中國儲能網(wǎng)訊:應該說,世界各地的交通能源替代發(fā)展戰(zhàn)略更符合自身的資源條件、與自身經(jīng)濟發(fā)展結(jié)合得更為緊密。內(nèi)燃機目前在所有動力裝置中“比能量”仍然是最高的,但消耗的石油產(chǎn)品最多、節(jié)能減排的潛力也最大。中國考慮甲醇替代的基本出發(fā)點是其能很好統(tǒng)籌兼顧中國煤炭資源豐富與內(nèi)燃機需要提效節(jié)能的實情。
19世紀,煤和蒸汽機火車引發(fā)了歐洲工業(yè)革命,開創(chuàng)了人類工業(yè)經(jīng)濟和工業(yè)文明;20世紀石油和內(nèi)燃機汽車又促成了美國的經(jīng)濟騰飛,把人類帶入了基于石油經(jīng)濟體系的物質(zhì)繁榮。
火車和汽車究其實質(zhì),是人類在交通方面對能源利用技術、方式的創(chuàng)新和革命,在派生出鐵路和公路兩個平臺后進入大發(fā)展階段。由于對人類社會進步的影響巨大,以至于人們總結(jié)為:交通能源動力系統(tǒng)的變革一直處于技術革命和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的核心位置。
目前以汽車排放潔凈化、燃料消耗節(jié)約化、能源品種多元化為特征的各種汽車技術的出現(xiàn),能否預示著新的技術革命和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的到來呢?筆者看來,現(xiàn)在給出肯定或否定的回答為時尚早。
而繼“鐵路”和“公路”之后,現(xiàn)在又出現(xiàn)了“網(wǎng)路”(互聯(lián)網(wǎng)),這又是一個平臺,應該引起重視。網(wǎng)絡約車、智能導航、自動泊車、無人駕駛……已經(jīng)出現(xiàn),這又會給今后的汽車提供一個什么樣的發(fā)展空間?值得期待。
新能源汽車≠電動汽車
可以說,蒸汽機在鐵路上找到了發(fā)展空間,內(nèi)燃機在公路上取得了巨大成就。這之后,電動車由于使用特性的優(yōu)勢,在倉庫、工廠車間物流、高爾夫球場以及旅游觀光場所得到使用,只不過和前二者取得的發(fā)展成就相比差距太大。
事實上,電動汽車誕生于1834年(制造者是英國人羅伯特·安德森)。第一輛內(nèi)燃機汽車“奔馳一號”于1885年問世,其于1886年1月29日申請專利,這一天被視為世界汽車的誕生日。也就是說電動汽車要早于內(nèi)燃機汽車半個世紀,但到目前其發(fā)展成就遠不及內(nèi)燃機汽車。用市場的觀點看電動汽車是被邊緣化了,但并沒有消失。因此將電動汽車稱作“新能源汽車”我認為不妥。
第一,“電儲存技術”和“電驅(qū)動技術”并不是新近出現(xiàn)的;第二,“電”本身既不是“新能源”更不是一次能源;第三,電能在汽車上的應用還早于內(nèi)燃機。因此,不應將電動汽車稱為新能源汽車,更不能將新能源汽車等同于電動汽車,這種稱謂不但不準確,還形成了語言和概念上的獨占。語言上的獨占會影響人們的思維和判斷,而概念上的獨占則會束縛產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新?,F(xiàn)在各種新型汽車驅(qū)動技術還處在市場發(fā)展的初期,任何一種技術若在語詞和概念的使用上有排他性,就不利于創(chuàng)新工作的開展。
筆者認為,還是各歸其位比較好,純電動、混合動力、燃料電池、太陽能、天然氣、氫能、生物質(zhì)、甲醇、乙醇等,是什么就叫什么,要給各種新技術提供一個公平的語言環(huán)境。
依據(jù)自身條件推進交通能源替代
交通能源對環(huán)境的影響是不能回避的大問題。各國最初在發(fā)展汽車工業(yè)時對燃料(汽柴油)的選擇并無爭議,但到目前這種單一燃料的發(fā)展模式成為許多國家都面臨的“理順交通能源與環(huán)境污染防治關系”的極大挑戰(zhàn),因此各國都在研究替代能源以及新能源汽車。
以美國、歐洲、日本、巴西為例,可以發(fā)現(xiàn),各國都在致力于降低交通能源對石油的依賴,技術路線有所不同、具體做法有所差異。但是各國都把“節(jié)能”放在了首要位置,做為大方向。這是因為各國都面臨交通能源的選擇利用與環(huán)境改善的關系問題。側(cè)重點不同是因為各自的資源稟賦不同,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及能源品種的來源和比例不同。
應該說,世界各地的交通能源替代發(fā)展戰(zhàn)略更符合自身的資源條件,與自身經(jīng)濟發(fā)展結(jié)合得更為緊密。
美國發(fā)展乙醇是結(jié)合了解決該國的農(nóng)產(chǎn)品低價銷售問題;巴西發(fā)展乙醇解決了甘蔗的生產(chǎn)和消納問題。日本缺乏資源,因此把提高汽車燃油經(jīng)濟性作為了首選,同時日本還推進生物乙醇、生物甲醇的應用,推進電動汽車和燃料電池汽車的發(fā)展,重點放在了技術提高上;歐洲的汽車和燃料市場相對穩(wěn)定,所以選擇了對燃料增量需求不高的生物柴油路線。
此前我國也曾在東三省和河南、安徽及周邊推廣乙醇汽油,同時鼓勵發(fā)展生物柴油,積極推動天然氣汽車,近幾年又加大了力度推廣電動汽車,在改善環(huán)境和減輕交通能源對石油的過度依賴方面進行探索。
中國內(nèi)燃機節(jié)能減排潛力最大
在能源、交通、環(huán)境、經(jīng)濟四位一體的框架下,中國又該如何考慮替代能源的問題?
首先要回看一下中國的現(xiàn)實:2015年我國內(nèi)燃機保有量超過4.5億臺、消耗成品油2.8億噸。因此,在內(nèi)燃機燃料方面幾萬噸、幾十萬噸的替代量談不上貢獻率,對于解決實際問題的作用很小。內(nèi)燃機的總功率超過200億千瓦,是我國電網(wǎng)總?cè)萘浚?5.2億千瓦)的13倍以上。僅1.46億輛民用車的總功率就不低于90億千瓦,為電網(wǎng)總?cè)萘康?倍左右。
因此充電技術一旦進入大量發(fā)展通道,很快就會面臨電網(wǎng)容量的制約,對此必須有所認識。發(fā)展電動汽車還需要加大產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場潛力方面的研究力度。
內(nèi)燃機目前在所有動力裝置中“比能量”仍然是最高的,但消耗的石油產(chǎn)品最多、節(jié)能減排的潛力也最大。
從2015年成品油消耗量看,每提高1%的能效,就可以節(jié)約280萬噸的成品油,在節(jié)約的同時還降低了燃油消耗帶來的排放。筆者認為,這是效果顯著、代價低!所以一定要抓好內(nèi)燃機的技術進步?!案變?nèi)直噴技術”就使汽油機提高了10%-15%的能效。柴油機的高壓共軌供油技術、渦輪增壓技術等,帶來的內(nèi)燃機節(jié)能潛力還很大。因此對高效內(nèi)燃機技術的研發(fā)工作一定要有定力。節(jié)能是最大的減排。
甲醇替代是優(yōu)選之一
需要特別強調(diào),我們曾經(jīng)提出過的“節(jié)約優(yōu)先、立足國內(nèi)、煤為基礎、多元發(fā)展”的能源戰(zhàn)略,符合中國的實際。
煤炭是我國的主體能源,占我國能源消費總量的比重在66%-70%。煤炭的節(jié)能減排就是實現(xiàn)煤炭的高效、潔凈利用。推進我國能源生產(chǎn)和消費革命,就必須走煤炭清潔、高效、綜合利用之路。
國務院常務會議明確提出,京津冀、長三角、珠三角地區(qū),除“熱電聯(lián)產(chǎn)”外禁止新建燃煤發(fā)電等高耗能高污染項目。為什么鎖定在“熱電聯(lián)產(chǎn)”?因為“熱電聯(lián)產(chǎn)”有更高的能源利用率。傳統(tǒng)電廠——燃煤發(fā)電的能源利用率(超臨界、超超臨界)能夠達到40%—44%(超超臨界百萬千瓦的機組,是我國近年來的主力機組,熱效率也就是44%);熱電聯(lián)產(chǎn)——煤炭的能源利用率能夠達到70%;“能源利用效率高”這就是國務院常務會議明確提出上述發(fā)展方針的依據(jù)。
那么,比“熱電聯(lián)產(chǎn)”更高利用的技術是什么?煤、電、化“多聯(lián)產(chǎn)”技術(也稱作“能化共軌”——能源的電力、熱力和化工的甲醇,共軌生產(chǎn)),煤炭的能源利用效率可以達到85%,在發(fā)電、供熱的同時還產(chǎn)出甲醇。清華大學倪維斗院士對此有過專門論述。
甲醇是基礎化工原料,除可為內(nèi)燃機提供燃料外還可向下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸。所以發(fā)展甲醇汽車是與我國煤炭資源的清潔、高效、綜合利用緊密聯(lián)系的。
我們強調(diào)“統(tǒng)籌兼顧”,能源體系中的煤炭和動力系統(tǒng)中的內(nèi)燃機如何實現(xiàn)統(tǒng)籌兼顧?甲醇替代恰恰能很好地兼顧這個問題。這是我們考慮甲醇替代的基本出發(fā)點。有些分析文章對燃煤發(fā)電和煤制甲醇驅(qū)動汽車進行能效方面的比較,不能說這種“比較”不對,但只做這一種比較是不全面的,這只是傳統(tǒng)煤制甲醇的工藝方式。還應該再用“多聯(lián)產(chǎn)”方式生產(chǎn)的甲醇來測算,進行綜合能效方面的比較(因為這種甲醇是節(jié)約出來的)。也可以再與焦爐氣制甲醇做比較。這樣才有助于提高人們對煤炭“高效潔凈”利用的認識、對資源綜合利用的認識,也有利于推動煤炭產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
另外,生產(chǎn)甲醇的原料來源非常廣,除了煤和天然氣外,高硫煤、煤層氣、焦爐氣、生物質(zhì)、二氧化碳加氫等都可以生產(chǎn)甲醇,而且技術成熟。對這些物質(zhì)利用的本身就是在減少排放,還能實現(xiàn)物質(zhì)的綜合利用。所以說,甲醇是清潔能源,而不僅只指其燃燒后的排放清潔。
缺油、富煤、少氣是我國的資源現(xiàn)狀。低價石油對石油生產(chǎn)國的經(jīng)濟造成的影響還在加深,對中國煤炭和煤化工產(chǎn)業(yè)的沖擊也很大。目前我國甲醇產(chǎn)能達到7000萬噸,新增產(chǎn)能基本位于中西部地區(qū),是當?shù)亟?jīng)濟的重要組成。工信部開展的甲醇汽車試點,除上海外,其余四省均位于中西部。發(fā)展一部分甲醇汽車,增加煤炭清潔利用市場的份額,有利于促進煤炭產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級、有利于發(fā)展當?shù)亟?jīng)濟。
山西省晉中市的甲醇汽車試點已經(jīng)工信部、國家發(fā)改委、科技部聯(lián)合專家組驗收。整車檢測、排放檢測、環(huán)境監(jiān)測均符合要求,人員體檢正常。單車最大行駛里程早已突破20萬公里,常規(guī)排放降低了40%—70%,人們關心的甲醛排放與使用汽油相當。燃料費用降低40%左右,很有市場前景。產(chǎn)煤區(qū)和煤化工產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢地區(qū)在甲醇汽車問題上態(tài)度積極,因此發(fā)展好甲醇汽車也是中國的經(jīng)濟發(fā)展需求,屬于供給側(cè)機構(gòu)改革的一部分。
甲醇和汽油同屬“中等毒性”
有必要重點闡述下甲醇的毒性與安全的可控性關系。危險性和危害性是能源產(chǎn)品的共性,解決這個問題的方式不是將危險和危害性徹底消除(這樣做的結(jié)果很可能就失去利用價值了),而是使其危險性達到可控,在受控條件下使用而不至于產(chǎn)生危害。汽柴油、電力、天然氣都有危險性,能夠為人類廣泛使用就是實現(xiàn)了對其危險性的可控。
甲醇并非人們想象中那樣可怕。在我國毒性物品分類中,甲醇和汽油同屬“中等毒性”,中國疾控中心2013年完成的《車用甲醇燃料對人體健康及環(huán)境影響研究與評價報告》提供的數(shù)據(jù)顯示,甲醇毒害指數(shù)為20,汽油為28,均為“輕度危害”。由于甲醇沒有汽油那種明顯的人類拒飲特點,因此防控重點也在“誤飲誤食”。一定要把控好這個關!
只要正確理解了甲醇毒性與安全上的可控性相互之間的關系,就不會“談”醇“色”變了。北歐國家對環(huán)境方面的重視程度非常高,他們正在聯(lián)合開展在內(nèi)河航運中使用甲醇,吉利汽車提供了6輛甲醇汽車參與他們的工作。以色列更是把發(fā)展甲醇替代作為國家能源戰(zhàn)略。對甲醇問題我們需要“全方位認識”,不能聽風就是雨!
發(fā)展甲醇替代有諸多利好
無論是調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)還是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、無論是推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革還是發(fā)展地方經(jīng)濟,我們都要用全面的、系統(tǒng)的觀點,即用辯證唯物主義的觀點和方法來認識、分析和解決問題。
發(fā)展甲醇替代,既是個能源問題也是個經(jīng)濟問題。從國家層面看是減少石油依賴、解決國家能源安全的問題;從產(chǎn)業(yè)發(fā)展看是立足資源稟賦,著眼轉(zhuǎn)型升級,落實清潔高效利用;從經(jīng)濟上看有利于擴大就業(yè)、改善民生;應用于交通,可改善大氣環(huán)境。
如果甲醇汽車率先在西部省區(qū)推廣起來就會形成從煤炭、汽車的生產(chǎn)到汽車和車用甲醇燃料市場的產(chǎn)業(yè)鏈和消費鏈,這會是我國推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的一個很好例證。