5月11日,由《中国化工报》社有限公司和潞安化工集团有限公司主办的2024山西能源·化工高质量发展科创大会在太原举行,政府部门领导、院士专家及企业家代表齐聚一堂,激荡思想、启迪智慧。国家能源局原副局长吴吟在会上做专题报告,特分享如下。
促进油气燃料行业革命从甲醇的历史看,早期人们饮用的葡萄酒和其他酒精饮料,实际上已经间接使用了含有甲醇的饮品。17世纪,法国化学家波义耳通过对木材干馏得到的木焦油进行提纯,发现了甲醇。1834年,法国化学家杜马和皮里哥确定了甲醇的元素组成,并详细描述了其性质和特点。20世纪以来,甲醇在工业生产和日常生活中的应用变得广泛,其在化工行业中显示出了巨大的优越性。二战期间,甲醇汽油作为车用燃料得到了应用。
目前甲醇在世界各地广泛应用。甲醇是石油时代结束之后,最有可能的替代能源。甲醇在我国有资源优势、技术优势、企业优势和推广优势。山西省是我国家推广甲醇燃料最积极省份之一,改性甲醇燃料对山西省能源转型发展很有价值。
我国是甲醇生产大国和技术强国,以煤制甲醇为主。发展甲醇车和燃料大体可以分4个阶段:
第一个阶段是初步探索阶段。20世纪70年代到1998年,颁布了《醇基液体燃料》《醇基民用燃料灶具》等标准。
第二个阶段是有序试验验证阶段。1998~2001年,国家在山西省实施甲醇汽车示范工程项目。
第三个阶段是区域示范应用阶段。2001年山西省被列为车用甲醇燃料推广应用示范省。2009年,工信部发布《关于开展甲醇汽车试点工作的通知》。
第四个阶段是市场化应用阶段。2019年,工信部等八部委发布《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》。
从早期的无意识使用到工业化大规模生产,再到当今的多元化应用,甲醇的历史反映了人类对化学物质认识和应用的深化过程。如今,甲醇不仅是重要的化工原料,还是低碳发展、能源转型中的关键要素。
甲醇的未来已来。目前,二氧化碳加氢合成甲醇取得突破。2020年1月27日,全球首套规模化液态太阳燃料合成项目试车成功,并于2020年10月15日通过鉴定。2023年2月21日,全球首个10万吨级绿色低碳甲醇项目在安阳市正式投产。从甲醇应用来看,有两条不同路径。
第一条路径:改造燃烧器使其克服甲醇副作用。
甲醇作为燃料应用,存在能量密度热值低、对金属有腐蚀性、对橡胶有溶胀性、高温润滑性能差、冷启动困难等副作用。其中,最突出是对金属腐蚀性和对橡胶的溶胀性问题,因此需要改造燃烧器,使其克服甲醇副作用。
第二条路径:利用改性甲醇技术消除甲醇副作用。
改性甲醇技术机理是通过改性剂在甲醇分子外形成包膜,将甲醇由极性物质变为非极性物质,通过改性剂阻断甲醇氧化反应产生甲酸的过程,从而克服甲醇腐蚀性问题;使甲醇分子难以进入塑料材料的大分子内,从而克服甲醇溶胀性问题;通过改性剂与甲醇融合大幅降低甲醇闪点,解决车用甲醇低温启动难问题,以及容易吸水出现分层、高温润滑性能差等一系列问题。
从改性甲醇燃料用途来看,可广泛应用于交通、工业、民用等领域,几乎可以替代一切煤、石油、天然气等传统燃料。
改性甲醇燃料清洁低碳效益明显。根据试用改性甲醇燃料单位的总结报告:车辆行驶动力与汽油一样,污染物排放较汽油降低70%以上, 积碳现象明显改善。又据有关研究,燃用改性甲醇比燃用甲醇碳排放可降低15%左右。
目前,我国已出台《工业用改性甲醇燃料》《民用甲醇燃料》《点燃式发动机用改性甲醇燃料》《压燃式发动机用改性甲醇燃料》4个团体标准,全国有10多个省区在推广应用改性甲醇燃料。
在我来看,推广应用改性甲醇燃料优势明显。从近期看,可以发挥资源禀赋优势,用焦炉煤气制甲醇、劣质煤制甲醇,进一步提升能源安全水平。同时,也可以替代汽柴油。改性甲醇燃料与现有燃烧系统匹配度很高,不需要改造加油站、汽柴油车等,可以任意比例与汽柴油混用,且大气污染环境效益特别明显。此外,改性甲醇燃料技术成熟经济性好,比汽油便宜。从远期看,改性甲醇燃料可以由绿氢和二氧化碳合成而来,可实现循环利用。
因此,我建议推广应用改性甲醇燃料,促进油气燃料行业革命。
为了更好推广应用改性甲醇燃料,我提出五点建议:
一是加强组织协调。建议国家发改委、国家能源局牵头,有关部门积极参与支持。
二是明确战略思路。建议试点先行、点面结合、循序渐进、小步快跑。
三是规范市场秩序。依据国家团体标准规范管理,允许甲醇汽柴油存储企业生产和销售改性甲醇。
四是强化科技攻关。建议研发不同用途改性甲醇燃料,支持绿电制氢与二氧化碳合成制甲醇工程示范。
五是鼓励央企参与。鼓励大型企业、央企与改性甲醇技术研发企业开展合作。
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