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工信部加速推广甲醇汽车,氢能源有望搭个顺风车

日期:2022-09-26    来源:汽车头条  作者:刘极昊

国际充换电网

2022
09/26
11:54
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关键词: 甲醇汽车 氢能源 新能源汽车

最近,工信部对十三届全国人大五次会议第2276号建议的答复成为车圈关注的热点。按照工信部的说法,将围绕推广甲醇汽车、支持甲醇汽车产业发展、探索绿色甲醇汽车新模式等方面,加大工作力度,推动甲醇经济发展。

甲醇汽车,简单来说就是以甲醇为燃料的汽车,属于内燃机汽车的一个分支。跟已经在全球多个市场得到应用的乙醇汽车类似,甲醇汽车也是使用传统内燃机的一种汽车,需要跟汽油混合之后使用。只不过,由于甲醇本身有毒,对有色金属具有一定的腐蚀性,对橡胶零件又有溶胀性,因此,根据甲醇燃料浓度的不同,(高醇汽油)需要对发动机和车辆燃油系统进行针对性设计。

想必不少人都会有疑问,在新能源如火如荼的当下,一个基于传统内燃机的所谓“新物种”为什么会得到国家层面的重视?这里面是不是有更深层次的考量?

甲醇好在哪?

甲醇,化学结构简式CHOH,分子量32.04,其中含氧量50%,具有燃烧充分、排放清洁、可再生等特点,且常温常压下为液态,在储存、运输、使用等环节都比较便捷,作为车用燃料,现有的加油站体系可以百分之百保留。

与传统的汽油相比,甲醇能量密度(或者说热值)虽然只有汽油的一半,但辛烷值高(比92#汽油高约20%),且含碳量低,不含氮,含氧量则比汽油高出近2倍,是公认的清洁燃料之一。根据工信部甲醇汽车试点运行数据显示,甲醇汽油这种燃料能效可提高21%,二氧化碳排放减少26%。

而且,因为甲醇的辛烷值高,发动机压缩比可以进一步提升,从而获得更高的功率和扭矩,同时降低能耗。对此,南方科技大学创新创业学院院长、清洁能源研究院院长(同时也是澳大利亚国家工程院外籍院士)刘科表示:“世界上已经有跑车100%使用甲醇,为什么是跑车?就是因为甲醇分子有氧,它在燃烧的时候,氧从内部释放,一脚踩下去,爆发力比柴油还好。”

以吉利汽车今年6月上市的第四代帝豪醇电混动车型为例,其采用的JLC-4M18H发动机正是基于此前帝豪GL搭载的JLC-4G18研发而来,它最大功率降低了1千瓦,但最大扭矩提升了5牛米——作为一款混合动力专用发动机,这样的数据已经相当不错,参照丰田亚洲龙2.5L燃油车型和同排量混动车型可以看出,其混动版本发动机功率下降了23千瓦,扭矩下降了29牛米。

同时,吉利这款甲醇燃料专用发动机的排放法规也升级到了国6b,而在能耗方面,其百公里醇耗9.2升,燃油成本大约相当于传统汽油车的3升。

至此,工信部为啥要支持甲醇汽车的试点推广,原因也就基本明朗了。

甲醇虽好,可短板也明显

动力好、排放低、成本低,储运也方便,如此有吸引力的能源方式,照理说应该有很多车企都关注并投入资源才对,可事实恰恰相反,鲜有车企入局甲醇。

其中最关键的原因,就是甲醇燃料相关配套基础设施的布局还相当滞后。在国内,主要也就山西和贵州的部分城市具备试点推广甲醇汽车的条件,此次工信部的答复中,获得点名的也只有山西晋中、运城、长治等城市,而且还是针对出租车、网约车、商用车等领域。

之所以如此,是因为甲醇主要是从煤炭中提取制造,我国去年生产了9738.5万吨甲醇,其中70%以上都是来自煤炭,受产业链布局的制约非常明显。何况,对煤炭的过度依赖,跟双碳目标并不吻合。

除此之外,传统的甲醇汽车并不属于新能源汽车,上不了绿牌,也无法获得相关政策补贴,无论对车企还是消费者来说,吸引力都有限。加之前文所述,甲醇汽车需要对内燃机进行针对性研发,也需要车企投入一定的资源,所以,观望者多而下水者寡也就不足为奇——目前,国内车圈也就吉利在大规模布局甲醇产业。

如此就带来一个新的问题,更多的车企没有足够的动力入场,工信部此时表态支持推广甲醇汽车的深层次意义又何在呢?

长远价值在氢燃料电池

我们必须看到,工信部的回复之中不仅仅有甲醇汽车,还提到了“绿色甲醇汽车新方案”、“绿氢”、“甲醇经济”等字眼,这里面的文章可就大得多。

往大了说,这事关一个国家能源结构的大局。2021年,我国共消耗3.4亿吨成品油,但作为原材料的原油有72%都是靠进口。相比之下,同期我国的甲醇年产量也已直逼1亿吨大关,占据全球甲醇产量的一半以上,是能够在一定程度上缓解这种能源对外依存度的。

聚焦到当下,在推广新能源这件事情上,甲醇其实也可以扮演更为积极的角色。

甲醇作为车用能源的使用方式有三种:一是传统的内燃机模式,只是甲醇燃料替代传统汽油,吉利已经上市的帝豪醇电混动车型就是代表;二是传统增程模式,甲醇作为燃料发电,然后用电驱动,吉利旗下远程卡车品牌已经在重卡和轻卡上开始应用,工信部最新一期公示的新车目录里面就有甲醇燃料增程轻卡;三是从中提取氢气,然后通过氢燃料电池发电,也由电机驱动。

在这其中,前两种都是基于当下实际的应用方式,第三种则着眼于未来,也正是笔者要多说几句的。

在此次工信部提到的“绿色甲醇汽车新方案”中,“探索交通运输领域降碳”是核心目的,具体到实践,做法就包括两个方面:

一是甲醇生产过程降碳。也就是改变甲醇生产过多依赖煤炭的现状,比如用天然气作为原料,或者采用太阳能催化二氧化碳合成甲醇,后者是完全绿色的生产方式,只是成本更高,以及规模暂时还有限。

二是甲醇作为燃料在汽车上的应用降碳。在碳排放量不变的情况下,就需要提高能量使用效率,在这方面,鉴于传统内燃机的热效率有限(40%),氢燃料电池就是更值得期待的一种方式。只不过,现阶段工业量产获取氢的成本过于高昂,加上加氢站建设缓慢,高压储氢罐昂贵以及安全因素等考量,因而氢燃料在汽车上的推广是一个综合性问题。这时候,甲醇这种常温下的液态能源就显示出明显的优势。

对此,刘科教授提了个建议,把氢燃料电池汽车的储氢罐换回传统的油箱,储存50升的甲醇(跟水按1:1摩尔比混合),经催化可生成7.15公斤的氢气——参照长安深蓝SL03氢能版车型每百公里0.65公斤氢气的能耗标准,就可以跑1100公里。要知道,同样是7.15公斤的储氢量,液氢需要100升的高压罐,会额外占据车上很大一部分空间。

而且,甲醇催化生成氢气的化学反应过程会产生200℃的温度,这在冬季就十分宝贵,因为余热可以为电池保温,不用担心电动车的续航问题。此外,车上储存甲醇的安全性也比氢要高很多,丝毫不用担心泄漏之后的潜在爆炸威胁。

综上所述,在当下,甲醇对推广氢能源有着非常明显的优势。

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