山西省燃料甲醇与甲醇汽车应用实践及展望

能源利用与新能源开发国际论坛暨第四届中国能源战略高层论坛集@ c、_i5 簋， 山西省燃料甲醇与甲醇汽车应用实践及展望 山西省燃料甲醇与甲醇汽车领导组办公室主任⋯和晓驰 醇醚燃料，特别是煤基甲醇燃料，已经在我国山西等富煤省份系统运作了20多年。实践证明，它是最符合中国国情， 能够实行规模化有效替代的替代能源，必将发挥主力军作用。我的发言分四个部分： 一．山西省应用实践证明了甲醇燃料是车用替代燃料的主力军 1)、山西省是在国家主导下最早进入燃料甲醇与甲醇汽车研发领域的省份。主要应用实践内容是： (1)承担国家项目：上世纪的1983—1985年，国家科委、交通部和山西省安排的在475辆载货车上掺烧M15的甲 醇汽油示范项目；1996年国家科委安排，山西省、化工部、美国福特公司、麻省理工学院、清华大学、中科院合作的 中美“3E”软课题研究；1998年原国家经贸委安排的“甲醇汽车示范工程项目”(中巴车)；2003--2005年国家科技部 清洁汽车行动计划领导小组安排的。甲醇燃料汽车示范工程项目”和“M85点燃式甲醇燃料轻型汽车的研究开发项目”； 2006年国家“863”计划安排的两个项目，其中，山西省长治市第一汽车运输有限公司承担了“山西省M100甲醇燃料 汽车运行考核与应用技术研究”项目，山西佳新能源化工实业有限公司承担了。山西省出租车甲醇应用技术研究”项 目。 (2)我省安排组织相关的企业、院校、研制开发了一些应用技术项目。包括甲醇发动机、甲醇汽车燃烧装置、甲 醇尾气排放净化装置、甲醇柴油混烧装置、现有汽油车改为甲醇车技术以及低比例掺烧技术、添加剂配制技术、输配 系统的建设等，都处于国内领先水平。 2)、通过承担国家项目及长时间的对甲醇作为车用燃料的研究和实践，充分说明了甲醇作为车用燃料是可行的。 (1)环保性 由于甲醇属于含氧燃料，燃烧充分。其芳烃、烯烃含量较低，所以常规排放优于汽油，非常规排放经过处理可达 汽油机水平。我省长时间的实践数据为，M100甲醇燃料CO，HC，NOx排放分别为汽油的1／5，1／10，1／10，甲 醛排放经过我省开发出的净化器的氧化处理，可达到国⋯水平；M15甲醇汽油CO，HC化合物排放均为汽油的7／10。 国家替代能源领导小组环境卫生组认为：在使用过程中。甲醇相比汽油更加安全，不会造成对水体和土壤的严重 污染和累积污染，但生产过程中排放的温室气体要给予足够重视。 美国使用甲醇燃料的结论为：使用甲醇燃料和使用汽油相比，排放除甲醛外部比汽油好，大幅度减少颗粒物排放。 甲醇大气反应性仅为汽油的一半，甲醇对环境的污染比汽油小，甲醇泄露地面后，7天就可降解，汽柴油泄露地面，20 多天才可降解。 (2)安全性 从实践情况看，我省对长期从事接触甲醇的工作人员跟踪监测和定期体检，无一例因接触甲醇而得职业病。如， 在我省承担的“+五”科技攻关项目——“甲醇燃料(M100)汽车示范工程”实施期间，对各种涉醇人员共184人进 行体检，均未发现一例相关职业病和身体异常情况。 国家替代能源领导小组环境卫生组认为：在国家攻关项目中，北医三院眼科和内科，曾对项目中接触甲醇燃料人 员进行了长达3年跟踪检测和内科检查，并与正常不接触甲醇人员对照组进行了对比，没有发现甲醇燃料对正常人体 的健康发生影响。 美国能源部通过研究得出结论：包括毒性、引烧、引火等在内的燃料相对危险度。汽油为41．柴油为34，甲醇 为28。相对汽油而言甲醇是比较安全的，且对环境更为有益，而以百分制打分评定LD50(半数致死量)，汽油为100， 乙醇为50，甲醇仅为30。 (3)经济性 甲醇作为车用替代燃料与其他代用燃料相比，由于资源丰富，技术成熟，替代成本低廉，可以大规模替代，其经济性 优于其它车用替代燃料。主要体现在以下几个方面： ——生产经济性方面，甲醇燃料生产资源丰富，可分别采用高硫劣质煤制甲醇，我国煤炭资源探明保有储量约为 10000亿吨，其中，放弃开采的高硫劣质煤占有40—50％，如利用制甲醇可生产3000亿吨，一般大型化(60万吨／年以 上)高硫煤制甲醇成本约800—850元／吨。焦炉煤气制甲醇，我国每年的焦炉煤气产量约800亿M3，如全部利用制 甲醇。可生产4000万吨甲醇／年，大型化(60万吨／年以上)焦炉煤气制甲醇成本约600-800元／吨以内。煤层气制 能 源 利 用 与 生 态 平 衡 能 源 利 用 与 生 态 亚 衡 甲醇，我国的煤层气储量相当丰富，有30—35万亿M3，而1000M3可以产1吨甲醇，全部利用制甲醇可生产300亿吨 左右，生产成本约1000元／吨以内。由于生产途径多，且工艺路线基本成熟，甲醇生产成本可控制在1000元／吨左右； ——使用经济性方面(全甲醇车)，由于醇油替代比为1．65：1，目前从汽油甲醇零售价看(零售价汽油6670元／ 吨，甲醇年平均2850元／吨，)。经济性是非常明显的； ——基建经济性方面，在现有的常规汽、柴油加油站改造一套汽油加注设备为甲醇加注设备费用不到4万元，而 新增设一套甲醇输配装置(包括土建)费用不到20万元； ——解决了柴油的替代问题。我国车用燃料中，柴油消耗是汽油消耗的一倍，从全社会看，柴油消耗是汽油的五 倍。可以说，我们国家最缺的车用燃料是柴油。目前，通过不断的攻关，M20-M30甲醇柴油掺烧技术已经成熟，柴油 机特别是大马力柴油机燃用M100甲醇燃料技术也已成熟，大规模的推广应用将有利于解决我国柴油短缺的问题。 3)、我省推广甲醇燃料工作已从。试验示范阶段”进^到“产业化推广阶段”。 (1)截止2007年底，山西全省累计销售甲醇汽油50余万吨，消耗甲醇13余万吨，建甲醇加注站770余座，其中高 比例甲醇加注站17个，参与掺烧的车辆3000万辆次，参与示范的中巴车共260辆，最长行驶里程36万公里。旧车改 为烧甲醇车累计2000辆。 (2)通过我省的实践，基本上解决了社会关注的一些问题。现在甲醇燃料已获得国家有关部委的肯定支持，与二 甲醚共同作为今后20一30年过渡性车用替代燃料。在车用替代燃料市场领域将三分天下有其一。对于我国实施能源 多元化和能源替代战略，具有积极意义。 二．山西省应用实践取得了丰硕的成果，发挥主力军作用的关键技术问题已解决 1、开发出甲醇燃料发动机。山西偷次新天地发动机制造公司开发的HL495JIQ电喷甲醇发动机，装配在国家经贸 委项目示范工程车辆上运营。2002年，汽车、内燃机行业有关专家组成的鉴定组对示范工程车辆的HL495JIO电喷甲 醇发动机运行状况进行鉴定．认为：电喷甲醇发动机运行平稳，故障率低，使用可靠。运营成本低，能满足车辆运营 的各项性能要求。此外，偷次新天地发动机制造公司与中国第一汽车集团合作的CA6GH—M甲醇发动机，配套在太 原、晋中、长治等地科技部项目示范车辆上，跟踪检测证明：电喷M100甲醇汽车动力性与同类型汽油机相比功率增 大10KW，爬坡动力增加，加速性能提高。发动机没有因为甲醇燃料方面出现较大的机械故障。 山西净土实业公司通过对关键技术的攻关，现在已经开发出排放达欧⋯的JT468QMl00全甲醇高压缩比(12)升 功率达62千瓦电喷发动机．替代比为1．3：1．其叠加式直流点火系统，属国家发明专利。为低转速．大扭矩，高压比甲醇 机解决了关键问题。给稀燃发动机，减少甲醇发动机的替代比创造了条件，受到业界重视与好评。 ，2、开发灵活燃料(FFV)甲醇汽车。1996年6月，大同汽车集团有限责任公司与美国福特汽车公司、中国科学 院工程热物理所合作，试制出被誉为。中国一号”的灵活燃料(FFV)甲醇中巴车，该车采用美国福特汽车公司电喷 发动机技术。 3、开发出甲醇机尾气净化装置。山西净土实业有限公司开发出适应不同车型的多种甲醇催化装置，经对使用M100 甲醇发动机的中巴公交车进行排放试验，安装催化器后的甲醛浓度为2．99mg／m3，低于安装前的88．22mg／m3，转化 率达96．6％。甲醇催化器的开发成功，可以有效降低甲醇燃料非常规排放中的甲醛浓度。 4、研发出甲醇柴油。甲醇柴油有很高的技术含量，经多年努力山西华阳能源公司研发生产的M15-M30甲醇柴油 有比较好的抗水性，闪点达40℃以上，经与车用柴油台架对比试验经济性、动力性相当，但常规排放CO、PM明显好于 柴油。由于有成本优势，在车用、船用、燃料(锅炉、炉灶)用、农用方面已表现出良好的替代优势，2008年规模生产能 力20万吨以上。 5、推广了甲醇汽油。山西华顿实业公司通过对车用甲醇汽油试用中存在问题的分析及研究实验，配置成添加剂， 并按不同比例和严格调配技术解决了遇水分层和低温乳化问题，解决了低温启动困难和高温气阻的问题，已成功推广到 省内外市场。山西东方深蓝醇醚燃料有限公司在甲醇柴油的应用方面取得了新的突破。 6、成功开展了在用汽车甲醇化改造。山西佳新能源化工实业有限公司自主研发出在原汽油车基础上改造为MO一 100灵活燃料轿车技术，改造后车辆技术性、可靠性皆同于原汽油车，经济性、环保性优于原汽油车。现已改造在用 出租车500余台。 山西博世通汽车新技术开发有限公司研发出具有自主知识产权的“醇／汽自由燃料电子控制器”，安装于汽车上 堂望型里兰塑堂翌!垄里堕望堡竺墨竺垦!里堡翌竺竺苎垦堡墨兰圣墨鱼照： 后，各项性能指标良好。现已改造轿车(含出租车)800余台。 7、顺利开展系列标准制定工作。2002年我省在国内已最早编制出台了《车用燃料甲醇》、《M5一M15车用甲醇 汽油》两个地方标准以及调配站、加注站建设标准和相应的操作规则。2007年12月24日，省质量技术监督局对甲醇 燃料产品四个地方标准(《车用甲醇汽油组分油》、《变性燃料甲醇》、(《M15车用甲醇汽油》、((M85、M100车用甲酵燃 料》)进行了评审鉴定，正式颁布实施。2008年，标准的侧重点在车用、农用、锅炉、炉灶用甲醇柴油标准，在用车甲醇 化改造通用技术条件，输配系统的补充和，非常规排放等共17—20个标准。 8、甲醇轿车研发取得成果。目前，国内一些大汽车公司已经研发出甲醇轿车，其中，奇瑞汽车有限公司已研发 1．6L排量的经济型甲醇灵活燃料轿车。2007年6月11日在太原召开了奇瑞甲醇汽车专家评介会，以中国工程院院士倪 维斗为组长的专家组意见为：奇瑞甲醇汽车的动力性．排放性．经济性方面优于汽油车，排放达到国⋯标准，其开发是基 本成功的，目前在山西太原进行两次试验运行基础上准备投放出租车市场；上海华普汽车公司也已研发出M100甲醇轿 车，准备投放山西市场。 9、大马力甲醇发动机(在柴油机基础上改造完全使用甲醇燃料)研发IlgWU进行。山西省已与一汽解放公司达成 ，尽快合资组建山西一汽靖烨发动机制造公司，研发生产高比例大马力甲醇机，其功率为90—280马力，主要车型为 客车：6—12米，货车4—30吨。一汽解放公司相应开发匹配的甲醇载货车，今年可投放市场。另外，山西柴油机厂、中国 北方发动机研究所与美国合作开发大马力甲醇发动机(在现有大马力柴油机基础上开发)进入前期工作。 三．各级政府部门应该坚持科学发展观，发挥扶持与引导作用 1)、国家积极支持 (1)今年1月11日，胡锦涛总书记在安徽奇瑞汽车有限公司考察，观看并听取了该公司开发甲醇汽车的汇报。作 出了重要指示，主要精神是：甲醇汽车符合国家能源大方向，你们开发甲醇车走在前面，要认真抓好，不断提高。 (2)国家成立替代能源研究工作领导小组。2006年国家加大支持力度，国家发改委会同科技部、卫生部、环保总 局、农业部、林业部、国家能源办、国家标准委、清华大学成立了替代能源研究工作领导小组，全面组织协调替代能 源研究工作，同时成立近百名相关行业专家顾问组、工作小组和五个专题小组，并且于同年五个专题小组对山西、陕 西、河南等省份进行了考察并写出了替代能源研究报告，报告中结论认为：含量低于15％和高于85％的甲醇汽油是 今后可行的发展方向，随着国家关于甲醇燃料标准和规范相继出台，甲醇燃料储运、使用等环节的社会化服务体系建 立起来，随着相关发动机和汽车技术的不断开发完善，几年后，甲醇燃料有可能在市场上得到比较广泛的销售和使用。 (3)国务院召开专题会议研究发展替代能源有关问题。2006年11月。国务院副总理曾培炎主持召开了工作会议， 贯彻落实胡锦涛总书记、温家宝总理重要批示精神，研究发展替代能源有关问题并发出国务院会议纪要。会议认为， 发展替代能源是保障国家能源安全的一项重大战略举措，党中央、国务院对此高度重视。会议强调，发展替代能源要 按照以新能源替代传统能源，以优势能源替代稀缺能源，以可再生能源替代化石能源的思路，逐步提高替代能源在能 源结构中的比重。要把市场机制与宏观调控有机结合起来，着力自主创新，完善体制机制，加大对替代能源发展的支 持力度，重点发展车用燃料和替代石油产品，搞好煤炭液化，煤制醇醚、烯烃和煤基多联产技术的试验示范和开发应 用。 (4)2007年6月7日，温家宝总理主持国务院常务会议明确指出：粮食制乙醇和煤制油项目要停止。有关权威人士 指出，替代能源的重点是煤炭深加工、可再生能源、煤制醇醚烯烃等。 (5)17大期间，中央主要领导与有关专家谈话中指出“当前由于石油紧缺，煤化工及替代能源发展比任何时候部重 要”。 (6)2006年12月份国家发展和改革委员会主任马凯在五国能源部长会议中谈到未来一个时期中国的能源政策中指 出：我国煤炭资源丰富，要坚持以煤为基础，多元发展．鼓励发展风能、太阳能、生物质能等o-_I再生能源，煤基醇醚 燃料以及煤炭液化等替代能源发展前景广阔。 (7)国家发改委拟出台《关于发展替代能源的指导意见》和《我国醇醚燃料及醇醚清洁汽车发展专题报告》。国家 发改委根据国务院《研究贯彻落实胡锦涛总书记温家宝总理重要批示精神发展替代能源有关问题的会议纪要》要求， 准备出台《关于发展替代能源的指导意见》，征求意见稿中指出：替代能源的发展目标是争取到2020年，新能源和可 再生能源占我国一次能源消费总量的20％以上，石油对外依存度控制在55％左右。并给出了保障和配套政策，包 能 源 利 用 与 生 态 亚 衡 一；②能源利用与新能源开发国际论坛暨第四届中国能源战略高层论坛论文集 能 源 利 用 与 生 态 亚 衡 32 括科学制定中长期规划，完善法规和标准体系，指定相关政策，培育和规范市场，建立工作协调机制成立替代能源工 作领导小组集中领导替代能源工作等内容，这将对包括煤基醇醚燃料在内的替代能源的发展是个极大的推进。同时在 国发委工业司最近征求意见的《我国醇醚燃料及醇醚清洁汽车发展专题报告》中指出：将煤基甲醇和二甲醚作为今后20 —30年过渡性车用替代燃料，因时．因地制宜推广使用车用醇醚燃料，是基本可行的，对于我国实施能源多元化和能源替 代战略，具有积极的意义．建议完善标准和规范，提高大型燃料和汽车生产企业参与度，加快甲醇和二甲醚燃料的研发和 推广。 (8)国家标准化委员会准备2008年6月前出台部分标准支持甲醇产业的发展，拟出台的三个标准为：M85、M70高 比例甲醇汽油，M15低比例甲醇汽油，车用变性甲醇燃料。 2)．山西省示范引路，率先发展 2001年6月，省政府69次常务会议做出加速发展的决议。成立了以省长为组长、工业副省长为副组长、相关职能 厅局参加的山西省燃料甲醇与甲醇汽车领导组及办公室，全省各市相应成立了以分管市长为组长、相关职能部门参加 的领导组及办公室；2002年12月，省计委、经贸委、科技厅、醇汽办等16个单位联合下发了“关于加快我省燃料甲 醇和甲醇汽车产业化示范推广的若干措施”，措施中，对规范推广行为、加大宣传力度、相关税费减免等方面给予了明 确；2004年6月，省政府办公厅下达通知决定从2004年下半年开始把甲醇汽油试点推广工作扩大到全省”个市；2005 年7月，省政府办公厅下发了“关于全省全甲醇(M100)汽车推广及部分城市甲醇汽油(M15)封闭运作的通知”；2004 年8月，省交通厅下发了“关于支持我省车用甲醇汽油产业化试点工作的通知”，通知中。对审核认定的高比例甲醇车 (M85一M100)免征养路费、客运附加费，并且优惠政策延续到2010年。 2007年5月30日，山西省人民政府(2007)103次常务会议又决定，进一步加大对这一工作的支持推进力度，要求对 甲醇燃料及汽车推广工作这一新生事物要予积极支持。省财政安排300万元用于支持完善燃料甲醇的检验检测手段。省 物价局要抓紧研究制定甲醇燃料地方指导价格，为甲醇燃料推广应用创造条件。省财政对用甲醇燃料需改装汽车给予适 当财政补贴(轿车．出租车补2000元／台，公交车补10000元／台)。2008年将出台稳定甲醇价格为主的甲醇燃料财政补 贴办法，省人民政府在适当时机尽快出台全面鼓励推进的政策文件。 3)、 其他各级政府要抓住机遇，有所作为 国家在2006年做出的把甲醇燃料作为主要替代石油的结论是我省多年实践的结果，改变了一些专家的看法，影响 了国家的决策，起到了关键作用。据不完全统计，目前全国已有18个省、市自治区开展了燃料甲醇与甲醇汽车的研发 推广工作，正在形成燃料和汽车互动，区域联片的形势。建议其他省市、国家有关部委抓住机遇尽快出台相应扶持政 策文件，弓I导这项利国利民的事业健康发展。 四、对我国今后发展的建议 1、从战略上，我国应立即启动中国甲醇经济可行性研究，美国已有很好的研究报告，我认为我国经济应走甲醇经济 的发展路线； 2、加快完善醇醚燃料与醇醚清洁汽车的系列标准体系； 3、实行科学管理。由于车用替代燃料量大面广，要象管理成品油一样，在品质、价格、市场供应各方面进行科学 管理，使用户享用质优价廉方便的醇醚燃料服务．目前比较突出的一个问题是甲醇燃料价格不稳定．山西甲醇市场价格全 年是波动的，全年最低1900元／吨，最高3800元／吨，每年9月至次年2月价格平均在3500元／吨以上，3月至8月平均 2200元／吨左右，年平均价格2850元／吨左右。其直接后果是汽车用户无所适从．止步观望，极大影响醇醚事业健康发 展。建议国家有关部门研究这个问题，实行政府指导价，进行财政补贴，制定稳定甲醇燃料市场价格的政策； 4、制定政策鼓励引导大的汽车生产企业制造使用醇醚燃料的汽车，以解决醇醚汽车目前数量少品质低的问题。 (本文作者系全国醇醚燃料及清洁汽车专业委员会副会长，山西省燃料甲醇与甲醇汽车领导组办公室主任) 联系电话：0351—4183204 电子信箱：ddzz813@hotmail．com