NOX排放,因此搭載的柴油/甲醇雙燃料重型貨車加上簡單的后處理能夠滿足國五排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.甲醇汽車國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展方向
目前,甲醇汽車在國外正在復(fù)蘇,一些國家正加大對(duì)甲醇的發(fā)展力度。20世紀(jì)80年代末國外甲醇生產(chǎn)和應(yīng)用熱情大幅度下降的主要原因:一是“石油危機(jī)”解除帶來石油價(jià)格回落,導(dǎo)致甲醇價(jià)格高于汽油,其隨之就失去了經(jīng)濟(jì)性。二是甲醇燃料具有一定腐蝕性,需要專門的零部件以及存儲(chǔ)和加注設(shè)施[!--empirenews.page--]
,導(dǎo)致市場(chǎng)運(yùn)行的甲醇汽車又都改燒汽油,甲醇汽車行業(yè)發(fā)展陷于停滯。
在國內(nèi),甲醇汽車經(jīng)過40余年堅(jiān)持不懈的研發(fā)和長期的示范推廣,目前已經(jīng)攻克了甲醇的腐蝕性、高溫氣阻和冷起動(dòng)等難題,動(dòng)力性和排放特性都與傳統(tǒng)汽車基本一樣。同時(shí)我國的甲醇主要產(chǎn)自煤炭和焦?fàn)t氣,生產(chǎn)甲醇的煤炭多為高硫、高灰分的劣質(zhì)煤,因此國內(nèi)甲醇的價(jià)格不足汽柴油的1/3,具有很強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì),因此甲醇汽車及其下游零部件產(chǎn)業(yè)都得到快速發(fā)展,但是國內(nèi)甲醇汽車的發(fā)展仍處于起步階段,需要加大技術(shù)研發(fā)力度,形成成熟的甲醇汽車產(chǎn)業(yè)鏈。
二 甲醇汽車發(fā)展的機(jī)遇
(一)甲醇是清潔燃料
甲醇的分子結(jié)構(gòu)是CH3OH,僅含有一個(gè)碳原子。燃燒時(shí)無煙無焰,一般不會(huì)產(chǎn)生顆粒。由于甲醇自身屬于高含氧的燃料,燃燒時(shí)需要空氣量少。甲醇完全燃燒時(shí)需要的理論空氣量僅為汽油、柴油的一半還不到,因此,作為車用燃料應(yīng)用時(shí),氮氧化物NOX生成量會(huì)比汽油和柴油少得多。特別是對(duì)于柴油重型商用車,使用甲醇作為燃料,在清潔排放方面會(huì)有很大的優(yōu)勢(shì)。甲醇摻燒后,可以不需要尿素輔助便可達(dá)到國Ⅴ排放法規(guī)的要求。這對(duì)于柴油車減排具有重要意義。特別是當(dāng)前重點(diǎn)治理柴油車排放的要求越來越強(qiáng)烈,數(shù)以千萬輛的在用車排放問題亟待治理,為此甲醇將可以發(fā)揮重要作用。
甲醇不僅燃燒清潔,而且對(duì)環(huán)境十分友好。甲醇作為燃料使用時(shí),向周圍環(huán)境的污染排放主要在于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和添加過程中。運(yùn)輸事故、儲(chǔ)存滲漏、加注濺灑、甲醇蒸發(fā)揮發(fā)等是甲醇排放的主要途徑。汽油國標(biāo)規(guī)定在37.8℃蒸氣壓為40~85kPa,甲醇在同樣溫度下蒸氣壓為31.9kPa,明顯低于汽油;甲醇的汽化潛熱為1167kj/kg,比汽油值293~841kj/kg高得多,在正常使用和儲(chǔ)存情況下,甲醇揮發(fā)排放進(jìn)入大氣的數(shù)量遠(yuǎn)低于汽油。甲醇易溶于水,進(jìn)入水體或土壤中的甲醇會(huì)很快被稀釋,當(dāng)濃度低于微生物生存閾值后就能被自然界微生物降解自凈。而汽柴油則難溶于水,不易擴(kuò)散,在自然環(huán)境中難以降解,會(huì)產(chǎn)生累積污染。另外,廢水中含有少量甲醇反而有利于微生物降解脫出廢水中的含氮物質(zhì)。因此,甲醇燃料雖有一些毒性,但易于在環(huán)境中降解,使用甲醇燃料不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。
在水中,甲醇及乙醇的生物降解過程要比原油或者汽油迅速得多。醇燃料在水中的滯留時(shí)間以幾小時(shí)計(jì)算,而原油、汽油、柴油的滯留時(shí)間尺度則以幾年計(jì)算。據(jù)估算,如有10000t甲醇泄漏到海中,在洋流幫助下擴(kuò)散溶解稀釋,泄漏后1小時(shí)甲醇的濃度就能下降到0.36%,再往后的濃度將更低。隨后的幾天內(nèi)微生物通過生物降解方式能將稀釋的甲醇降解處理完。但是相似規(guī)模的汽油泄漏事故,由于汽油與水不溶,將會(huì)大面積覆蓋在海水表面而不容易被擴(kuò)散,這樣長時(shí)間的集聚很有可能導(dǎo)致區(qū)域性的生態(tài)災(zāi)難。

(二)甲醇汽車節(jié)能優(yōu)勢(shì)
工信部甲醇汽車試點(diǎn)工作實(shí)施以來,在5省市10地市歷時(shí)5年的試點(diǎn)實(shí)踐中,1024輛不同類型的甲醇汽車,采取不同的運(yùn)行模式,總運(yùn)行里程達(dá)1.8億公里,乘用車百公里甲醇燃料消耗在15升左右,燃料消耗比照同樣類型汽油車,等熱值替代比例從理論值降為1.7∶1,按汽油等熱值計(jì)算平均能量轉(zhuǎn)換效率可提高20%以上;使用柴油/甲醇雙燃料組合燃燒技術(shù)的商用車柴油燃料替代率超過30%,替代比例為1.2∶1,比照柴油消耗,等熱值計(jì)算平均能量轉(zhuǎn)換效率提高平均節(jié)能12%以上。
甲醇除了在汽車應(yīng)用方面有很大的節(jié)能優(yōu)勢(shì),相較于煤制燃料,如煤制油、煤制乙醇等液體燃料,在制取方面也有很大優(yōu)勢(shì)。目前,國內(nèi)煤制乙醇的技術(shù)基本成熟,但是其基本技術(shù)路線是從先生產(chǎn)甲醇,再轉(zhuǎn)化為乙醇。因此,過程耗費(fèi)的能量一定比甲醇要多。此處僅以煤制甲醇和煤炭直接制油進(jìn)行比較。國內(nèi)煤制甲醇最先進(jìn)的單耗指標(biāo)約為每噸甲醇用標(biāo)準(zhǔn)煤1.6噸,而神華100萬噸煤直接液化工藝產(chǎn)出的油品加上其他副產(chǎn),每噸產(chǎn)品消耗原料煤需要4.35噸,甲醇作為燃料在制取時(shí)需要的原料煤炭量僅為煤制油的1/3左右。以甲醇為燃料直接進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒驅(qū)動(dòng)汽車的替代汽油比例1.7計(jì)算,吉利甲醇汽車百公里耗甲醇15升相當(dāng)于耗煤19.2公斤。如果用煤制油百公里油耗8.82升,可折算成耗煤28.4公斤。由此可見,比較用煤生產(chǎn)適合汽車使用的液體燃料,生產(chǎn)甲醇的資源利用率遠(yuǎn)高于煤[!--empirenews.page--]
制油技術(shù)途徑。這里還不討論如果在壓燃式柴油機(jī)上應(yīng)用對(duì)廢氣后處理裝置要求的簡化,以及不需要輔助尿素等影響因素。
(三)甲醇的生產(chǎn)
甲醇生產(chǎn)資源廣泛,煤炭、天然氣、焦?fàn)t氣、生物質(zhì),甚至是二氧化碳都可以用來生產(chǎn)甲醇,且生產(chǎn)技術(shù)成熟。甲醇的生產(chǎn)工藝有很多種,但目前合成氣制甲醇仍是全球甲醇生產(chǎn)采用的主要方法,按合成氣來源區(qū)分,可以分為煤基甲醇、天然氣基甲醇以及焦?fàn)t氣基甲醇等。因?yàn)樘烊粴獾闹饕煞质羌淄?,碳?xì)浔鹊?,雜質(zhì)含量低,所以用天然氣制甲醇是最為理想的。然而,受“缺油、少氣、相對(duì)富煤”的能源結(jié)構(gòu)影響,我國的天然氣基甲醇受到限制,而是以煤基甲醇為主,國外則以天然氣基甲醇為主。圖1是2016年我國甲醇原料分類占比情況,煤基甲醇約占甲醇產(chǎn)量的71.7%,焦?fàn)t氣基甲醇和天然氣基甲醇分別占甲醇產(chǎn)量的15.2%和13.2%。對(duì)于中國而言,煤基甲醇實(shí)現(xiàn)了煤炭資源的清潔利用,因?yàn)橹袊拿禾恐屑s有一半是高硫高灰的劣質(zhì)煤,難以工業(yè)利用,但充分利用劣質(zhì)煤來生產(chǎn)甲醇可使中國能源資源增加一倍。以焦?fàn)t氣實(shí)現(xiàn)甲醇的制取主要是以煤為原料間接進(jìn)行的。焦?fàn)t煤氣指的是在生產(chǎn)焦炭過程中產(chǎn)生的大量副產(chǎn)品,其主要成分是氫氣(55%~60%)和甲烷(23%~27%)。這些焦?fàn)t煤氣除了部分返回?zé)捊範(fàn)t作為加熱的燃料以外,傳統(tǒng)的利用方式就是作為城市居民的生活用氣,但是有很大一部分被燃燒后排入大氣。焦?fàn)t煤氣由于富氫是生產(chǎn)甲醇的優(yōu)質(zhì)原料。利用焦?fàn)t煤氣制甲醇不僅實(shí)現(xiàn)了資源的充分利用,還保護(hù)了生態(tài)環(huán)境,這對(duì)于改善大氣質(zhì)量有著積極的作用。圖2是我國2010~2016年甲醇產(chǎn)能產(chǎn)量情況,2016年我國甲醇產(chǎn)能為7638.5萬噸,產(chǎn)量僅為4313.6萬噸,有數(shù)千萬噸富余,利用甲醇替代柴油,不僅有利于像焦?fàn)t氣等資源得到充分利用,而且有利于過剩產(chǎn)能的轉(zhuǎn)移。

燃燒清潔的特性、輸運(yùn)和加注以及貯藏的便利、應(yīng)用時(shí)的節(jié)能、產(chǎn)能產(chǎn)量的充足等多方面優(yōu)勢(shì),構(gòu)成了甲醇作為燃料的極大機(jī)遇。在當(dāng)前國際形勢(shì)日趨緊張的情況下,能源安全凸顯其極大的重要性。甲醇生產(chǎn)立足于國內(nèi)的資源條件,積極推動(dòng)甲醇的車用,對(duì)于滿足日益增長的汽車保有量,以及治理數(shù)以千萬輛重型柴油機(jī)具有重要意義。
三 甲醇汽車的挑戰(zhàn)
甲醇作為新興燃料進(jìn)入燃料市場(chǎng),尚屬新生事物。甲醇汽車未來的廣泛使用還面臨一些挑戰(zhàn)。
(一)甲醇特性的認(rèn)知教育
甲醇又名木精。早年發(fā)現(xiàn)時(shí)是從木材中蒸餾獲得的。由于與乙醇相近,若干年前曾經(jīng)發(fā)生過個(gè)別地區(qū)的人們將甲醇當(dāng)成工業(yè)酒精而誤飲中毒的事件。因此,一些人提到甲醇便談虎色變。事實(shí)上,就毒性而言,甲醇在毒理學(xué)毒性分級(jí)的動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)方面與乙醇相當(dāng),并且依據(jù)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級(jí)》國家標(biāo)準(zhǔn)GBZ 230—2010規(guī)定,甲醇和乙醇、汽油均被列入輕度危害等級(jí),甚至甲醇的危害指數(shù)低于汽油。為了消除公眾對(duì)甲醇安全性的擔(dān)心,工信部在5年的試點(diǎn)中,專門在甲醇汽車試點(diǎn)的十個(gè)城市區(qū)域范圍內(nèi),對(duì)全體涉醇人員、環(huán)境等進(jìn)行了全面觀察和檢測(cè)。涉醇人員的體檢表明,試點(diǎn)過程中未出現(xiàn)影響人體健康的案例,涉醇場(chǎng)所環(huán)境監(jiān)測(cè)到的空氣中甲醇濃度均低于我國職業(yè)接觸規(guī)定的限值。另外,甲醇與乙醇、汽油都屬于易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)品,但是甲醇的熱值低于乙醇、汽油,揮發(fā)性低于汽油,易溶解于水,在消防安全方面的危害性也低于汽油。因此,要引導(dǎo)大家甲醇是燃料,而不能拿飲料的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量。但是,對(duì)大眾進(jìn)行科學(xué)普及是一個(gè)長期的過程,需要加強(qiáng)此方面的工作。
(二)相關(guān)政策的規(guī)定和支持
甲醇作為新興燃料,尚未正式進(jìn)入市場(chǎng),面臨很多管理方面的問題,如加注站建設(shè)、甲醇汽車管理等都尚存空白。從國家層面來看,我國關(guān)于甲醇汽車及燃料的國家政策在21世紀(jì)才陸續(xù)出臺(tái),其中,2004年國家發(fā)改委正式發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》《國家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項(xiàng)》兩項(xiàng)政策,明確指出國家在產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面支持甲醇汽車發(fā)展,甲醇燃料生產(chǎn)也被列為重要的技術(shù)專項(xiàng),并確定了甲醇汽車及燃料發(fā)展的定位。隨后,地方主要試點(diǎn)示范省市的相關(guān)支持政策陸續(xù)出臺(tái),滿足了地方甲醇汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要。為了規(guī)范甲醇車的應(yīng)用,2012年工業(yè)和信息化[!--empirenews.page--]
部頒布了文件《關(guān)于開展甲醇汽車試點(diǎn)工作的通知》(工信部節(jié)〔42〕號(hào)),在陜西、山西和上海“二省一市”啟動(dòng)了甲醇汽車試點(diǎn),2014年貴州和甘肅又加入試點(diǎn)工作中。試點(diǎn)意見要求在限定區(qū)域、限定燃料、限定車輛開展工作。從甲醇的安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、適應(yīng)性和可靠性以及使用中對(duì)環(huán)境和人體健康等方面進(jìn)行全面的考核。2013年,國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)節(jié)能減排的意見》,從響應(yīng)國家節(jié)能減排戰(zhàn)略出發(fā),為減少汽車單位能耗和污染物排放量,重點(diǎn)加快內(nèi)燃機(jī)替代燃料多樣化發(fā)展,將甲醇燃料及發(fā)動(dòng)機(jī)列為重要的替代燃料之一。該政策的出臺(tái)從國家層面上響應(yīng)了甲醇汽車試點(diǎn)工程,確立了甲醇車和甲醇燃料作為國家能源多元化的一部分。文件的出臺(tái)促進(jìn)了眾多發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)展開了此類研究,為甲醇汽車及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了重要的政策支持。
從整個(gè)產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策的支持面與支持力度來看,國家層面的支持不足與地方層面的大力支持形成鮮明對(duì)比。電動(dòng)車和甲醇汽車及燃料在國家層面的關(guān)注程度上無法相提并論。即使是工信部2012年開始甲醇汽車試點(diǎn),也是完全依靠市場(chǎng)化運(yùn)行。國家對(duì)甲醇汽車的發(fā)展缺少財(cái)稅相關(guān)政策支持,這在一定程度上制約了我國甲醇汽車的發(fā)展。從地方政策來看,一些資源豐富的地區(qū),如山西省、陜西省,不僅參加試點(diǎn)的規(guī)模較大,參加試點(diǎn)的積極性也很高。省政府在財(cái)稅政策、資金補(bǔ)貼、牌照發(fā)放、燃料加注、土地出讓、政府優(yōu)先采購等方面都給予了大力支持,為地方省市甲醇汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了重要的資源要素保障。

部頒布了文件《關(guān)于開展甲醇汽車試點(diǎn)工作的通知》(工信部節(jié)〔42〕號(hào)),在陜西、山西和上海“二省一市”啟動(dòng)了甲醇汽車試點(diǎn),2014年貴州和甘肅又加入試點(diǎn)工作中。試點(diǎn)意見要求在限定區(qū)域、限定燃料、限定車輛開展工作。從甲醇的安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、適應(yīng)性和可靠性以及使用中對(duì)環(huán)境和人體健康等方面進(jìn)行全面的考核。2013年,國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)節(jié)能減排的意見》,從響應(yīng)國家節(jié)能減排戰(zhàn)略出發(fā),為減少汽車單位能耗和污染物排放量,重點(diǎn)加快內(nèi)燃機(jī)替代燃料多樣化發(fā)展,將甲醇燃料及發(fā)動(dòng)機(jī)列為重要的替代燃料之一。該政策的出臺(tái)從國家層面上響應(yīng)了甲醇汽車試點(diǎn)工程,確立了甲醇車和甲醇燃料作為國家能源多元化的一部分。文件的出臺(tái)促進(jìn)了眾多發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)展開了此類研究,為甲醇汽車及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了重要的政策支持。
從整個(gè)產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策的支持面與支持力度來看,國家層面的支持不足與地方層面的大力支持形成鮮明對(duì)比。電動(dòng)車和甲醇汽車及燃料在國家層面的關(guān)注程度上無法相提并論。即使是工信部2012年開始甲醇汽車試點(diǎn),也是完全依靠市場(chǎng)化運(yùn)行。國家對(duì)甲醇汽車的發(fā)展缺少財(cái)稅相關(guān)政策支持,這在一定程度上制約了我國甲醇汽車的發(fā)展。從地方政策來看,一些資源豐富的地區(qū),如山西省、陜西省,不僅參加試點(diǎn)的規(guī)模較大,參加試點(diǎn)的積極性也很高。省政府在財(cái)稅政策、資金補(bǔ)貼、牌照發(fā)放、燃料加注、土地出讓、政府優(yōu)先采購等方面都給予了大力支持,為地方省市甲醇汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了重要的資源要素保障。
(三)甲醇相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失
產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于規(guī)范甲醇汽車及甲醇燃料產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)尤其重要,是產(chǎn)業(yè)化的通行證。從國家層面的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來看,2009年,《車用燃料甲醇》《車用甲醇汽油(M85)》兩項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于甲醇燃料產(chǎn)業(yè)化推廣意義重大,明確了相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),2015年工信部印發(fā)《車用甲醇燃料加注站建設(shè)規(guī)范》《車用甲醇燃料作業(yè)安全規(guī)范》,進(jìn)一步規(guī)范了甲醇燃料加注站的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的通行標(biāo)準(zhǔn)也將為吸引社會(huì)投資提供機(jī)會(huì),配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)?;⒕W(wǎng)絡(luò)化推廣在制度層面已不存在制約。但是,在全面推進(jìn)甲醇燃料生產(chǎn)應(yīng)用方面,由于目前甲醇汽車、甲醇燃料等相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)仍然不健全,影響了甲醇作為替代燃料的發(fā)展。其他涉及甲醇汽車產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)還包括甲醇汽車、甲醇燃料國家級(jí)檢驗(yàn)檢測(cè),這也有待進(jìn)一步向?qū)I(yè)化方向發(fā)展。
總體來看,甲醇汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系還不健全,如何加快落實(shí)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、突破甲醇應(yīng)用與推廣的局限性成為產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的問題。[!--empirenews.page--]
四 甲醇汽車未來展望
(一)甲醇汽車未來發(fā)展方向
1.乘用車技術(shù)發(fā)展方向
(1)設(shè)計(jì)制造甲醇燃料專用發(fā)動(dòng)機(jī)
目前甲醇汽車是在汽油車的基礎(chǔ)上更換供給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)來滿足燃油甲醇的車輛,發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)并沒有做改動(dòng)和優(yōu)化。相對(duì)于汽油,甲醇的辛烷值更高,抗爆性能更優(yōu)秀,可適應(yīng)更高壓縮比下的發(fā)動(dòng)機(jī),因此甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可將壓縮比提高到10以上,進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率,并提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性及燃燒效率。
(2)優(yōu)化后處理三效催化器
甲醇是一碳含氧化物,汽車燃用甲醇燃料的常規(guī)污染物CO、HC、NOX排放均明顯低于汽柴油,但在甲醇不完全燃燒的情況下,甲醇汽車將排放非常規(guī)排放污染物甲醇和甲醛,這些污染物對(duì)環(huán)境造成較大影響。在現(xiàn)有汽車三元催化器基礎(chǔ)上針對(duì)甲醇和甲醛開發(fā)適用性更強(qiáng)的催化轉(zhuǎn)化器,使其具有更好的凈化作用,解決甲醇車廢氣后處理問題。
2.商用車技術(shù)發(fā)展方向
目前甲醇應(yīng)用在商用車上的技術(shù)主要有:一是由天津大學(xué)提出的柴油/甲醇組合燃燒技術(shù),二是單一甲醇燃料的點(diǎn)燃式技術(shù)。甲醇點(diǎn)燃式技術(shù)主要由山西靖燁發(fā)動(dòng)機(jī)公司和吉利汽車公司在推動(dòng)。圍繞上述的商用車用甲醇發(fā)動(dòng)機(jī),需要開展的工作如下。
(1)控制系統(tǒng)
針對(duì)天津大學(xué)提出的柴油/甲醇組合燃燒技術(shù),需要一套單獨(dú)的供醇系統(tǒng)和控制系統(tǒng)與原有的柴油供給系統(tǒng)相配合。甲醇在進(jìn)氣道噴射,與空氣混合進(jìn)入氣缸,在控制方面,不改變?cè)瓩C(jī)ECU的噴射策略,僅增加一個(gè)獨(dú)立控制甲醇噴嘴的ECU,兩個(gè)ECU關(guān)系屬于雙主式ECU。此種控制方式兼顧了原機(jī)ECU的成熟穩(wěn)定性,同時(shí)發(fā)揮了自主控制甲醇噴射的目的。
點(diǎn)燃式的控制系統(tǒng)則與汽油機(jī)的控制系統(tǒng)類似。未來發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)是:單一ECU和精細(xì)化雙主式ECU控制系統(tǒng)。
(2)尾氣處理系統(tǒng)
甲醇含氧,燃燒速度快,燃燒無煙無焰,并且在商用車上又替代部分柴油,所以甲醇用在商用車上不僅具有高的熱效率,而且排放更清潔。采用柴油/甲醇組合燃燒技術(shù)的商用車僅需耦合簡單的后處理裝置氧化催化器(DOC)就可滿足國Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)。但是隨著國Ⅵ排放法規(guī)的發(fā)布,對(duì)柴油車的尾氣排放要求更加苛刻,僅靠簡單的后處理裝置已經(jīng)不能滿足即將實(shí)施的國Ⅵ排放法規(guī),為了滿足國Ⅵ的發(fā)展要求,甲醇商用車結(jié)合自身燃燒產(chǎn)生的碳煙和NOX低的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展一條屬于甲醇商用車的國Ⅵ排放路線,即甲醇+EGR+DOC+DPF路線。目前天津大學(xué)正與華菱星馬進(jìn)行合作開發(fā)。未來發(fā)展的重點(diǎn)技術(shù)是:不加裝SCR的甲醇+EGR+DOC+DPF的國VI排放路線。
(二)甲醇汽車未來展望
1.甲醇汽車的最新進(jìn)展
由工信部牽頭組織的甲醇汽車試點(diǎn)工作,從組織調(diào)研開始,經(jīng)歷了摸底驗(yàn)證、提出技術(shù)條件、編制試點(diǎn)實(shí)施方案、專家審議評(píng)定、運(yùn)行啟動(dòng)、數(shù)據(jù)采集、階段檢驗(yàn)、驗(yàn)收總結(jié)等階段,前后歷時(shí)近10年。這期間工信部還組織原環(huán)保部、衛(wèi)計(jì)委和行業(yè)協(xié)會(huì)、大學(xué)等部門和單位,從人體健康、環(huán)境影響、生命周期和重大政策等方面展開了專項(xiàng)研究,結(jié)合我國能源產(chǎn)業(yè)和煤化工產(chǎn)業(yè)的實(shí)際,從基礎(chǔ)科學(xué)入手,把工作做得扎實(shí)有效,為后來的甲醇燃料在動(dòng)力燃燒和熱力燃燒領(lǐng)域的推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。
試點(diǎn)結(jié)束后,在我國一些條件較好的地區(qū),甲醇汽車發(fā)展迅猛,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
一是部分地區(qū)甲醇汽車數(shù)量迅速增加,如貴州、西安等地。貴州省貴陽市的甲醇出租車已經(jīng)有4000多輛,年底計(jì)劃到7000輛。陜西省西安市計(jì)劃年底發(fā)展萬輛甲醇出租車。這些地區(qū),甲醇生產(chǎn)相對(duì)比較富裕,甲醇的價(jià)格低于汽油,運(yùn)行的費(fèi)用大幅度下降,又不會(huì)存在像天然氣那樣出現(xiàn)供應(yīng)短缺的情況,因此,甲醇乘用車增加速度很快。
二是甲醇汽車的生產(chǎn)企業(yè)逐步設(shè)立。吉利汽車公司分別在貴陽和山西晉中設(shè)立了甲醇汽車專用制造廠,年產(chǎn)規(guī)模達(dá)10萬輛,為乘用車發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)的保障。
三是帶動(dòng)了一批汽車企業(yè)加入甲醇汽車生產(chǎn)隊(duì)伍中。華菱汽車等重型車生產(chǎn)公司積極發(fā)展柴油甲醇二元燃料的重卡。
四是圍繞甲醇汽車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正在陸續(xù)制定。2018年針對(duì)甲醇汽車及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在國家有關(guān)部門的牽頭下正在有條不紊地進(jìn)行著,標(biāo)準(zhǔn)包括甲醇汽車技術(shù)條件、甲醇汽車排放品質(zhì)、甲醇加注站建設(shè)、甲醇加注條件等。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)上報(bào)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)管理部門。[!--empirenews.page--]
另外,為了統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和推動(dòng)甲醇的應(yīng)用,部分地區(qū)如陜西省、貴州省成立了專門的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)以協(xié)調(diào)甲醇的推廣應(yīng)用工作。這些地區(qū)的甲醇加注站的建設(shè)也較快。貴陽市已經(jīng)建設(shè)7座加注站,西安市計(jì)劃到年底建設(shè)24個(gè)加注站??傮w來說,為了滿足我國日益增長的汽車保有量燃料消耗需求,為了保障國家的能源安全,甲醇將會(huì)成為能源多元化中的一個(gè)成員。
2.甲醇汽車未來的發(fā)展
為了治理空氣污染,打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn),2018年7月17~18日在陜西榆林市由甲醇汽車試點(diǎn)辦公室組織召開了甲醇汽車技術(shù)交流會(huì)。會(huì)上一方面對(duì)前端試點(diǎn)工作進(jìn)行總結(jié),另一方面對(duì)甲醇汽車應(yīng)用中的技術(shù)進(jìn)行交流。大家認(rèn)為,針對(duì)國家剛剛發(fā)布的重型車國六排放標(biāo)準(zhǔn),甲醇作為只含有一個(gè)碳原子的低碳燃料,應(yīng)在其中發(fā)揮重要的作用。目前治理柴油車排放主要方法是采用往廢氣中噴尿素來還原氮氧化物,通過過濾器(DPF)來消除炭煙排放。使用尿素增加了用戶的費(fèi)用。DPF使用一段時(shí)間要定期噴柴油進(jìn)行再生,否則就會(huì)阻塞排氣管路,也會(huì)增加用戶使用成本。因而,目前的技術(shù)手段要做到完全控制柴油車的排放十分困難,原因是:排放治理與用戶的目標(biāo)不一致,用戶缺少治理尾氣的積極性。雖然很快要實(shí)施國六排放法規(guī),但是再嚴(yán)的法規(guī)只有得到徹底執(zhí)行才會(huì)產(chǎn)生效果,否則就只會(huì)落在紙上。
采用甲醇就很有優(yōu)勢(shì)。第一,得益于自身含氧,甲醇燃燒時(shí)需要空氣量少。與汽油和柴油相比,甲醇完全燃燒時(shí)需要的理論空氣量只有其一半還不到,因此,氮氧化物NOX生成量會(huì)比汽油和柴油少得多。第二,甲醇燃燒速度快,燃燒時(shí)無煙無焰,一般不會(huì)產(chǎn)生炭煙顆粒。柴油重型商用車使用甲醇作為燃料,在清潔排放方面會(huì)有很大的優(yōu)勢(shì)
。商用車動(dòng)力采用甲醇燃料在會(huì)上得到高度關(guān)注,吉利汽車積極開發(fā)純甲醇的商用車發(fā)動(dòng)機(jī),研發(fā)出的公交車已進(jìn)行試運(yùn)行。另外根據(jù)天津大學(xué)在重型柴油車上應(yīng)用甲醇摻燒的報(bào)告來看,甲醇摻燒后,不需要尿素輔助便可達(dá)到國Ⅴ排放法規(guī)的要求。天津大學(xué)提出的甲醇摻燒的技術(shù)路線受到與會(huì)者高度關(guān)注,這對(duì)于柴油車減排具有重要意義。這種技術(shù),不僅可用于新車,而且有利于在用車改造。對(duì)于我國保有量超過4000萬輛的柴油動(dòng)力,這些動(dòng)力承擔(dān)了75%以上的陸路運(yùn)輸量、100%的工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械,不僅要考慮未來新車滿足國六的排放標(biāo)準(zhǔn),而且做好存量車的清潔化更加重要。不首先治理好存量車的排放清潔化,打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)就難以落到實(shí)處。
當(dāng)然,甲醇汽車的推廣應(yīng)用也不會(huì)一帆風(fēng)順,還會(huì)遇到各種困難和挑戰(zhàn)。甲醇作為一種新興燃料不僅要改變大家的認(rèn)知,還需要加強(qiáng)相關(guān)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),解決一些共性的技術(shù)問題。
總之,甲醇的推廣是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及的方面很多,甲醇發(fā)展必須堅(jiān)持以市場(chǎng)為導(dǎo)向、企業(yè)為主體的指導(dǎo)思想,堅(jiān)持因地制宜的方針。不光是有車就行的,還需要加注站、甲醇供應(yīng)和輸運(yùn)等多方面協(xié)同。關(guān)系到安全、消防、便利等方方面面,需要得到政府層面的支持和協(xié)調(diào)。不過,隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,甲醇一定會(huì)成為多元化能源的一員發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
-
2023年各省最新電價(jià)一覽!8省中午執(zhí)行谷段電價(jià)! 2023-01-03
-
PPT導(dǎo)出高分辨率圖片的四種方法 2022-09-22
-
全國消防救援總隊(duì)主官及簡歷(2023.2) 2023-02-10
-
盤點(diǎn) l 中國石油大慶油田現(xiàn)任領(lǐng)導(dǎo)班子 2023-02-28
-
我們的前輩!歷屆全國工程勘察設(shè)計(jì)大師完整名單! 2022-11-18
-
關(guān)于某送變電公司“4·22”人身死亡事故的快報(bào) 2022-04-26
