甲醇,中国新能源汽车的另一种可能

李书福把未来压在甲醇上,怎么想的?

贾浩楠 发自 凹非寺量子位 | 公众号 QbitAI

滚滚浓烟、刺鼻气味…煤化工产业给你的印象是这样吗?

颠覆认知的是,如今煤化工企业,不但可以做到低排放,废气还能重新产出新的能源。

焦化炉出来的废气,直接送进这些设备,经过净化、干燥、合成、精馏等一系列工序,产出优质清洁新能源燃料甲醇

这是落在河南安阳的10万吨级甲醇制备工厂全国首个、全球最大,同时“CO2直接制备甲醇”的技术也是世界最先进。

废气变甲醇,背后连接起的是储运、补能、固碳、汽车、氢能等等产业。

甲醇经济从安阳开始进入转折点,它还是中国新能源道路的另一种可能。

中国新能源的另一条路

安阳10万吨级甲醇制备项目,由河南顺成集团吉利集团一同打造——顺成是安阳本地的化工能源企业,为甲醇制备提供上游原材料。

吉利就是我们熟悉的造车的吉利集团。甲醇产业其实是吉利布局投入近20年的战略。安阳工厂的主要技术、设备,以及产业链搭建,由吉利主导。

安阳甲醇工厂是我国第一套十万吨级CO2制甲醇设备,也是全球最大的。利用顺成集团焦化炉产生的尾气(主要成分CH(4)、CO(2)、CO、H(2)),以及其他工业废气中回收的CO2作为原料,年产甲醇11万吨,以及联产7万吨LNG(液化天然气)。

按照官方给出的数据,10多万吨产能的安阳甲醇工厂,正常运转一年可直接减排二氧化碳16万吨。相当于增加森林种植面积16万亩,折合106平方公里。

16万吨是直接减排,即每年消耗掉的工厂废气。

而生产的甲醇燃料重新投入经济循环中(比如运输、发电等等),可以达成60万吨二氧化碳的间接减排效果,相当于增加森林面积60万亩。

这里可以看出,甲醇物理性质上尽管是一种液体燃料,但它对于节能减排和经济运转的核心意义,其实是一种固碳的载体——

甲醇通过自身的合成、燃烧反应,把大气中已有的碳循环起来,从而达到减少化石能源开采依赖,降低碳排放的目的。

全球最大CO2制备甲醇项目落地安阳,细究起来其实也是人类历史上第一次如此巨大规模的利用回收二氧化碳,也是中国甲醇产业的一个缩影和新开端。

中国首次「驯服」甲醇实录

甲醇早就在不知不觉中渗透进了中国经济的运转中。

2022年中国有效甲醇产能达到10000万吨左右,占全球的6成。除此之外还需要外购1000多万吨。

产能或是需求,中国都是第一。

最直观的例子,贵州贵阳、陕西西安、山西晋中这三个城市在检出商用化落地上进度最快。

三地一共有2.7万辆甲醇乘用车投入出行市场运营,总运行里程接近100亿公里。每年节省汽油消耗15.8万吨,降低二氧化碳排放1.94万吨。

商用车方面,新疆、青海、山西、内蒙古、陕西、甘肃、贵州等多个省份已经将甲醇重卡投入使用,数量超过数百辆。整车经济性提升18%-32%。

顺成集团此前采购的10台远程甲醇重卡,官方反馈效果良好,单车每年可节省燃料费用10万元左右。

于是在这次安阳工厂落成仪式上,顺成集团又采购300台甲醇重卡。

与甲醇乘用车、商用车配套的,是在这些重点地区,甲醇加注站的数量,已经建成近130座。

而这样的甲醇需求,中国正以每年8%左右的幅度增长。

安阳甲醇工厂落地,其规模和先进性,完全可以看成中国甲醇产业从初期分散试点向规模化商业化转型的关键点。

不过这一里程碑,中国走了40年。

甲醇作为化石燃料的替代,以及它对工业废物利用的特性,中国早就在关注。

但直到如今,甲醇商业化的难点技术才完全被自主企业掌握。

以吉利的安阳项目为例,不同于传统的CO加氢制甲醇技术,直接利用CO2制备。这种工艺的好处在于一步法合成,减少工序降低成本。而且捕集的工业废气CO2可以不用经过还原步骤直接投入生产。

当然这种办法的难点在于反应催化剂的设计和制备。吉利则通过2015年收购冰岛CRI公司,完全消化吸收了全球先进的相关技术。

从应用层面来看,商用车,包括客运和货运,其实是甲醇燃料最好的替代场景。商用车占全国机动车保有量的10%,消耗的燃油却接近50%。

但甲醇汽车本身的难点在于动力系统的密闭性、抗腐蚀性、低温冷启动等等。吉利入局甲醇18年,官方宣称已经掌握甲醇汽车核心技术。

包括攻克低温冷启动、耐甲醇材料开发、专用润滑油开发、专用添加剂开发、排放控制、甲醇电喷控制系统等等。

另外甲醇热气低于传统燃油,N年以前的甲醇汽油(一定比例掺杂),被很多老司机吐槽“开着没劲”。而如今,吉利已经拥有了成熟的混动、增程技术,车辆驱动主要靠电,甲醇则作为电的来源。使用体验反而会远超普通燃油车。

当然,甲醇作为新能源推广,其实和锂电、氢能面临相同的问题:储运补能网络的铺设。这一点吉利正在探索新的模式。

比如根据用户特点和甲醇价格波动规律,通过将甲醇燃料与甲醇汽车进行捆绑,输配、加注、销售一站式服务,用较长周期消化甲醇价格短期波动对用户造成的影响,消除不合理的中间环节等等。

不过,甲醇有它独特的优势:常温下唯一呈液态的新能源燃料。

这就让甲醇有了成为氢能战略、锂电产业之外,中国新能源的另一种可能。

甲醇更清洁?

甲醇是碳氢氧化合物,燃烧后产生水和二氧化碳,尽管单位排放小于传统化石燃料,但本质似乎和汽油柴油没什么不同。

这里有一个容易被忽视的点:汽油柴油来自自然资源开采,燃烧后产生的是“排放净增”。

甲醇是能源的载体,把化石燃料燃烧后的二氧化碳“固定”下来,在经济运转模型中反复被制备、消耗,实际上没有新增碳排放

这也是为什么甲醇被认为是一种上佳的新能源形式。

一般来说,制备甲醇需要高温高压的环境,那你肯定会问,制备甲醇的能源消耗从何而来?

当然不能再用火电。真正的“绿醇”,能源消耗选择其实很丰富。

可以是地热、水电、风能,也可以是核能、太阳能电解水制氢等等。

甲醇的第二个优势就体现在这里:它几乎可以作为任何形式的能量转化的最终载体

而且由于其常温液态的性质,储运的难度、成本是所有新能源模式中最低的。

一个传统加油站,改造成甲醇加注站,所需成本仅数十万元。这也说明甲醇的整个储运环节,都可以利用成熟的油气储运技术、设施加以改造实现。

而且,液态甲醇的储运的安全性、效率,高于氢气(高压气罐等设施),也不会像锂电池那样寿命耗尽后产生高污染的废物。

通过甲醇,能串联起氢能、碳循环、电能替代、燃油替代技术,把各种新能源体系融合在一个运转体制中。在不增加自然资源开采的条件上,真正实现把碳循环起来。

对于中国来说,甲醇经济有更深的意义。官方数次表态,甲醇值得搞,要大力搞。

比如2021年9月,生态环境部正式受理甲醇汽车的环保认证,实施国环信息公开,甲醇汽车被纳入国家汽车工业统一管理范畴。

同年11月,工信部在《“十四五”工业绿色发展规划》中明确提出推进二氧化碳耦合制甲醇等降碳技术的推广应用,将甲醇汽车纳入绿色产品,大力发展和推广新能源汽车,促进甲醇汽车等替代燃料汽车推广。

为什么?

首先,中国富煤、富生物质原料(沼气等等),甲醇制备有天然的低成本原料。

其次,中国目前燃油对外依赖度近70%,而如果我国甲醇燃料应用规模达到3.5亿吨以上,可将我国原油对外依存度降到30%以下。

解决传统煤化工企业转型升级问题的同时,还能大大缓解中国的能源对外依赖。

对于中国来说,这是一条更加注重内循环,更符合本身资源特征、又能解决落后产业升级的新能源方案。

一举三得。所以甲醇战略不但可行,而且在中国尤其值得投入。

而自主企业在甲醇产业链各环节的核心技术突破,实际上是首次打开了中国新能源“第三赛道”的机遇

安阳工厂,实际是甲醇战略从试点摸索到大规模落地的第一步。

中国新能源,现在是锂电、氢能、甲醇同场竞速的比赛了。

嗯,精彩。

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