我国甲醇汽车发展现状及思考

艾崇++姚春德

【摘 要】面对快速增加的汽车保有量和不断增长的石油对外依存度，国家有关部门开始了甲醇车的试点。经过多年有千余辆车的试验，在甲醇车动力性、经济性、环保性、可靠性、安全性等各方面都取得全面结果。为甲醇车的应用以及甲醇作为替代燃料奠定了良好的基础。

【关键词】甲醇汽车；现状；新能源

0 引言

汽车是石油燃料的消耗主体之一。近年来我国汽车工业迅速发展和保有量的增加，造成我国的石油燃料消耗量剧增，也造成我国石油对外进口依存度不断增长，2016年已经超过65.5%。另外，机动车已成为城市大气污染的重要排放源。因此，寻找适合我国能源特点替代燃料是国家的重大需求。甲醇的生产原料丰富，包括煤炭、天然气、生物质以及二氧化碳。常温和常压下甲醇是液体，便利输运和加注。甲醇含氧、无碳-碳键，燃烧速度快。其辛烷值为112，蒸发潜热大，有利于提高发动机的热效率。甲醇燃烧后主要形成H2O 和 CO2，且不含苯、烯烃和硫，尾气排放清洁。因此，甲醇被看作是最有前景的内燃机替代燃料[1]。但是，甲醇在15℃以下基本不蒸发，冷启动性能差，汽化潜热高。另外，对铜、铝和部分塑料及橡胶具有一定的腐蚀性和溶胀性。基于上述特性，甲醇直接应用到点燃式发动机上，多年来甲醇一般采用低比例（掺甲醇15%的M15以下）方式进行。高比例甲醇应用方式，则需要对发动机进行较大幅度改动。对于压燃式的发动机，则由于甲醇的上述特性，完全没有得到应用。近年来，为了发展适合我国资源特点的燃料，国家相关部门做了大量工作，取得了很好的结果。

1 国内外甲醇汽车发展现状

1.1 国外发展情况

上世纪70年代石油危机后，世界各国纷纷开展甲醇汽油或纯甲醇燃料应用研究及示范工作。80年代末，北欧多国、德国、美国等有大量M85-M100甲醇汽车投入运行。90年代后期由于（1）因石油价格大幅度下降，造成天然气制备的甲醇生产成本失去与汽油的市场竞争力；（2）甲醇燃料加注基础设施少。美国政府与几大石油公司如埃索、美孚等签订的十年合作协议到期；（3）甲醇发动机的涉醇部件还存在一些可靠性问题；（4）美国等国积极支持乙醇燃料应用，致使甲醇燃料汽车应用萎缩。近年来随着石油供给情况的改变以及各国能源资源的变化，甲醇作为替代燃料的应用重又逐步得到发展。2013年11月，以色列政府设立“运输替代燃料发明创新总理奖”，颁发给为甲醇燃料发展做出突出贡献的专家。美国因页岩气产业的兴起，将甲醇作为其储存载体又被人重新认识[2]。冰岛国开展二氧化碳加氢合成甲醇的工作。并于2016年开始采用中国吉利汽车公司纯甲醇乘用车在该国运行[3]。国际上对于甲醇应用的认识正日益广泛。

1.2 国内发展情况

国内开展甲醇燃料及相关技术研究始于上世纪70年代。“九五”和“十五”期，原国家经贸委、科委分别组织实施“甲醇燃料汽车示范工程”项目，支持山西对55辆甲醇车进行示范运营。近年来，吉利上海华普汽车公司开发了M100甲醇燃料轿车（燃油替代比为1：1.6），陕汽集团、中国重汽集团开发了甲醇/柴油双燃料商用车，郑州宇通、陕西通家、山西成功等汽车公司相继开发了甲醇燃料客车及多用途乘用车和厢式运输车。国家工信部从2012年开始，陆续在上海、山西、陕西、甘肃、贵州五省市开展了M100甲醇汽车试点工作，对甲醇在柴油机上应用要求采用纯甲醇与柴油掺烧的柴油/甲醇组合燃烧方式[4]。试点工作的开展，对高比例甲醇汽车适应性、可靠性、安全性、环保性等进行全面系统地验证和规范。据有关部门统计，截止2013年底，全国在用乘用车甲醇化改造累计达12万辆，主要分布在浙江、江苏、贵州等20多个省区，甲醇燃料年消耗400万吨以上。目前我国已建成10万吨以上甲醇燃料调配基地43个，总调配能力超过1100万吨。全国已建成和投入使用的甲醇燃料和甲醇汽油加注站超过1500座。2009年我国发布《车用燃料甲醇》和《车用甲醇汽油（M85）》2项国家标准，正在制定《车用甲醇汽油添加剂》和《车用甲醇汽油中甲醇检测方法》2项国家标准。19个省市颁布了36项甲醇燃料相关地方标准，初步建立了标准化体系。山西省还出台了甲醇汽车购买、甲醇加注站建设、高速公路费用减免等优惠政策。甲醇在我国的应用已经初步具有一定的规模。

2 我国发展甲醇汽车可行性分析

2.1 甲醇汽车技术性

经过20多年实践，甲醇燃料应用中存在的腐蚀性、冷启动、溶胀性、燃料分层等技术问题已基本解决。甲醇作为车用燃料技术无论是点燃式还是压燃式发动机都已经全面地走在国际前列并进入商业化应用。甲醇汽车技术研发和检验体系已初步建立，吉利汽车、陕重汽、中国重汽等10多家汽车制造企业已具有甲醇汽车和甲醇燃料专有技术。

2.2 甲醇汽车安全性

据国内权威机构研究数据显示了甲醇和汽油的毒害指数均为轻度危害。中国疾控中心2012年对太原和西安两市甲醇汽油调配中心、加注站等场所空气中甲醇含量进行了检测，结果显示无论是调配中心甲醇时间加权平均浓度、加注站加油机位、汽车驾驶室甲醇浓度均满足国家相关要求。使用上来看，只要遵守操作规程，甲醇燃料不会对人体健康和环境产生不利影响。

2.3 甲醇汽车排放性

北京理工大学、中国汽车技术研究中心分别于2011年和2014年通过对11个型号的甲醇汽车和发动机以及对山西晋中市运行一年的甲醇汽车排放检测表明开展了甲醇燃料与汽油、柴油排放检测对比实验，结果表明甲醇燃料汽车常规排放（氮氧化合物、碳氢化合物、碳氧化合物等）优于汽油、柴油车，非常规排放物中甲醛排放比汽油车略差、与柴油车相当。甲醛排放远低于美国加州甲醛排放标准。

2.4 甲醇资源保障

我國煤炭资源相对丰富。其中40%以上是高硫高灰煤，不宜直接应用。利用这些高硫高灰煤、焦炉气与煤层气生产甲醇，不仅技术成熟且经济可行，而且实现资源深度利用。据统计，2016年我国甲醇产能超8000万吨，产能有一定的过剩。为甲醇燃料规模化应用提供坚实的支持。

3 结语

甲醇作为车用替代燃料，资源有保障，技术可行，安全性可控，排放清洁，替代优势较好，符合我国国情。从未来看，甲醇作为车用替代燃料对缓解我国油气供应紧张以及优化能源结构和保障能源安全具有重要战略意义。但甲醇汽车尚属于新兴产业，面临许多新问题需要解决，需要国家相关政策给予支持。

【参考文献】

[1]乔治.奥拉，等.跨越油气时代：甲醇经济，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]金先扬甲醇乘用车开发制造技术及发展展望，江苏，昆山，2016年11月3日.

[4]姚春德，甲醇在柴油机上应用的技术进展，中外能源，Vol. 14， No.11（2009），p38-44.

[责任编辑：张涛]