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甲醇,绿色低碳“活水”来

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  • 发布日期:2022-06-09
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[Descripción resumida] 甲醇是一种重要的化工原料、在交通等领域的地位日渐重要,在化学工业中占有重要的地位;同时,甲醇是公认的清洁、高效、低碳液体燃料。近年来,甲醇的能源属性日益凸显,为我国碳达峰、碳中和目标背景下能源低碳转型带来新的探索方向

甲醇,绿色低碳“活水”来

[Descripción resumida] 甲醇是一种重要的化工原料、在交通等领域的地位日渐重要,在化学工业中占有重要的地位;同时,甲醇是公认的清洁、高效、低碳液体燃料。近年来,甲醇的能源属性日益凸显,为我国碳达峰、碳中和目标背景下能源低碳转型带来新的探索方向

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01发展势头向上

产业链日趋完善

 

      2021年3月发布的《中国甲醇燃料行业调研报告(2020)》显示。当前,且无论是作为车用燃料,已经形成一套较为成熟的技术体系,还是作为热力用燃料,我国甲醇作为清洁能源在使用规模上已经位居世界第一。

      从产能分布情况来看。其中西北地区甲醇产能占比32.9%、华北地区占比30.7%、华东地区占比18.9%,目前中国甲醇产能主要集中在西北、华北及华东地区。

 

中国甲醇产能分布情况

 

      目前。我国已基本建立丰富的甲醇燃料产品体系和应用产业链。随着甲醇燃料应用技术逐渐走向成熟。企业的数量和规模都已进入快速发展通道,甲醇燃料已广泛化、工程化、规模化、规范化应用于交通燃料等领域。目前甲醇燃料应用涉及的政策措施、标准规范、技术保障体系日益完善,特别是甲醇汽车整车生产商龙头企业的技术和规模优势明显,产业和市场集中度高。

     甲醇交通燃料应用将进入快速发展阶段。2018年我国历时六年开展的甲醇汽车试点工作顺利结束。以此为基础。2019年部分地区M100甲醇汽车投放量迅速增长。截至2019年底。仅西安与贵阳两市M100甲醇出租车累计投放量达18491辆,同时贵州、山西、陕西、甘肃四省M100甲醇出租车累计投放量达到19401辆。由此,2019年M100及M85车用甲醇燃料的消耗量达到50.7万吨。随着各地政府推广应用甲醇汽车相关政策措施的逐步落地,车用甲醇燃料的使用量将呈现明显增长态势。

 

02技术创新、应用推广

助力“双碳”目标实现

 

     “液态阳光”,助力能源低碳转型

      全国两会期间、帮助中国早日完成“双碳”目标,实施液态阳光甲醇的碳排放权交易等政策》两份建议,呼吁以“液态阳光”技术为依托,全国政协委员、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿提交了《绿色氢能和液态阳光甲醇:完成碳中和目标的路径》以及《完成碳中和目标。

     “液态阳光”,即“清洁甲醇”和“绿色甲醇”,并将二氧化碳与氢合成为甲醇等便于储运的绿色液态燃料,是利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产氢。相关测算显示、1吨甲醇可转化1.375吨二氧化碳。按照我国2020年甲醇年产能9358万吨计算、每年的甲醇产能可转化上亿吨二氧化碳;如果用可再生能源合成的“液态阳光”甲醇规模化替代汽油,那么每年则可实现减排二氧化碳超10亿吨,与我国植树造林减排二氧化碳的最大值相当。

      李灿表示、经济发展相对落后,中国的新疆、内蒙古、宁夏等地区具有丰富的煤资源,主要分布在西部,这些地区占国土面积的近三分之二,同时具有显著的可再生能源资源优势,适宜发展绿色氢能和液态阳光技术,就地消纳可再生能源的能力有限,与东部沿海地区相比,实现碳中和目标的压力更大。“液态阳光”甲醇应用可解决可再生能源规模化储能问题,并将其向东部沿海等其他地区安全输运,由此带动西部地区经济发展和产业升级。

      值得一提的是。全球第一个规模化太阳燃料合成示范项目已于2020年1月在兰州正式投入运营,迈出了我国利用可再生能源大规模生产绿色甲醇的第一步,也意味着我国甲醇燃料行业为能源结构绿色低碳转型发展添上色彩浓重的一笔。

       甲醇制氢,氢能应用的新出路

      与将氢气压缩到高压汽车储氢罐相比、甲醇是非常好的液体储氢、运氢载体。以甲醇为原料、将小型的甲醇重整制氢设备与燃料电池进行高度集成,可实现即时制氢发电,氢气即产即用。“1升液氢(需冷凝到零下253摄氏度)只有72克氢气,1升甲醇跟水反应可放出143克氢气,1升甲醇的产氢量是1升液氢的2倍。”澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学创新创业学院院长刘科说。“液体燃料输运成本低,也便于长期储存,这是液体能源的优势所在。”

      刘科表示、甲醇制氢路线,可以很好地将已有加油站等设施利用起来,这些基础设施不会被轻易放弃,人类已投资建设了液体燃料基础设施。由此可见,兼容性强,甲醇在线制氢系统在规模化方面有明显优势,有效避开一些商业化瓶颈,可利用现有基础设施。

      另外。刘科认为甲醇能源已迎来了很好的发展机遇。甲醇现阶段可以作为能源、燃料、化工等行业的标准化原料。可同时满足近期及中长期需求,在长期发展进程中,甲醇还将对可再生能源具有极高的兼容性,同一套甲醇储运基础设施。“液态形式有能量密度高、可大规模运输、易实现低成本跨海输送等优点。转化成液体,是其他可再生能源将来的一个发展方向。”

       减轻环境污染,甲醇已被船舶业所接受

       船舶行业是环境污染的“重灾区”。海事系统“十四五”规划明确提出、到2025年,营运船舶氮氧化物、硫氧化物排放与2020年相比分别下降7%、6%。为了满足行业日益严格的排放标准。我国一直致力于在船运行业推广可替代清洁燃料,并实现能源多元化。数据显示在当前应用场景下。甲醇清洁能源动力船舶相比于纯柴油动力船艇经济性提升10%以上,一氧化碳减少96%、THC碳氢化物减少99%、烟度减少54%,具备良好的经济性和环保性。

     不可否认的是、但作为清洁燃料,甲醇以其清洁、环保、可获取性强等诸多优势,已充分显示出成为未来船用燃料的潜力,虽然甲醇供给船舶使用时在加注、储存、供应等方面还存在一些短板。

 

03未雨绸缪

合理布局共探广阔前景

 

     虽从技术创新、商业化发展等方面看、甲醇燃料行业的前景良好,但要实现整体产业链合理布局、高质量发展,仍需多方共同努力,探索未来出路,化解当前问题。

     原机械工业部部长何光远在第九届全球能源安全智库论坛上曾呼吁:“实现碳达峰、碳中和的战略目标、发展甲醇经济是重要的能源取向。将甲醇燃料作为新兴能源纳入国家能源体系、出台带有普遍指导意义的政策性推广应用文件,在国务院层面统筹协调各有关职能部门。一是明确甲醇燃料推广应用全流程涉及的管理部门职责,以政策支持为抓手,加大力度,明确职责,开启甲醇燃料市场准入和科学、安全使用,引导市场机制。二是鼓励坚持创新科技研究,指明方向、提出要求、规范行为、监督管理。三是统筹规范指导,调动社会资源,组建行业协会,加大力度推进我国甲醇燃料应用,发挥行业积极性。以此夯实我国甲醇经济产业基础,为世界各国提供碳中和清洁能源应用的‘中国方案’,保持甲醇燃料应用技术国际领先的地位。”

      甲醇燃料涉及国家能源管理、甲醇生产和储备供应、交通运输许可、车船装备制造、生态环境保护、科学技术支持、市场准入监督管理、应急管理等多部门。需要国家层面统筹协调管理和监督。将甲醇作为燃料推广应用。替代石油以降低对外依存度,最终实现能源低碳转型的发展目标,实现环境友好,依旧是明智之举。

 

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