甲醇新能源汽车与煤炭高效清洁综合利用分析报告(3)

五、我国为什么要搞甲醇替代、优势在哪? 我国石油“对外依存度”2013年是58.1%、2014年是59.5%;每年约2.8亿吨汽柴油被内燃机消耗掉。2013、2014年我国内燃

  五、我国为什么要搞甲醇替代、优势在哪?

  我国石油“对外依存度”2013年是58.1%、2014年是59.5%;每年约2.8亿吨汽柴油被内燃机消耗掉。2013、2014年我国内燃机年产量都在8000万台左右,总功率分别为18亿千瓦和20亿千瓦。这两组数据表明:其一,内燃机是我们国家的产业优势;其二,每年新增的18亿~20亿千瓦的功率总量,超过了我国现有发电能力的总装机容量,是现有发电装机总量的1.5倍;其三,内燃机仍然是汽车、农机、工程机械、船舶、军事装备、应急电源等等装备的主导动力。

  内燃机是目前所有动力装置中“比能量”最高的,未来30年甚至50年,动力系统中以内燃机为主的状况难以改变。因此要节能减排,首先要重点抓好内燃机自身的技术进步,内燃机的节能潜力还很大(汽油机“缸内直喷技术”的引入就提高了10%~15%的能效)。之所以强调车用能源替代目前以内燃机的燃料替代为主,是因为内燃机的社会保有量巨大,燃料替代与内燃机的技术进步和节能减排的方向具有延续性和一致性。效果显着、代价低。

  第二谈谈煤炭。近年来煤炭占我国能源消费总量的比重一直徘徊在66%~70%,未来30~50年煤炭在总消费中的占比会有所变化,但其主体地位不会改变。如何实现“煤炭”的高效、洁净利用是我国能源以及能源产业转型升级的大问题。推进能源生产和消费革命,就必须走煤炭清洁、高效、综合利用之路。

  去年国务院常务会议明确提出:“京津冀、长三角、珠三角地区,除‘热电联产’外禁止新建燃煤发电等高耗能高污染项目。”为什么锁定在“热电联产”?因为“热电联产”有更高的能源利用率。传统电厂——煤炭的能源利用率(超临界、超超临界)能够达到40%~44%(超超临界百万千瓦的机组,是我们国家的主力机组,热效率也就是44%);热电联产——煤炭的能源利用率能够达到70%;比“热电联产”更高利用的技术是什么——煤电化“多联产”技术,煤炭的能源利用效率可以达到85%,除发电、供热外还产出甲醇。甲醇是基础的化工原料,除可为内燃机提供燃料外还可向下游产业链延伸。所以发展甲醇汽车是和我国煤炭资源的清洁、高效和综合利用紧密联系的。我们强调“统筹兼顾”,能源体系中的煤炭和动力系统中的内燃机如何实现统筹兼顾?甲醇替代恰恰能很好地解决这个问题。所以煤炭和内燃机这两个“主角”和未来两个“30~50年”的时空关系,是我们考虑甲醇替代的基本出发点。

  在我们进行替代能源研究的同时,国外也在开展同样的工作,以美国、欧洲、日本为例,可以发现,大家都是要降低交通能源对石油的依赖。技术路线有所不同,具体做法有所差异,但是大家都把节能放在了首要位置。大方向相同是因为大家都面临交通能源的选择利用与环境改善的关系问题,侧重点不同是因为各自的资源禀赋不同、能源品种的来源和比例不同。应该说,世界各地的交通能源替代发展战略更符合自身的条件。

  第三谈谈能源多元化。能源多元化的含义一是能源来源的多元化,二是能源利用方式的多元化,三是能源使用技术的多元化。这三方面相互支撑互相促进融合,共同保证我国实现清洁高效的能源发展体系。这就要求我们在新能源问题上不能厚此薄彼,更不应人为设限。

  能源资源的利用水平和利用效率是国家整体经济竞争力的重要标志。有资料显示:煤制油是高油价的产物,70美元的油价是其盈亏平衡点。煤炭的能量利用效率为36%,只能做燃料,没有产业链;由煤制甲醇来生产烯烃的技术路线,甲醇和烯烃的产出比为3∶1;而直接将甲醇作为燃料,目前与汽油的替代比不超过1.8∶1,最新的实验数据达到1.5∶1。这样看甲醇直接做燃料比再走汽油路线其利用效率提高一倍。

  甲醇汽车,说到底是个能源问题,是能源资源的转化、利用方式和路径选择问题,对我们国家来说是个减少石油依赖、立足自身解决国家能源安全的问题。

  六、关键点

  1.技术上的关键点

  与汽油相比,甲醇在技术上的关键点在冷启动、腐蚀与溶胀、尾气排放这三方面。甲醇的气化潜热高,进气温度低会出现点火困难,不易启动。目前甲醇汽车的技术路线是采用汽油点火、预热,发动机热机以后,自动切换到甲醇状态。这个技术路线的确定是在2006年,当时国家发展改革委正在开展“替代能源研究”,大家对“非常规排放”非常重视(主要是甲醛和未燃甲醇)。汽车排放的高时段是在点火阶段,点火时需要较高的混合气浓度、燃烧不充分,易有未燃甲醇排出。为了规避这个问题,吉利华普汽车公司在上海内燃机研究所的帮助下,采用“汽油点火、热机切换”的技术路线。从对整车系统的各项检测数据和能够保障商业化正常运行的实际情况看,这个技术路线基本成熟。但总体水平还处于“初级阶段”——汽油机烧甲醇,还不是严格意义上的甲醇汽车。甲醇作为内燃机燃料在能效上的优势还没有完全发挥出来。甲醇的辛烷值高达112,发动机可提高2~3个压缩比。总之,技术上还有很大的上升空间。

  天津大学开发的柴油/甲醇双燃料技术,采用的是柴油点火,热机以后(65OC)甲醇燃料介入,根据车辆的载荷情况实时控制甲醇的喷入量,实现甲醇和柴油双燃料掺烧。柴油替代量最高达到36%左右,NOx大大降低,排放提高了一个等级,可以取消SCR,这是很大的优势。

  2.推广上的关键点主要是成规模的问题

  ● 政策

  甲醇汽车和甲醇燃料的生产相对容易实现,但是把甲醇汽车的使用和甲醇燃料的供给输配两者系统化,就是一个市场问题。在尊重市场规律、借助市场力量的同时还需要国家政策的鼓励和税收的优惠。企业能否下决心,往往要看政府的态度。

  2014年10月28日,山西省人民政府办公厅印发《山西省加快推进新能源汽车产业发展和推广应用的若干政策措施》。明确了加快电动汽车、甲醇汽车、燃气汽车等新能源和节能汽车产业发展和推广应用。“措施”中明确提出:2014~2016年,太原、晋城市属地范围内的党政机关和公共机构,以及公交车、出租车等城市客运与环卫、物流、机场通勤、公安巡逻等公共服务领域新增或更新的车辆中,新能源汽车比例不低于40%。大同、晋中、长治、运城市上述比例不低于30%。

  2015年1月1日~2017年12月31日,对列入国家《车辆生产企业与产品》公告目录的新能源汽车生产企业,根据销售情况给予营销补助。补助标准为:2015年,电动客车50000元/辆,电动轿车20000元/辆,电动专用车10000元/辆;甲醇客车10000元/辆,甲醇重卡10000元/辆,甲醇轿车5000元/辆,甲醇多用途乘用车2000元/辆;燃气重卡10000元/辆,燃气轻(微)卡2000元/辆。2016~2017年,补助标准减半。

  2014年9月1日~2017年12月31日,对国家《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》内的电动汽车免征车辆购置税。对待新能源车实行“差异化的交通管理政策”。

  有了这些鼓励政策和措施就会激发起企业和消费者的积极性。山西省有多年甲醇燃料运行基础、试点工作开展顺利、再有地方政府的鼓励政策,此三项说明山西省目前已经具备了先试先行、市场化推广的基本条件。另外,我们应该为山西省对新能源汽车的“定义”点赞。山西省将甲醇汽车、燃气汽车、电动汽车都纳入“新能源汽车”之内,并且分类予以支持。对待“新能源”也要讲“公正”。

  ● 路径

  另一个是发展路径的问题:从“燃气汽车”在国内和国外发展的实际情况看,“燃气汽车”的发展路径是:“在用车改装在先,优先发展市场;市场需求,促进整车企业跟进”的发展模式。完全依靠新车上市这种路径的主要问题是时间长、成本高。从消费者方面看,付出大。必须购得一辆新车;从汽车生产角度看,没有明确的市场预期,难以激发整车企业参与的积极性。