近期,中国电动汽车百人会主办的“低碳交通与甲醇商用车推广应用”高端研讨会(下简称甲醇汽车研讨会)在天津闭幕。
研讨会现场
与会代表认为,对于商用车新能源化来说,甲醇汽车或是一个较好选择。
我国的甲醇汽车发展历史很长,已有40多年。自“六五”以来,我国就在不同程度上试图将甲醇与汽车绑在一起,并进行相关研发、试点城市的示范应用。但是,目前市面上的甲醇汽车保有量大约3万多辆,数量不多,而且主要以商用车为主,以吉利远程品牌为主,这远远落后于电动汽车的发展。
如果把时光回到2013年左右,那时的甲醇汽车还是有机会与电动汽车“掰一掰手腕”的。
2012年,甲醇汽车正式在陕西、山西和上海三地开展试点工作,甲醇的轿车、客车、商用车、微型车共281辆投入运行。两年后的2014年,工信部将贵州、甘肃纳入全国甲醇汽车试点城市,在山西、陕西和上海之后扩大为“四省一市”。
2013年,电动汽车在国内的销量也只有1.76万辆。但是,经过近10年的快速发展,到了2022年,我国纯电动汽车的销量增至535.31万辆,远远超过总保有量才3万多辆的甲醇汽车。
相较于电动汽车,甲醇汽车发展较为缓慢,但这不代表甲醇汽车路线的失败。甲醇在商用车领域的应用,依然可以有所作为。
中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟表示,商用车应该有它自己独特的新能源化转型路线设计、制度设计和政策设计。甲醇的产业链已比较成熟,没有太多产业链和供应链的障碍,为研究推广问题提供了产业的支撑。如果用更先进的技术、更绿色的能源来实现甲醇技术的引领性,将是商用车领域的一个巨大的贡献。
本文围绕甲醇汽车的发展情况,试图回答以下几个方面的问题?
1、甲醇汽车有哪些优点,使不少业内人士热衷于它?
2、甲醇汽车是因为哪些缺点和瓶颈,导致其在与电动汽车的竞争中“败下阵来”?
3、甲醇汽车还有哪些新的发展思路?
一、减碳
甲醇的学名为羟基甲烷,俗称“木精”,一个甲醇分子只有一个碳原子,汽油有6-12个,柴油10-22个,因此被称作“清洁的煤”,“廉价的油”、“移动的电”、“液体的氢”。
早在十多年前,诺贝尔化学奖得主、有机化学家乔治·奥拉曾在《跨越油气时代——甲醇经济》中,提出一个解决能源危机的新场景——在油气之后,甲醇将成为人类未来的重要燃料之一。
甲醇作为车用燃料使用由来已久。20世纪70年代全球石油危机期间,以美国、日本、德国、瑞典为代表的汽车工业强国积极寻找替代燃料,开始推广甲醇汽车。但在20世纪90年代,由于石油价格回落等因素,甲醇汽车在国际上逐步被遗忘。
我国基本同国外同步开展替代燃料的研究,相继攻关了M15、M85、M100甲醇燃料的技术,并投入了运营实验,并在2012年开展甲醇汽车的试点工作,2019年在部分地区开展甲醇汽车的推广应用。
目前,随着俄乌战争引发能源问题、各国碳达峰碳中和目标的提出及甲醇技术的不断成熟,减碳效益高的甲醇汽车再一次进入大家视野。
于我国来说,商用车消耗大量石油,污染物排放严重,特别是碳排放占到交通碳排放总量的44%,但商用车新能源化程度较低,2022年新能源商用车市场渗透率超过10%,新能源重卡渗透率超过3%,远低于中国汽车整体32%的新能源渗透率。因此,商用车急需加快新能源化,找到清洁且可靠的能源来代替,甲醇商用车就是一个较好的选项。
据贵阳市机动车尾气监控中心的数据,甲醇汽车较汽油车的碳氢化合物、一氧化碳、一氧化氮排放量分别降低80%、59%和95%。在甲醇汽车研讨会上,有与会专家表示:“如果全国一半的货运卡车能够用甲醇代替汽柴油,不但可以大大降低环境污染,而且每年可以减少石油进口1.25亿吨,减碳2.15亿吨。”
甲醇汽车的经济性较为突出。
近期,吉利远程星瀚H醇氢电动重卡在中国东北地区进行了距离总计1341公里的冬季实车测试,全车满载全重49吨,并成功实现了百公里醇耗71.1L的目标。按照现如今的甲醇价格来看,百公里成本仅为142.2元,如果和现今的油价相比,百公里差值可达100元以上。
在甲醇汽车研讨会上,吉利远程方面也表示,在云南对醇氢重卡的试验中发现,每公里节省的费用大概就是1块钱。“如果每年运行10万公里或者12万公里,三年的话就可以省出一台车。”
而来自一线的甲醇汽车用户代表,也介绍了实际运营中的情况:“甲醇车挺省的,单边30公里,来回60公里,每趟节省26—27块钱。” 而且,他还表示,甲醇汽车“稳定性也好,没有出现大的故障。”
另外,相较于汽油、柴油,甲醇还是稳定可控的能源。我国能源结构呈现出我国“富煤、少气、贫油”的特点,2022年我国原油对外依存度仍然超过70%,但在甲醇这方面具有优势。
我国是全球最大甲醇生产国和使用国。据中国氮肥工业协会发布的数据,我国甲醇产能占比全球的60%。2022年,中国甲醇产能10041万吨,甲醇产量8022万吨,进口量1219.2万吨。甲醇的产能、产量、销量、进口量,均世界排名第一。
因此,在我国推广甲醇汽车,尤其是甲醇商用车,可大幅度摆脱对石油等能源的依赖,确保能源安全。
蒙代尔理论在能源革命方面存在“不可能三角”,即能源的清洁、稳定供应和低廉的价格,三者不可能同时兼顾。而绿色甲醇燃料具有多项优势,譬如甲醇环保,燃烧高效,可实现减碳。另外,甲醇安全,储运便捷,稳定可控,且经济性强。因此,我国推广甲醇汽车,尤其是甲醇商用车产业,具有破解能源“不可能三角”的可能。
而且,相较于其他国家,我国甲醇汽车的技术更为成熟,可谓引领全球,具备大规模推广甲醇汽车的技术基础。
优点如此明显的甲醇汽车,为何依然处于“叫好不叫座”的尴尬境地?
甲醇汽车发展不顺,本身有甲醇自身方面的原因。
譬如,甲醇的燃料热值太低,燃耗高,如果单独使用甲醇作为汽车的燃料,则需要超大油箱。同样加满一箱油,加甲醇燃料跑的里程数是加汽油跑的里程数的一半左右。也因此,甲醇更适合商用车。
作为汽车燃料,甲醇还存在有腐蚀、溶胀、冷启动,以及发动机耐久性的问题。远程新能源商用车集团重卡产品工程院副院长苏茂辉在甲醇汽车研讨会上表示,这方面挑战比较大,但吉利远程经过19年的开发,投资了大量的资金,围绕该挑战进行研究。目前,与会代表表示,甲醇存在的腐蚀、溶胀等问题基本得到解决,没有发生过较大的安全故障问题。
目前的甲醇仍以煤、天然气制为主,使用化石甲醇的甲醇汽车减碳效果并不明显,而绿色甲醇的生产,成本依然较高,在甲醇汽车的使用上缺乏经济性。
在推广甲醇汽车的过程中,也面临较大瓶颈。据贵阳市工信局一级调研员肖鲁等代表在研讨会上的发言,甲醇加注站等配套基础设施不完善,使得甲醇汽车尚是一个区域性车辆,里程忧虑不同程度存在;车用甲醇燃料到现在没有标准,这对甲醇车的推广也是一个比较大的障碍。另外,甲醇汽车目前尚未被列为新能源汽车行列,获得的支持也较少。
甲醇加注站 图源:平凉日报
对于甲醇汽车的未来,也有业内人士产生担忧:若大规模推广甲醇汽车,或导致甲醇单价提高,其经济性的优点将受到挑战。
目前我国的甲醇汽车的推广只限于山西、陕西、贵州、甘肃等煤炭资源条件较好的区域,这是因为甲醇产能分布与我国煤炭的地域分布有着较强的关联性。
实际上,不仅我国,美国在推广甲醇汽车方面,也处于停顿状态。美国1997年M85甲醇汽车超2.1万辆,达到保有量峰值,后期未能继续大规模推广。主要原因包括:加注点有限、能量密度低导致续航受限、乙醇代替甲醇成为汽油含氧化物的添加剂、石油价格稳定导致汽油相较甲醇经济性更佳等。
甲醇汽车研讨会的代表表示,我国甲醇汽车的技术成熟,已有成熟应用,且处于世界领先地位。尤其是吉利远程,已有很深布局,经过19年发展,已经带动整个零部件体系的完善和行业的发展。潍柴、陕汽、一汽等企业也加入到甲醇汽车行业来。整体来说,甲醇汽车行业已经发展起来了。
面对甲醇汽车推广的问题,与会代表均呼吁尽快推动甲醇加注站的建设,并建议针对甲醇汽车推广开展政策研究,提供相关支持。
对于甲醇在商用车领域的应用,中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟表示,商用车应该有它自己独特的新能源化转型路线设计、制度设计和政策设计。甲醇的产业链已比较成熟,没有太多产业链和供应链的障碍,为研究推广问题提供了产业的支撑。如果用更先进的技术、更绿色的能源来实现甲醇技术的引领性,将是商用车领域的一个巨大的贡献。
另外,关于甲醇汽车的未来,澳大利亚技术科学与工程院外籍院士、南方科技大学创新创业学院院长刘科提出了一个中国汽车的发展方向,即绿色甲醇和电的混合动力。
“如果在车上装50升的绿色甲醇,靠甲醇发电,再装一个小型的发电机,边开车边充电,这样电池就可以做小一些,减低电动车的成本,也没有里程焦虑了。把现在的加油站改成绿色甲醇站,也很容易,几万块钱就可以改。” 刘科认为,这种做法比纯电动汽车路线更科学。
刘科
刘科还表示,未来,随着氢燃料电池汽车的技术进步,可以在车上用甲醇和水反应制氢,氢推动燃料电池,继而促进氢能汽车的发展,这是一条更好的汽车技术发展方向。
这是因为甲醇在线制氢的氢燃料电池效率更高。相比传统氢燃料电池汽车,甲醇在线制氢的氢燃料电池汽车,没有加湿器、中冷器、氢气循环泵、高压储氢罐及减压阀等部件,系统体积只有传统氢燃料电池系统的50%。
即使面对如今电动汽车蓬勃发展的情况,刘科也认为,甲醇在线制氢的氢燃料电池汽车比电动汽车的优点更多。譬如,在能量密度上,甲醇的能量密度也高于锂电池,意味着更长的续航里程。同等功率下,甲醇燃料的重量低于锂电池,能载更多的货物,更适合商用车场景。
他还表示,相较于电动车面临的痛点较多,氢燃料电池汽车仅需要解决氢气的储存和运输难题即可,而甲醇在线制氢的氢燃料电池汽车技术路线,恰好能解决这些痛点。
具体来看,甲醇是最好的制氢材料,甲醇主要通过天然气制备而成,比煤制甲醇更便宜,而因为 “页岩气革命”,天然气储藏量较多,且价格便宜。另外,我国西部目前弃风、弃电现象严重,通过这些弃电,就可以把水和CO2转为甲醇。在运输方面,相较于天然气,液体的甲醇能通过陆地与管道运输,运输成本低。因此,刘科认为,甲醇在线制氢的氢燃料电池汽车,十分值得推广。
对于甲醇汽车,尤其是甲醇商用车的发展,中国电动汽车百人会一直十分关注。两年前,百人会就和几个头部商用车企业联合发起成立了百人会商用车中心,今年将加大投入,与有关企业、部门增加互动。
目前,百人会已积累了一系列关于甲醇等新能源商用车的报告、数据、前沿技术介绍、发展观点及方法论。若对此有需求,可查阅车百在线网站。
◆ 查阅网址:车百在线(online.chinaev100.com)
【全文参考】
[1]《一文揭秘全球首个十万吨级甲醇工厂,甲醇汽车商用化之路提速》,证券时报
[2]《甲醇汽车行业研究》,深企投研究
[3]《刘科:冷静透视电动车、氢能和我们的未来》,一财网
[4]《甲醇汽车,电动化大势下还会有一席之地吗?》,能链研究院
[5]《刘科院士:扛起能源转型大旗,电动车还有四大痛点》,聊一波王波明