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醇醚燃料替代车用汽、柴油发展趋势与对策
2004年49期 发行日期:2005-09-05
作者:吴域琦 冯向法
醇醚燃料替代车用汽、柴油发展趋势与对策
□  吴域琦  冯向法
    一、发展醇醚燃料是大势所趋
    进入21世纪,日益严峻的石油、天然气资源状况及不断提高的环
保要求与经济发展之间的矛盾越来越突出,成为从我国各级政府到科
技界、企业界和众多的能源消费者都不得不面对的事实。经过多年对
醇醚燃料的研究实践和探索,人们在发展替代能源问题上已形成共识
——发展以煤制醇醚燃料替代车用汽、柴油已成为解决能源紧张的大
趋势。
  1. 石油、天然气资源供应日益趋紧,急需寻找替代能源
    据勘探发现,按照目前的开采量和不断增长的需求量计算,全球
已探明石油可采贮量只能维持供应30多年,即使加上较晚开采应用的
天然气,也只能多维持若干年。我国石油与天然气资源储量相对贫乏,
而经济快速发展对能源需求强劲,因此面临的石油能源危机更为严重。
如果仅仅依靠进口石油来缓解这种危机,不仅在国家安全和经济安全
上有很大风险,而且不可能从根本上解决我国能源稀缺的问题。因此
必须根据国情,寻找解决能源可持续性供应问题的途径。
  2. 环境污染问题严重,使得开发清洁能源迫在眉睫
    汽车尾气已经成为主要的环境污染源。由于汽车尾气对环境造成
严重污染,我们已不再使用发达国家使用了近百年的车用石油燃料。
以汽油为例,我国已淘汰使用含铅汽油,并且严格限制了石油中不可
避免的硫、苯、芳烃、烯烃等有害物质的含量,取而代之的是“新配
方汽油”(国内称之为“清洁汽油”)。除了对油品中有害物质严格限制
外,还要求选加含氧的醇醚化合物,使油品中自供氧含量达到2%以上,
使其在保持较高辛烷值的同时燃烧完全。因此,醇醚燃料已经成为改
造传统汽油,使之符合清洁汽油标准的不可缺少的宝贵材料。
  3. 丰富的煤炭与农作物秸秆资源为发展醇醚燃料提供可能
    我国石油、天然气资源较贫乏,而煤炭和农作物秸秆资源较为丰
富。我国的煤炭贮量超过1万亿t,已探明的可采贮量也有7360亿t,
因此发展煤基清洁燃料符合国情,是实现能源安全供应、减少环境污
染的有效途径。另外,我国有相当丰富的秸秆可再生资源,按100年
计算,相当于拥有400亿t标煤,利用秸秆制作沼气或采取生物发酵
制作低碳烯料混合醇,也是一种良好的选择。
  4. 多方面的技术支持为发展醇醚燃料打好基础
    目前,在可以替代汽、柴油作车用燃料的选择中,有电动汽车、
气体燃料、燃料电池和其他氢燃料、煤制油、煤基醇醚燃料等多种方
案,相比之下,煤基醇醚燃料在技术上最为成熟,在经济上最为廉价,
还恰好符合我国国情和环保要求。
煤基醇醚燃料的基础是煤制甲醇及其衍生物二甲醚(DME)、甲基叔丁
基醚(MTBE)、碳酸二甲酯(DMC)等,即用煤制作合成气后,直接生
产碳一化合物,或者生产低碳混合醇,还可生产其他可以作为车用燃
料组分的含氧、不含氧化合物,具有广阔的应用前景。在这方面,我
国众多的化肥厂拥有联产甲醇新工艺的知识产权,有跟踪世界先进水
平的煤制甲醇新技术,有自“六五”以来关于甲醇燃料持续开发研究
并取得的一些具有国际先进水平的重大成果,有国际上有关新技术的
配合,有我国近些年甲醇燃料和醇醚燃料产业化及其示范应用已得到
初步发展的基础……因此,在我国发展醇醚燃料替代车用汽、柴油已
是大势所趋,完全有可能以适当的方式,率先解决世界普遍面临的车
用石油成品油替代问题。
  二、影响我国车用醇醚燃料推广应用缓慢的原因
  虽然我国已将推广和应用车用醇醚清洁燃料列入了“十五”规划,
但是进展相当缓慢。山西省作为全国甲醇燃料和甲醇汽车的示范应用
基地,政府和有关方面都非常重视,但是几年来甲醇汽油只推广了几
万吨,甲醇汽车实际推广应用的数量更是少之甚少;在河南省和其他
推广乙醇汽油的地方,醇醚燃料曾一度处于被封杀的状态。2003年,
燃料甲醇的实际用量约有100万t。经过分析可见造成醇醚燃料推广
应用缓慢的原因有如下几点:
  1. 有关决策部门的认识还没有完全到位
    目前有关决策部门的一些人,对于醇醚燃料究竟能否替代石油成
品油还存有疑虑:一是受到一些竞争对手诋毁言论的影响;二是国外
还没有普遍应用或者听到来自国外的不同意见;三是能源供应还没有
到“火烧眉毛”的程度,当前还有一定量的石油供应,还有乙醇汽油(醇
醚燃料的一种)、核电站和多渠道进口石油的方案可供选择;四是听说
甲醇有“毒性”、“腐蚀性”,以及动力性能不如原来的汽油。此外,还
有个别人怕承担责任。由于这些疑虑的存在和认识还没有完全到位,
使得朱钅容基总理在2001年提出 白ソ糁贫ㄖ柿勘曜肌⑹褂霉娣丁?
的批示未能落实。另一方面也使需要费用较多的行车试验和台架实验
等,得不到应有的支持,有关的情况汇报和专家建议得不到应有的重
视,甚至在某些推广乙醇汽油的省份,有关甲醇燃料的成果鉴定也一
拖再拖迟迟不予受理。
  2. 有关的技术开发还有待深入开展,品种和质量还有待于增加和
提高,特别是还需要进一步与经营者、使用者的效益紧密结合起来
    我国惟一甲醇燃料推广应用示范点山西省采用的低比例掺入甲醇
的M15,并致力于开发甲醇汽车,省政府及其各有关部门都很重视,
不少人也引以为荣,但是,这样做并不是最佳的选择,更不宜当作惟
一的选择。因为M15掺入甲醇的量很小,加之助溶剂价格较高,所以
留给经营者和用户的利益空间很小,调动不了他们的积极性。
  3. 制造和改造甲醇汽车的准备不足
    我国现拥有2千多万台使用石油成品油的汽车,99%都不愿接受改
造;如果新买专用甲醇燃料的汽车,在目前情况下,不仅价格较高,
而且添加燃料都有困难。
  4. 强制性大规模推广粮制乙醇汽油,排斥甚至恶意诋毁其他醇醚
燃料,造成了非常不好的影响
    早在2002年,23位部省级干部和院士、专家、企业家上书国务
院领导建议:“抓住煤制清洁能源,就掌握了能源问题的全局……其他
一些代用燃料(如粮制乙醇、LPG、CNG等)只能作小规模补充性的供应,
不可能成为汽车的主导能源。” 2003年河南、吉林两省推广E10乙醇
汽油的实践,也证明了上述建议的正确性。
  从实践中可以看到:3.5t粮食加上3.5t煤可生产1t燃料乙醇,
成本费用已经明显高于汽油,况且粮食对于我国来说,是更重要的物
资。如果生产1000万t燃料乙醇,就要耗费3500万t粮食,相当于
1亿多人1年的口粮,或者相当于河南省全年的粮食产量,而这1000
万t燃料乙醇,只能替代不到1/10的进口石油。这是我们承担不起的。
某些地区,更是以推广乙醇汽油为理由,划地为牢,封杀其他醇醚燃
料。
  5. 市场经济机制不健全
    目前,由于我国市场经济机制不够健全,也是阻碍车用醇醚清洁
燃料推广的一个重要原因。例如:某省在其“销售使用乙醇汽油暂行
规定”中,作了“实行封闭运行”的严格规定:“自2003年10月17
日起,除各地统建的调配中心外,其他任何单位和个人一律禁止购入、
销售、自用不含乙醇或乙醇含量在10%以下的油料”;“加油站和其他
单位及个人继续购入、销售、自用不含乙醇或乙醇含量在10%以下的
车用油料,由公安部门配合经贸主管部门责令立即改正,拒不改正的
处2万元以上3万元以下罚款,情节严重的责令整顿,直到其履行相
应的义务”
  在实际执行中,比上述规定还要严厉的多。2003年5月31日,
某报发表了一篇《推广乙醇不应封杀甲醇》文章,文中提到某省乙醇
汽油推广办公室人员,指责一家甲醇汽油研制生产企业“冲击了乙醇
汽油市场”,动用当地政府领导,并强令工商部门暂扣了该企业的营业
执照。
  由一二个企业集团实行行业垄断,也是我国市场经济机制不健全
的表现。这一二个企业集团实际上拥有审批、管理加油站的权利,为
了顾全自身的眼前利益,总是要设法排斥竞争者,对待醇醚燃料也不
例外。
    三、加速发展车用醇醚清洁燃料的对策
    当前我国发展车用醇醚清洁燃料的条件已经成熟,加之克服石油
危机、保证经济安全和国家安全以及解决环保问题的迫切需要,应该
采取各种必要的措施,加速醇醚燃料的发展,否则,将丧失宝贵的时
机,并使得在替代燃料的选择上,浪费大量人力物力,甚至进入一些
误区。为此,在发展醇醚燃料时应该实施以下4项基本对策。
  1.要进一步深入进行醇醚清洁燃料的开发研究,充实理论基础,
提高产品质量和适当地增加产品品种
   不可否认,30多年来,国内外在醇醚清洁燃料的开发研究上已经
取得了一些重大成果,但同时也还应看到必须深入开发研究的课题还
很多。近些年来,舆论上一直停留在通过助溶剂,使甲醇、乙醇低比
例地与汽、柴油两相掺合,或者通过改造汽车部件大比例掺烧甲醇或
乙醇。实际上,这只是醇醚燃料初期应用的一种形式。目前国内已经
有了更先进的新技术,这种新技术把醚类和其他性能优越的含氧化合
物包括进来,并辅以多种性能改良剂,创造了我国特有的醇醚燃料新
品牌。这种新品牌使得廉价的甲醇使用比例达到50%以上,充分利用
了含氧醇类、醚类辛烷值提高、燃烧完全、排放清洁的优点的同时,
从根本上解决了醇类、醚类本身热值较低的问题,使得甲醇可以与汽
油1:1地随机相互取代。这项新技术彻底解决了低比例掺入甲、乙醇
时因为共沸点现象使蒸汽压升高而易造成“气阻”的问题;由于内含
氧总量增加使得空气燃料比例成倍下降,从而在沙尘严重或空气稀薄
的条件下,也不会再影响内燃机的正常运转等等。总而言之,类似这
样的新技术,应该不断地有所进展,并使之在醇醚清洁燃料推广应用
中更好地发挥作用。
  目前急需进行深入开发研究的一些课题如:抓紧进行各个新品种
的性能测试,特别是那些行车试验、台架实验、安全性实验等所需费
用较高的性能测试,国家有关部门应该将此列入专项,并提供经费和
便利条件,有实力的企事业单位,也应该加大投入,或者分工负责,
做好这方面的工作。通过这样的测试比较,可以实现优胜劣汰,选择
出适合在我国推广应用的优质醇醚燃料新产品。
  2.重在行动
  多年来,我国有关部门和科技界、企业界在开发研究醇醚清洁燃
料方面,已经做了大量的工作,特别是“六五”以来,科技界在国家
科委和科技部的领导下,投入了包括多个院士在内的一大批科学家和
科技工作者,提出了许多方案和建议,召开了多次学术会议。目前比
较缺乏的是企业家的参与行动。
  中国铝业公司中新化工厂是1年前才介入醇醚燃料研发与生产的
企业。但是,他们根据市场的需要,1年来已经迅速地把甲醇产量由
原年产3万t提高到10万t,并在新建20万t/a甲醇和30万t/a纯
碱的项目,还开始了100万t/a甲醇、30万t/a二甲醚和20万t/a
碳酸二甲酯的立项工作。有了这些条件,100万t/a醇醚清洁燃料的
合作建设也已开始。到2007年他们将在我国醇醚燃料的推广应用中成
为一个样板,到2010年他们可能成为这个行业的龙头老大。
  重在行动的另外一些诠释,是加快再建几个推广应用示范点和推
荐几个成熟的产品,只靠原国家经贸委在山西省搞的一个示范点和推
广M15一种产品是远远不够的。上项目不一定是国家一级,省市一级、
地区一级或者石化协会,煤炭协会、工商联和中国民营科技促进会等,
都可以实行产学研结合,按照一定的程序建设自己的推广应用示范基
地,“八仙过海、各显神通”。这样,在不久的将来,我国车用醇醚清
洁燃料的推广应用必将出现一个崭新的局面。
  3. 提高有关人士的认识
  正如前所述,目前尚有有关部门的认识没有完全到位。实际上,不
仅是他们,而且包括科技界、企业界和有关用户,都有一个提高认识
的过程。科技界的权威专家应走出去,到示范点去开现场会,到用户
中去开报告会,到应用现场去开诊断会;要编辑出版能够代表国内当
前先进水平的权威著作;要结合国内外的形势,从经济安全和国家安
全角度诠释国际上的能源战争危险;让人们看到德、日、韩等国家秘
密开发醇醚清洁燃料和收集我国有关情报的事实;看到美国联邦政府
为了推广应用醇醚清洁燃料的许多奖励措施(例如,使用1L乙醇燃料
免税折合人民币1.18元,使用1L甲醇燃料免税1.28元)。更重要的
是要让人们了解到,所谓醇醚燃料的种种缺点都是可以克服的,醇醚
燃料是比石油成品油更好的车用燃料,并且已经在改造传统汽油使之
成为清洁汽油的过程中,得到了广泛的应用。
  4. 发挥市场经济的力量
  我国改革开放以来的实践表明,市场经济在加速推广市场所需要
的新产品时发挥出巨大威力。目前,因为市场上越来越迫切地需要替
代石油成品油的车用清洁燃料,所以醇醚燃料应势而生,并且在标征
技术和经济指标的性能价格比上,它已经完全具备了同石油成品油及
其他代用燃料的竞争能力。因此,发挥市场经济的威力是加速车用醇
醚清洁燃料推广应用的首要条件。
  以汽油为例,传统的汽油在性能上已经不能适应环保要求,必须
借助高含氧、低污染的醇醚燃料,要将其改造成为符合新配方要求的
清洁汽油,同时保持较高的辛烷值,在这个意义上,使用醇醚燃料已
成为是人们完全接受的事实,用醇醚清洁燃料进一步取代汽油,只不
过是使其性能更好一些。在价格上,由于全球石油有限的储量和不断
增长的需求之间有不可调和的矛盾,国内外石油产品的价格持续上涨。
在国际油价突破每桶40美元大关以前,4月1日开始,国内90#汽油
的批发价已涨到4123元,而与其动力性能相同、环保性能更好的醇醚
燃料,以漯河石化集团的Me50车用醇醚燃料为例,每吨批发价3500
元即可保持生产企业的利润,在市场中具有明显的竞争优势。
  事实证明:推广应用醇醚清洁燃料的最根本的好办法就是使之到
市场经济中去,与所有竞争者竞争。
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