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迎接“煤基清洁能源时代”的到来

    甲醇的腐蚀性问题

    20多年来国际上各大汽车公司所开发的技术和应用试验结果以及近年来山西省进行的醇燃料汽车运营试验，如桑塔纳甲醇汽车，单车最长行驶16万公里，山西的甲醇汽车单车行驶已突破30万公里，发动机性能良好，这些结果足够证明甲醇对金属材料腐蚀和橡胶部件的溶胀等技术问题能得到解决，而且今天的材料科学的发展水平对彻底解决这些问题已不是一个难事。

    目前山西省在防腐蚀和对机械磨损的控制做了四件事：（1）部分零部件改用耐醇材料（硅氟橡胶、不锈钢等）；（2）腐蚀频发的油泵选用进口产品；（3）提高燃料和润滑油的质量和专用性；（4）添加燃料腐蚀抑制剂（对成本影响不大）。

    目前，除常规汽油泵（国产）失效周期比汽油车短，更换较频外，未发现因腐蚀影响和机械磨损造成的发动机性能下降和工作不正常运行的情况。甲醇生产储运装置和输配系统也未发现明显腐蚀问题。

    环保问题

    甲醇汽油排放物不含致癌的苯和丁二烯，仅含甲醛，而汽油、柴油排放时才有苯，这是甲醇汽油比一般汽油、柴油优越的地方，而且在常规排放物中甲醇汽油要比同型汽油降低68%～90%。

    石油在各种燃料中常规排放量最高。国际能源机构IEA组织美国、加拿大、芬兰等八国，对不同燃料的汽车按同样工况法进行排放评估：石油类燃料排放最高（柴油排放NOx和PM最多）。燃气类燃料次之，醇醚（二甲醚与柴油相比）燃料较好，氢气（发动机中燃烧）最清洁。

    石油类致癌最高。国际能源机构和美国甲醇研究院对汽车燃料非常规排放物质的测定：汽油含致癌物苯和丁二烯。最近美国健康和公共事业部将甲醛列为一类致癌物。甲醇只排放甲醛，低于柴油，高于汽油。美国甲醇研究院认为：汽油机排放中的有机化合物的光氧化使汽油机的排放气生成二次甲醛，考虑初次和二次全部甲醛时，汽油汽车甲醛排放与甲醇汽车相当。美国甲醇研究院做了致癌度的比较试验，汽柴油都比甲醇高3～5倍。

    甲醇、汽油、柴油都排放甲醛，净化甲醛是共同的任务。甲醛可用氧化净化处理。山西净土公司试验，甲醛尾氧化处理后，甲醇排放的甲醛达到汽油机排放水平。经二元或三元催化净化装置处理后，甲醇汽车非常规排放甲醛至少可降低到常规汽车水平。

    经济问题

    有人提出甲醇作为燃料会因热值低而消耗大的问题不客观。虽然甲醇的热值只是汽油的45%，乙醇也只有60%左右，但作为车用燃料除关注燃料本身物性外，更要关注其在发动机中的燃烧特性。由于甲醇在发动机中燃烧时的空燃比为6∶4（乙醇为9.0，汽油为14.8），较汽油低得多，因而使其混合气热值很接近汽油。

    甲醇、乙醇和汽油的混合气热值比为1∶1.01∶1.05。由于醇燃料内含氧，使燃烧混合气热值较高，以此弥补了燃料本身热值低的弱点，这不仅提高了燃料的燃烧效率，还降低了尾气排放中NOx含量，这就是降低燃料替代比的重要原因。

    山西省在示范运营中，再次显现了煤基甲醇燃料在经济成本和市场竞争方面的比较优势。山西省实施甲醇燃料汽车示范工程之际，正是甲醇价格受市场过热的影响，严重扭曲持续高位运行的时候，每吨甲醇价格最高时达到2850元，长时间维持在2200～2300元左右（超出成本价格近一倍），且货源紧缺，但山西省的甲醇汽车示范运营既没有出现间息也没有因此而中断，在经济性方面经受了市场的冲击和价格的挑战。

    资源问题

    我国煤炭含量中高硫劣质煤占到了资源问题的40%～50%，这种劣质煤不可作为一次能源使用，但可采用煤的洁净利用技术，将其制成替代石油的二次能源——甲醇和二甲醚，另外还可用焦炉气、煤层气、钢厂三气、电石尾气、黄砱尾气做原料生产甲醇，这就是我们说的“煤基醇醚燃料”。

    由于醇醚燃料可大幅度提高煤炭的附加值，扩大我国煤炭的经济可采储量的范围，这也是推广醇醚燃料对增加我国能源量的贡献。利用高硫劣质煤，采用煤的气化技术制备醇醚燃料作为石油燃料的替代品，是构建我国能源多元化的主导途径之一。

    以石油为基础已很难支撑整个世界经济的可持续发展，因此我们应及早着手构建我国的“煤基甲醇能源化工体系”，以迎接“煤基清洁能源时代”的到来。

    甲醇燃料可采取在国家的统一管理下，逐步扩大发展，直到普遍应用的方式。在小试成功的地区，允许更大范围的试点。另外，在甲醇推广的问题上，大家共同承担责任，一旦出现问题，不要给某一个人过多的责难。(陈卫国)

来源：科学网

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