5月11日,由《中國化工報》社有限公司和潞安化工集團有限公司主辦的2024山西能源·化工高質量發展科創大會在太原舉行,政府部門領導、院士專家及企業家代表齊聚一堂,激蕩思想、啟迪智慧。國家能源局原副局長吳吟在會上做專題報告,特分享如下。
促進油氣燃料行業革命從甲醇的歷史看,早期人們飲用的葡萄酒和其他酒精飲料,實際上已經間接使用了含有甲醇的飲品。17世紀,法國化學家波義耳通過對木材干餾得到的木焦油進行提純,發現了甲醇。1834年,法國化學家杜馬和皮里哥確定了甲醇的元素組成,并詳細描述了其性質和特點。20世紀以來,甲醇在工業生產和日常生活中的應用變得廣泛,其在化工行業中顯示出了巨大的優越性。二戰期間,甲醇汽油作為車用燃料得到了應用。
目前甲醇在世界各地廣泛應用。甲醇是石油時代結束之后,最有可能的替代能源。甲醇在我國有資源優勢、技術優勢、企業優勢和推廣優勢。山西省是我國家推廣甲醇燃料最積極省份之一,改性甲醇燃料對山西省能源轉型發展很有價值。
我國是甲醇生產大國和技術強國,以煤制甲醇為主。發展甲醇車和燃料大體可以分4個階段:
第一個階段是初步探索階段。20世紀70年代到1998年,頒布了《醇基液體燃料》《醇基民用燃料灶具》等標準。
第二個階段是有序試驗驗證階段。1998~2001年,國家在山西省實施甲醇汽車示范工程項目。
第三個階段是區域示范應用階段。2001年山西省被列為車用甲醇燃料推廣應用示范省。2009年,工信部發布《關于開展甲醇汽車試點工作的通知》。
第四個階段是市場化應用階段。2019年,工信部等八部委發布《關于在部分地區開展甲醇汽車應用的指導意見》。
從早期的無意識使用到工業化大規模生產,再到當今的多元化應用,甲醇的歷史反映了人類對化學物質認識和應用的深化過程。如今,甲醇不僅是重要的化工原料,還是低碳發展、能源轉型中的關鍵要素。
甲醇的未來已來。目前,二氧化碳加氫合成甲醇取得突破。2020年1月27日,全球首套規模化液態太陽燃料合成項目試車成功,并于2020年10月15日通過鑒定。2023年2月21日,全球首個10萬噸級綠色低碳甲醇項目在安陽市正式投產。從甲醇應用來看,有兩條不同路徑。
第一條路徑:改造燃燒器使其克服甲醇副作用。
甲醇作為燃料應用,存在能量密度熱值低、對金屬有腐蝕性、對橡膠有溶脹性、高溫潤滑性能差、冷啟動困難等副作用。其中,最突出是對金屬腐蝕性和對橡膠的溶脹性問題,因此需要改造燃燒器,使其克服甲醇副作用。
第二條路徑:利用改性甲醇技術消除甲醇副作用。
改性甲醇技術機理是通過改性劑在甲醇分子外形成包膜,將甲醇由極性物質變為非極性物質,通過改性劑阻斷甲醇氧化反應產生甲酸的過程,從而克服甲醇腐蝕性問題;使甲醇分子難以進入塑料材料的大分子內,從而克服甲醇溶脹性問題;通過改性劑與甲醇融合大幅降低甲醇閃點,解決車用甲醇低溫啟動難問題,以及容易吸水出現分層、高溫潤滑性能差等一系列問題。
從改性甲醇燃料用途來看,可廣泛應用于交通、工業、民用等領域,幾乎可以替代一切煤、石油、天然氣等傳統燃料。
改性甲醇燃料清潔低碳效益明顯。根據試用改性甲醇燃料單位的總結報告:車輛行駛動力與汽油一樣,污染物排放較汽油降低70%以上, 積碳現象明顯改善。又據有關研究,燃用改性甲醇比燃用甲醇碳排放可降低15%左右。
目前,我國已出臺《工業用改性甲醇燃料》《民用甲醇燃料》《點燃式發動機用改性甲醇燃料》《壓燃式發動機用改性甲醇燃料》4個團體標準,全國有10多個省區在推廣應用改性甲醇燃料。
在我來看,推廣應用改性甲醇燃料優勢明顯。從近期看,可以發揮資源稟賦優勢,用焦爐煤氣制甲醇、劣質煤制甲醇,進一步提升能源安全水平。同時,也可以替代汽柴油。改性甲醇燃料與現有燃燒系統匹配度很高,不需要改造加油站、汽柴油車等,可以任意比例與汽柴油混用,且大氣污染環境效益特別明顯。此外,改性甲醇燃料技術成熟經濟性好,比汽油便宜。從遠期看,改性甲醇燃料可以由綠氫和二氧化碳合成而來,可實現循環利用。
因此,我建議推廣應用改性甲醇燃料,促進油氣燃料行業革命。
為了更好推廣應用改性甲醇燃料,我提出五點建議:
一是加強組織協調。建議國家發改委、國家能源局牽頭,有關部門積極參與支持。
二是明確戰略思路。建議試點先行、點面結合、循序漸進、小步快跑。
三是規范市場秩序。依據國家團體標準規范管理,允許甲醇汽柴油存儲企業生產和銷售改性甲醇。
四是強化科技攻關。建議研發不同用途改性甲醇燃料,支持綠電制氫與二氧化碳合成制甲醇工程示范。
五是鼓勵央企參與。鼓勵大型企業、央企與改性甲醇技術研發企業開展合作。
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