液态阳光经济 --甲醇燃料
发布时间:2020-02-21
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甲醇这一化工产品的发展历史已经多年了。人类认识它也有几百年了。最初,甲醇主要作为煤化工产品被人们认识,但真正重视甲醇化工产品,还是在上世纪70年代第一次世界石油危机之后。


那次石油危机让人类认识到,石油不光不是取之不尽用之不竭的,而且与国际政治密切相关。有句名言 “谁控制石油,谁就控制世界经济”。那次石油危机之后,全球掀起了替代燃料发展热。后来随着国际形势缓和,石油价格回落,甲醇作为石油替代燃料的热潮也随之减退。

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我国的能源结构是“缺油少气,相对富煤”,而且我国是全球最大的甲醇生产国和消费国,产能和产量占全球一半以上。中国的煤炭资源丰富,但有相当一部分劣质煤炭,既不能发电,也不能作为燃料直接燃烧,但却能用来生产甲醇,还可以获得硫磺、硫酸等副产品。生产甲醇过程中的高浓度二氧化碳可以收集再生甲醇,实现资源综合利用。

使用甲醇做燃料,一是可以大幅减少石油和天然气的对外依存度,节省大量购买石油的经费;二是实现煤炭产业资源综合利用,激活煤化工产业技术进步,实现煤炭产业链发展和就业;三是创建一个新兴的甲醇燃料制备、储备、输配送、应用新兴的万亿产业。


中国甲醇汽车的技术和应用,已被全球汽车和能源领域所认可,其技术和推广应用保障体系,已经走在世界前沿。

甲醇作为汽车燃料



2019年10月举行的“甲醇汽车及燃料输配送加注装备展览会”,有“甲醇部长”之称的何光远指出,中国发展甲醇汽车和甲醇燃料应用的时机已经成熟。经过近60年来的努力,我国对甲醇汽车的发展和甲醇燃料的应用,已经出台了部分相关技术标准。此外,我国在甲醇生产技术和装备以及应用技术等方面,均具有完全的核心自主知识产权。

水氢产业联盟早在2002年就开始研究甲醇制氢应用,成功攻克了移动制氢的难题,实现了制氢和发电合二为一,为氢能的广泛应用打开了大门,成为目前国内生产小型可移动水氢机的高新技术企业。
 
水氢机是采用汽化催化重整及纯化多项技术从甲醇水中获得高纯氢,通过燃料电池系统产生电、热等多种能源的系统装置。以甲醇与水为原料进行气化催化重整提纯生成高纯度氢气,氢气再参与低温质子交换膜燃料电池反应生成电。它利用制氢上的优势与当前最高效的氢燃料电池进行高度集成,实现了氢燃料电池的最长寿命化、最高效化、最清洁化。把水氢机运用到汽车上的水氢汽车避开了传统用氢过程中的储运及加氢过程,解决了氢能应用的安全问题、成本问题及基础设施的建设问题。 

甲醇燃料与安全



甲醇在自然界天然存在,在发酵生产酒类过程中会同时生成微量甲醇,国家标准也对酒类中的甲醇含量做出限定。在毒理学数据中,甲醇与乙醇的LD50数值大小互相交叉,处于同一水平。在国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》(GBZ230-2010)中,根据分级和评价依据计算所得甲醇的毒物危害指数THI为20,而汽油的毒物危害指数为28,即:在职业性接触标准下,甲醇的毒性低于汽油。

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甲醇汽车及甲醇燃料供应系统的使用运行安全方面,已具有成熟可靠的装备和工艺措施。工信部组织甲醇汽车试点工作五年以来,组织相关人员2500人次体检,检测相关加注站点、维修工厂等环境空气中甲醇含量112次,均未出现影响涉醇人员人体健康的病例,涉醇场所空气中甲醇浓度也都低于我国职业接触标准限值。

甲醇的火灾(包括爆炸)发生风险也小于汽油。在相同的情况下,汽油更容易挥发,它产生的蒸汽压是甲醇的2~3倍;汽油蒸汽比空气重2~4倍,更容易贴近地表运动接触到周边火源,而甲醇蒸汽仅比空气略重,更容易扩散、稀释到起燃浓度以下;甲醇的热值低于汽油热值的一半,甲醇闪点12℃,汽油闪点-50℃,因而甲醇更难被点燃。即使被点燃后,造成的危害也比汽油小。

安全性好,是甲醇被美国印地赛车选作为燃料的主要原因。美国政府在推广甲醇汽车期间,也对甲醇燃料在安全方面的优越性做了详细介绍。

甲醇燃料与环境



甲醇发动机工况在精细标定后,甲醇汽车实际尾气的常规排放中,一氧化碳、碳氢污染物大幅下降,氮氧化物也有所降低,整体排放得到有效、平衡的控制,对改善大气污染有明显的贡献。

甲醇生产过程高温高压,装置全密闭,三废排放控制达标,固体废渣用于生产建材,原料煤中的硫化物成为硫磺、硫酸等副产品,得到综合利用,是我国煤炭资源清洁化利用的有效途径。

此外,甲醇作为船舶燃料目前进展迅速,如若发生事故导致大量甲醇泄露到水体中,甲醇对水体动物的影响也有专门研究。以鱼类为例,甲醇的半数致死量为15400mg/L,广泛作为船舶燃料的重油、柴油分别为79mg/L和65mg/L,大概是甲醇的194倍和237倍。而汽油的半数致死量达到8.2mg/L,达到甲醇的1878倍。也就是说,甲醇对水体动物(鱼类、甲壳类、软体动物等)的毒性远远小于汽柴油等其他船舶燃料。