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解析中國(guó)甲醇汽車現(xiàn)狀和甲醇燃料推廣應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間 : 2023-10-16 瀏覽次數(shù) : 762 次
導(dǎo)語：從甲醇燃料應(yīng)用端，介紹甲醇燃料動(dòng)力燃燒和熱力燃燒技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例和現(xiàn)狀，給探尋組織開展甲醇燃料應(yīng)用的有關(guān)部門、行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、監(jiān)管機(jī)構(gòu)以及從業(yè)者的疑慮和問題解決的路徑建議。希望推進(jìn)發(fā)展甲醇經(jīng)濟(jì)，積極穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，成為全社會(huì)的共識(shí)和行動(dòng)。
一、甲醇燃料動(dòng)力燃燒
1、甲醇汽車。目前，我國(guó)甲醇汽車，已經(jīng)建全了完整的政策許可，行政管理許可、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)許可、市場(chǎng)準(zhǔn)入許可和運(yùn)行保障許可通道。以吉利汽車為主導(dǎo)的甲醇汽車產(chǎn)業(yè)集群，完成了甲醇汽車產(chǎn)品技術(shù)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的建設(shè)。構(gòu)建了甲醇乘用車、甲醇混合動(dòng)力乘用車、甲醇商用車、甲醇自卸車、甲醇?；愤\(yùn)輸車、甲醇增程電動(dòng)車厚重的產(chǎn)品平臺(tái)。完成了市場(chǎng)投放和運(yùn)行保障的服務(wù)準(zhǔn)備工作。
今年初，在工業(yè)和信息化部發(fā)布的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》中，明確提出“大力發(fā)展和推廣新能源汽車，促進(jìn)甲醇汽車等替代燃料汽車推廣”，甲醇汽車被正式列入綠色產(chǎn)品。
2、甲醇燃料電池。甲醇重整制氫燃料電池以甲醇為能源載體，通過化學(xué)催化重整生成氫氣，將氫氣導(dǎo)入燃料電池發(fā)電。該技術(shù)有效避免高壓氫的制、儲(chǔ)、運(yùn)、充難題，同時(shí)具有發(fā)電成本低、噪音小、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、使用范圍廣的特點(diǎn)。
上海博氫新能源科技有限公司與東風(fēng)汽車合作，創(chuàng)新研制甲醇重整氫燃料電池輕型卡車，于2017年獲工信部《新能源汽車產(chǎn)品公告》，正式納入《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》（2018年第3批）和《免征車輛購(gòu)置稅的新能源汽車車型目錄》（第十七批）。
中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所醇類燃料電池及復(fù)合電能源研究中心研制的直接甲醇燃料電池驅(qū)動(dòng)天津飛眼公司的垂直起降無人機(jī)在天津?yàn)I海無人機(jī)試驗(yàn)場(chǎng)成功試飛，并實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)航時(shí)飛行。2021年11月8日，高溫甲醇燃料電池示范游船“嘉鴻01”在佛山南海仙湖首航。
除了甲醇燃料電池汽車，甲醇燃料電池主要應(yīng)用場(chǎng)景還有應(yīng)急發(fā)電市場(chǎng)、備用電源市場(chǎng)、移動(dòng)發(fā)電市場(chǎng)、離網(wǎng)發(fā)電市場(chǎng)、車/船/機(jī)載動(dòng)力系統(tǒng)市場(chǎng)等。
3、甲醇在線制氫。甲醇在線制氫技術(shù)實(shí)現(xiàn)了氫氣即產(chǎn)即用，解決了氫氣的制、儲(chǔ)、運(yùn)、充建設(shè)和車輛攜帶氫瓶運(yùn)行安全防范的痛點(diǎn)問題，為道路交通運(yùn)輸領(lǐng)域氫能應(yīng)用，提供了多技術(shù)方案的選擇。
2020年8月，廣東能創(chuàng)科技與我國(guó)一汽解放新能源公司，合作研制我國(guó)首臺(tái)甲醇在線制氫+氫燃料電池組合動(dòng)力系統(tǒng)重型商用物流車。比較氫罐儲(chǔ)氣方案，該技術(shù)方案可大幅度增加車輛的行駛里程。
2021年3月，廣東能創(chuàng)科技與中國(guó)電信江門分公司合作，使用甲醇在線制氫+燃料電池組合發(fā)電系統(tǒng)，為通信機(jī)房提供主/備電源，解決了燃油發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、震動(dòng)和有害氣體排放問題。
2022年1月，廣東臺(tái)山市川島鎮(zhèn)政府，應(yīng)用甲醇在線制氫+氫燃料電池組合發(fā)電系統(tǒng)，解決了茫洲島無市電引入，導(dǎo)致全島經(jīng)濟(jì)建設(shè)和美麗鄉(xiāng)村發(fā)展的困境難題。拓展了甲醇在線制氫+氫燃料電池組合發(fā)電系統(tǒng)，為特殊應(yīng)用場(chǎng)景提供分布式能源的新視野。
在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，應(yīng)用甲醇在線制氫裝置和技術(shù)，氫燃料電池、甲醇燃料電池、氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，都將是它的服務(wù)和保障對(duì)象，也可以稱其為合作組合體。
4、船舶甲醇燃料動(dòng)力。2017年中國(guó)船級(jí)社發(fā)布《船舶應(yīng)替代燃料指南》為甲醇在船舶上的使用提供技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用指南?！洞皯?yīng)用甲醇/乙醇燃料指南》項(xiàng)目通過專業(yè)評(píng)審。高速甲醇/柴油雙燃料船用發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)完成了性能臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，通過了船級(jí)社圖紙審核，正在進(jìn)行型式認(rèn)可。我國(guó)船舶和船舶動(dòng)力制造行業(yè)，積極推進(jìn)入籍內(nèi)河航運(yùn)、江海直達(dá)、近海運(yùn)輸甲醇燃料船舶制造和商業(yè)化應(yīng)用的步伐正在穩(wěn)步健康邁進(jìn)。
中船重工711研究所研發(fā)的直噴甲醇/柴油中速船用發(fā)動(dòng)機(jī)完成樣機(jī)試制，進(jìn)入臺(tái)架試驗(yàn)階段。由該所自主研發(fā)的首臺(tái)套SMBS20-38-2A型船用甲醇燃料加注單元發(fā)運(yùn)交付客戶。該型甲醇燃料加注單元相關(guān)設(shè)備集成布置在標(biāo)準(zhǔn)集裝箱中，方便移動(dòng)部署和使用，可向使用甲醇燃料動(dòng)力船舶提供甲醇燃料加注。
5、甲醇燃料移動(dòng)電力。以甲醇為燃料，將甲醇內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組+甲醇燃料電池發(fā)電組合程甲醇燃料發(fā)電系統(tǒng)，再將發(fā)電系統(tǒng)于動(dòng)力電池等儲(chǔ)能設(shè)備結(jié)合，組建成混合式甲醇燃料電力系統(tǒng)。該電力系統(tǒng)即可廣泛應(yīng)用于應(yīng)急搶險(xiǎn)、應(yīng)急通訊、人防工程、特別應(yīng)用場(chǎng)景等固定式后備電源，又可為車對(duì)車（車對(duì)電力需求方）移動(dòng)式提供電力，還可作為甲醇船舶發(fā)電輔機(jī)的輔助選擇。節(jié)假日高速公路休息站臨時(shí)充電站，旅游景區(qū)民宿熱電聯(lián)供，海上風(fēng)電自備電等。
二、甲醇燃料熱力燃燒。
1、甲醇燃料應(yīng)用于取暖供熱鍋爐。2017年10月，開灤化工股份有限公司范各莊分公司選用深圳正和能源有限公司甲醇鍋爐技術(shù)，對(duì)4×20噸燃煤蒸汽鍋爐進(jìn)行應(yīng)用甲醇燃料改造供暖工程投入運(yùn)行。改造后的甲醇鍋爐實(shí)現(xiàn)了連續(xù)五年安全運(yùn)行，熱效率達(dá)到95.23%，較原燃煤鍋爐熱效率提高30%以上。在污染物排放改善明顯的同時(shí)，每年減少6000余噸爐渣固廢物的產(chǎn)生，既免去了爐渣堆存處理的人力、物力和費(fèi)用消耗，又根除了爐渣堆存處理裝卸造成的二次揚(yáng)塵污染。每個(gè)供暖季可減少用工2500余個(gè)，減少水資源使用量20余萬噸。
2、甲醇燃料創(chuàng)新應(yīng)用新領(lǐng)域。2019年10月，深圳正和能源有限公司與中科華星新材料有限公司合作，開展了“空心玻璃微珠燃燒工藝及燃料技改項(xiàng)目”攻關(guān)，歷經(jīng)一年多的研制和生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，2020年12月該項(xiàng)目順利通過用戶驗(yàn)收，產(chǎn)品合格率100%，單位產(chǎn)能提高200%，單位成本降低21.5%。實(shí)現(xiàn)全球空心玻璃微珠燃燒領(lǐng)域“醇基液態(tài)燃料空心玻璃微珠焙燒”技術(shù)零的突破。
3、甲醇燃料應(yīng)用于窯爐陶瓷燒結(jié)?；诩状既剂霞儍?、成份穩(wěn)定的特性，陶瓷燒結(jié)的釉色更加鮮艷。許多傳統(tǒng)難以燒結(jié)的釉彩，使用甲醇燃料燒結(jié)，成功率可提高20%-30%。 2022年北京冬奧會(huì)及冬殘奧會(huì)吉祥物“冰墩墩”“雪容融”陶瓷版，選用甲醇福建大為能源有限公司燃料陶瓷燒制技術(shù)，向世界展示了中國(guó)可再生能源甲醇燃料應(yīng)用的硬科技。
煙草煙葉應(yīng)用甲醇燃料烘烤與柴、煤烘烤品質(zhì)對(duì)比
4、甲醇燃料應(yīng)用于煙草煙葉烘烤。我國(guó)煙草煙葉密集性烤房超過220萬座，年消耗煤炭1800萬噸，應(yīng)用福建大為能源有限公司技術(shù)，推廣甲醇替代煤炭烘烤煙葉，一是提高煙葉品質(zhì)，助力美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。二是替代煤炭消耗，減少碳排放量。三是有效治理煙葉烘烤地區(qū)環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。中國(guó)煙草煙葉烘烤應(yīng)用甲醇燃料，獲得政府主管部門、行業(yè)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)和煙農(nóng)的廣泛認(rèn)可。
5、甲醇燃料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)工程。甲醇燃料為田間植保作業(yè)的無人機(jī)應(yīng)用甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)航時(shí)作業(yè)、環(huán)境友好和安全穩(wěn)定。為果蔬大棚植物提供溫度、濕度和二氧化碳濃度的甲醇?xì)夥蕶C(jī)，為果蔬大棚種植業(yè)提供了科學(xué)支撐下的豐產(chǎn)豐收。
6、甲醇燃料應(yīng)用于炊事餐飲。機(jī)關(guān)食堂炊事、學(xué)校食堂炊事、企業(yè)食堂炊事、酒店炊事、商業(yè)餐飲炊事、農(nóng)村炊事等，甲醇燃料正在因地制宜地被普遍推廣應(yīng)用。
三、甲醇催化氧化反應(yīng)（無火焰）制熱技術(shù)
該技術(shù)工作原理是在常溫常壓狀態(tài)下，將甲醇和空氣按比例送入特殊反應(yīng)裝置室，進(jìn)行在管程放出熱量，熱量通過管壁直接被殼程冷流體快速吸收，將介質(zhì)加熱。技術(shù)體系和裝置主要由特殊反應(yīng)裝置系統(tǒng)、甲醇聯(lián)動(dòng)供給系統(tǒng)、配風(fēng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成。其優(yōu)點(diǎn)是安全性高，工作全程無明火、常壓，設(shè)備自身不存在任何安全隱患。
環(huán)保性好，反應(yīng)過程不產(chǎn)生火焰，有害物質(zhì)排放物處于無檢出狀態(tài)。
經(jīng)濟(jì)性優(yōu)，系統(tǒng)采用全智能控制，反應(yīng)溫度可控可調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)無人值守。
熱效率高，系統(tǒng)催化氧化反應(yīng)熱效率在99%以上，工作效率在96%以上，在高寒地區(qū)和高原缺氧地區(qū)使用效果更佳。
安裝使用方便，使用系統(tǒng)安裝時(shí)，無需改造原始供暖管網(wǎng)，無須改變導(dǎo)熱介質(zhì)，根據(jù)需求調(diào)節(jié)觸摸屏幕按鈕（或手機(jī)遠(yuǎn)程）調(diào)節(jié)控制回水溫度。
使用壽命長(zhǎng)，系統(tǒng)工作狀態(tài)無火焰，無明火，設(shè)備不結(jié)焦結(jié)碳。
我國(guó)首臺(tái)甲醇在線制氫+氫燃料電池組合動(dòng)力系統(tǒng)重型商用物流車。
甲醇無火焰制熱設(shè)備及技術(shù)可用于替代北方散煤燃燒取暖；解決淮河流域和長(zhǎng)江流域地區(qū)冬季供暖；解決石油石化領(lǐng)域冬季作業(yè)供暖供熱；用于汽車4S店維修烤漆房加熱烘干；用于農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)；用于國(guó)家邊防、海防營(yíng)地；用于應(yīng)急和搶險(xiǎn)救災(zāi)；用于野外作業(yè)；用于旅居宿營(yíng)車休閑旅游等。 （作者：魏安力 ）
