发展醇醚燃料路在何方？
中科合成油工程有限公司 唐宏青
醇醚燃料是由碳质原料（包括原煤、煤层气、焦炉煤气和生物质等）通过气化合成甲醇、二甲醚、乙醇等车
用燃料，来替代汽油、柴油的液体有机燃料。用煤基醇醚燃料作为替代能源，是一个在国内讨论和争论了20多
年的老话题，在国际上也存在争议。近两年来，随着国际油价的不断波动，替代能源不断成为热点和焦点话题。
产业界有必要对醇醚燃料的来源和应用做出深度剖析，研判其利弊。
一、甲醇燃料
1．国内应用稳步推进
我国从上世纪70年代就开始较系统地研究甲醇燃料，国家科委早在“六五”期间就进行了M15甲醇掺烧汽
油的研究、示范工作，曾在山西省进行过475辆M15汽车和4个加油站的商品化试验。“七五”期间，国家科委
组织了十几个单位进行高比例甲醇的试验研究。
与此同时，国家还推动几大汽车制造厂进行了长期开发试验。
1996年7月，大同汽车制造厂、中国科学院过程热物理所与美国福特汽车公司合作，采用云岗牌DTQ6600
中巴车成功地试制了我国第一台灵活燃料甲醇汽车。
1997年，国家科委和原国家经贸委批准了山西省实施国家甲醇燃料示范工程，并先后投入50辆甲醇中巴车
进行示范运营。
1998年3月，大同汽车制造厂又试制了第二批15台定比例M85甲醇清洁燃料汽车，并在太原至榆次公路上
试运行。
2001年6月，大同汽车制造厂试制成功M100全甲醇清洁燃料燃烧装置。在普通燃油发动机上安装该装置后，
可100%燃烧甲醇而不掺入汽油。该装置已在夏利、捷达、6490越野车和6600中巴车试用。
据了解，目前对普通发动机进行简易改造的成本在3000元/辆左右，大规模改造的成本在1万元/辆左右，
造价还是相当可观的。
山西等省份对于用推广甲醇燃料热情很高，近年来作了大量的试验，取得了一定的成绩。据不完全统计，“十
五”以来山西省已累计销售M15甲醇汽油20万t，加注车辆超过800万～1000万辆次，近3年累计销售M85～M100
甲醇燃料6万多t，生产和改造高比例甲醇燃料汽车1440辆。M15甲醇汽油已经在山西全省范围内推广使用。
2．国外应用被否定
就在国内进行甲醇汽油研究、示范的同时，国外应用却停滞不前甚至发生倒退。一方面，国际燃油标准将甲
醇的含量进行了限制；另一方面，世界各大汽车制造商联手抵制使用甲醇作为燃料。
国外甲醇汽油开发及应用始于上世纪70年代的第二次石油危机。德、美、日等国先后投入大量人力、物力
进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发，美国加州和德国部分地区还组织了甲醇汽车示范车队。
1998年后，美国甲醇燃料汽车和甲醇燃料都开始减少。美国甲醇汽车主要由克莱斯勒和福特生产，最高峰时
达到2万辆，加州M85加油站最多时有近200家，目前已基本绝迹。美国三大汽车公司通用、福特、克莱斯勒在
其用户手册上声明：使用甲醇汽油的车辆发生损害不在汽车的保修范围之内。
目前，美国、欧洲及日本汽车制造商都坚决反对在汽油中掺烧甲醇，美国车用无铅汽油标准ASTM4814中要
求，汽油中甲醇含量最大不超过0.3Vol%；欧洲85/536/EEC法规中规定，车用汽油中甲醇的添加量不应超过3Vol%，
同时必须包括腐蚀抑制添加剂；德国对汽油中的甲醇含量最大限额为3.5%；日本对汽油中甲醇的检出量要求不超
过0.1%。1998年12月世界汽车制造商组织联合发布的“世界燃料规范”中要求“不允许使用甲醇”；2000年4
月新一版的燃油规范中，再次明确要求“不允许使用甲醇”。
2007年11月，中国台湾某加油站因在汽油中掺加甲醇而受到惩罚。
3．正反意见争鸣
对于是否推广甲醇燃料，国内学术界存在正反两种意见。
支持推广甲醇燃料的理由：
(1)辛烷值高 甲醇燃料理化性能接近汽油，使用方便，辛烷值高，相当于112号汽油，蒸汽潜热大。
(2)清洁环保 甲醇燃料环保效益明显，从国际能源机构和美国甲醇研究院的分析看，常规排放物中，甲醇
燃料燃烧后排放的CO、NOX、碳氢化合物等均比汽油低。
(3)成本低廉 1.5t标煤可制1t甲醇，而煤直接液化制油吨产品用标煤3.8t，煤间接液化制油吨产品用标
煤4.03t，煤制甲醇具有明显的成本优势。利用廉价的高硫煤或炼焦尾气制甲醇，能充分体现资源综合利用和改
善大气质量的循环经济的特征，生产成本更加低廉。
反对推广甲醇燃料的理由：
(1)安全性差 甲醇毒性很大，主要经呼吸道和胃肠道吸收，皮肤也可部分吸收，明显的蓄积作用将危害人
的神经系统，尤其是视神经系统，而且一旦进入人体，就不易排出。
(2)国家标准日趋严格 当前我国甲醇汽油的试验和生产不够严密，在售卖的时候也是当做普通的无铅汽油
来出售。2004年9月1日起开始实施的车用无铅汽油国家标准规定：“不得人为加入甲醇，车用无铅汽油中的甲
醇检出限量为不大于0.1%”。
(3)潜在的污染 非正常排放可能污染河道。在清洗、事故、车辆磨损渗漏等非正常排放的情况下，甲醇可
能流入下水道，直至污染河道。
(4)甲醇燃料本身的缺点 ①腐蚀性，虽然现在研制的腐蚀抑制剂可以部分控制腐蚀的发生，但是只能在短
时间内起作用，不能满足汽车8万～16万km的基本行驶要求。②对汽车的橡胶部件具有溶胀作用。③不完全燃
烧时产生甲醛等污染物，危害环境和人体健康。④热值低，甲醇的热值仅为汽油的1/2，燃料消耗量大、加油次
数频繁，其低温蒸发性差、蒸发潜热高不利于低温起动。
(5)周边地区不认同 我国大陆周边国家和地区都没有使用甲醇燃料，一旦我国推广甲醇燃料，则黑龙江、
吉林、辽宁、内蒙、新疆、西藏、云南、广西、广东等边疆省区与其他国家和地区的运输、通行等问题将受到影
响。
(6)普通汽车发动机是否需要改造 很多人认为需要改造，否则维修的时间间隔将明显缩短。改造发动机将
造成整体运行成本的提高。
4．MTG取而代之
当前我国甲醇汽油应用比较混乱，缺乏相应的国家标准。许多人认为，只要制定出国家标准，就可以顺利地
推广使用甲醇燃料。其实不然，出台甲醇燃料标准的先决条件是要做出明确的结论来证明推广甲醇燃料利大于弊。
制定标准很容易，下结论很难。今年9月19日胡锦涛主席发表重要讲话指出“今年以来，一些地方发生重大生
产安全事故和食品安全事故给人民群众生命财产造成重大损失。从这些事件中反映出，一些干部缺乏宗旨意识、
大局意识、忧患意识、责任意识，作风飘浮、管理松弛、工作不扎实，有的甚至对群众呼声和疾苦置若罔闻，对
关系群众生命安全这样的重大问题麻木不仁。我们对这些事件及其后果的严重性必须充分估计，对其中的惨痛教
训必须牢牢记取。”同样的，是否推广甲醇燃料是关乎人民群众生命财产安全的大事，做出利大于弊的结论应该
慎之又慎。
推广甲醇燃料的风险是很大，我们没有必要一定要取其利而不顾其弊。是否可以转换思维，采用一个折衷的
方案？是否可以采用煤制甲醇-甲醇制汽油(MTG)工艺，如此一来，既解决了数千万吨甲醇的出路问题，又降低了
对石油的依赖程度，岂不是两全其美？MTG在国际上有成熟的经验，在国内有接近工业化的科研成果，正在建设
示范装置。在煤矿的坑口建设MTG项目，经济上完全可以过关。
当然，MTG工艺也存在其不完善之处：均四甲苯含量超标，诱导期不够长。因此，业界在这个问题上意见不
一致，有人主张增加脱均四甲苯工序，对MTG成品汽油的使用上略加限制，例如不准其在军事上使用等，也可以
采用与合格的成品油勾兑使用等。
二、二甲醚燃料
1．二甲醚燃料的优势
（1）可燃性好 二甲醚本身是含氧燃料添加剂，其燃烧充分，燃烧热效率高，无碳析出，废气无毒；由于二
甲醚本身含氧34.8%，所以其燃烧过程理论空气量远低于LPG，而混合气的理论热值和燃烧温度均高于LPG。
（2）易压缩 若二甲醚单独用作燃料，存储压力为1.35MPa，小于LPG的1.92MPa，在室温下即可液化，可
用LPG贮罐罐装，能确保运输安全。
（3）安全性高 二甲醚爆炸限比LPG高一倍，作为燃料比LPG更安全。
（4）掺入城市煤气或天然气 二甲醚可以一定的比例掺入城市煤气或天然气中作为调峰之用，并可改善煤气
质量、提高热值。
（5）十六烷值高 二甲醚液化后可以直接作为柴油添加剂。二甲醚具有低温启动性好和加速性能强的优点。
汽车尾气不需要催化转化处理就可以满足标准的规定。
（6）成本低 大规模生产二甲醚的成本低于柴油、丙烷和压缩天然气等。
2．二甲醚燃料的不足之处
（1）二甲醚汽化潜热大、冷启动性能差、常温下蒸气压高、容易发生气阻，因此对发动机的设计有较高的要
求，使用二甲醚的车辆必须要进行发动机的改造，造成二甲醚作车用替代燃料的社会运行成本明显升高。
（2）二甲醚对橡胶有特殊要求，一般用于装液化气的钢瓶瓶阀橡胶密封圈会被二甲醚腐蚀，从而导致泄漏。
根据国家燃气用具质量检验中心的试验结果，随着掺混二甲醚含量的加大，瓶阀橡胶密封圈的外形尺寸在逐渐收
缩，其密封性能降低，容易产生漏气现象。因此，如果在家庭使用过程中发生液化气泄漏，后果不堪设想。要全
部更换一个城市的液化气器具，社会运营成本明显增加。
（3）二甲醚的气化潜热比较高，在-20℃时为460kJ/kg，比异丁烷(367kJ/kg)、丁烷(385kJ/kg)、丙烷(426kJ/kg)
高。因此，如果使用纯的二甲醚作为家庭瓶装燃料，在使用过程中会发现钢瓶内液体的温度会逐步下降，燃烧不
稳定、火苗慢慢变小。而且，一瓶燃料的使用时间缩短，会增加换瓶的次数。
3．二甲醚宣传方向的迷失
部分科研和经济学者，为了宣传二甲醚燃料的好处，声称可以用CO2生产二甲醚。他们不了解研究课题“CO2
加氢生产二甲醚”的目的是解决一步法生产二甲醚过程中的催化过程和产物气体组成问题，误认为这个课题可以
成为二甲醚的标准生产方法。因此提出将这个课题的成果用于二甲醚的生产：① CO2资源充沛，能起到替代品的
作用；②可以减少大气中CO2的累积，对环保有利；③可以回收工厂排放的CO2，原料来源充足。
这样的宣传对于二甲醚生产政策的制定产生了干扰。也许这种论调的出发点很好，但是忽略了在生产氢气的
过程中，会产生更多的CO2。实际上，这是一个空想的永动机的变种。
4．二甲醚作为民用燃料有规范
建设部颁布的《城镇二甲醚行业标准》已于2008年1月1日起正式实施，该标准主要针对二甲醚100%替代
LPG、液化气而制定的。2008年3月7日国家质量监督检验检疫总局发出通知，要求“对二甲醚以及二甲醚与LPG
混合燃料的使用，应当做到专气、专瓶、专用。”文件并没有禁止往LPG中掺和二甲醚，但是不允许往装有LPG
的钢瓶里掺和二甲醚。曾经寄望于用于燃料的二甲醚，由于这纸禁令而不能加入LPG中。二甲醚作为替代燃料而
发展的希望受到严重打击。
实际上，与甲醇汽油的问题一样，二甲醚是甲醇制汽油的中间产物，搞好MTG工艺，或者将二甲醚直接制汽
油，副产一部分LPG，也就解决问题了。
三、乙醇燃料
1． 乙醇燃料的优点
（1）乙醇是燃油氧化处理的增氧剂，可使汽油增加内氧燃烧充分，达到节能和环保目的。
（2）乙醇具有极好的抗爆性能，调合辛烷值一般都在 120左右，可有效提高汽油的抗爆性(辛烷值)，可以作
为无铅汽油添加剂代替四乙基铅。
（3）降低环境污染。使用乙醇汽油的汽车可降低CO排放量20%～30%，降低CO2排放量25%左右，烃化物的
排放下降10%，还可减少汽车尾气中的其他有害物质。
2．乙醇燃料的缺点
（1）根据美国国家再生能源实验室(NREL)的试验结果，乙醇掺烧汽油以后，某些排放污染物减少，而另一些
污染物如乙醛缩二乙醇却有较大增加。
（2）热值低，仅为汽油的65%，燃油量消耗有所增加。
（3）对部分汽车橡胶部件容易产生溶胀现象，对某些金属部件容易产生腐蚀现象。
（4）在运输和销售过程中容易吸水和产生相分离等问题，乙醇汽油不宜长期储存。
（5）车辆在首次使用车用乙醇汽油时必须对油路、油箱进行彻底清洗，否则在使用初期，会将油箱油路中的
杂质清洗下来，致使燃油中的杂质进入油路造成堵塞。
（6）不适合军队特需、国家和特种储备使用。
由于以上这些缺点，试点城市试用情况并不理想。
3．国外乙醇汽油应用情况
在世界经济重新笼罩在石油价格暴涨阴霾下的今天，巴西不但没有像大多数石油进口国那样感到备受压力，
而是从危机中看到了新的巨大商机。这是因为巴西已经成功开发出替代石油的可再生燃料，而且拥有长期广泛使
用乙醇汽油的成功经验。高产价廉的乙醇燃料及领先世界的乙醇生产技术和设备，使巴西可以借此机遇走向国际
市场。
巴西是个贫油国家，直到20世纪90年代，大部分石油都依赖进口。1973年，世界第一次石油危机给正在创
造“经济奇迹”的巴西造成沉重打击。1979年第二次石油危机爆发后，巴西政府加速实施以乙醇为重点的替代能
源战略，将国家投资研发的技术转让给汽车厂，用以制造以乙醇为燃料的汽车，在全国严格实施用乙醇汽油取代
纯汽油的法令，并将乙醇汽油中的乙醇比例提高到15%。
巴西不仅是目前世界上惟一不使用纯汽油作汽车燃料的国家，也是世界上最早通过立法手段强制推广乙醇汽
油的国家。早在1931年，巴西政府就颁布法令，规定在全国所有地区销售的汽油必须添加2%～5%的无水乙醇。
此后，政府又陆续颁布法令提高添加无水乙醇的比例。1966年提高到10%，1981年提高到20%，1993年提高到
22%，2002年将上限提高到25%。目前，巴西乙醇汽油中的乙醇比例是世界上最高的。
4．我国推广乙醇汽油的主要问题
目前正在推广的中国车用乙醇汽油是变性燃料乙醇和无铅汽油1:9体积比的混合物，在加入10%的燃料乙醇
后，汽油的辛烷值大约增加3个单位，抗爆指数大约增加2个单位，而尾气中的CO排放量减少30%左右。
推广乙醇汽油的障碍与甲醇和二甲醚不同，在环保和安全问题上利大于弊，关键在于如何得到乙醇。
目前生产乙醇的主要方法有发酵法、乙烯水合法和合成气直接合成法。
(1)发酵法
生产乙醇的主角是酵母菌。它能够在缺氧的条件下，利用体内的酶系统把碳水化合物转变成乙醇。
在相当长的一段时间里，用来生产乙醇的原料主要是甘蔗、甜菜、甜高粱等糖料作物和木薯、马铃薯、玉米
等淀粉作物。因为这些糖和淀粉也是我们生活所必需的物质，用来大量生产乙醇，显然会影响到人类的食物来源。
纤维素也是碳水化合物，而且在自然界里大量存在，许多绿色植物及其副产品，如树枝树叶、稻草糠壳等等，
几乎有一半是纤维素，用它们作原料可以说是极其丰富的。可以通过纤维素酶把纤维素分解成单个葡萄糖分子，
然后通过酵母菌发酵把葡萄糖发酵变成乙醇。
近几年，我国解决陈粮过多霉变问题时，提出用部分粮食制乙醇的办法，这样可以暂时在一定程度上缓解陈
粮过多和燃料不足的矛盾。但是，我国是一个有13亿人口的大国，粮食问题是国民经济中的首要问题，燃料问
题位居其次。我国以占世界7%的可耕地养活世界22%的人口实属不易，粮食过剩、仓库积压只是暂时现象，而长
期看粮食不会过剩，剩余粮食不能成为可靠的乙醇原料来源。
秸秆制乙醇是将秸秆通过酶水解成单糖，然后再发酵成为乙醇。目前世界上尚未进行大规模生产，主要原因
是酶的成本太高。
在我国有科研项目利用玉米棒芯进行生产乙醇的中间试验，并通过了中试。但终因成本太高，并未将这项工
艺用于实际生产。
从长远来看，利用农林纤维废弃物生产乙醇是一个十分诱人的方向，世界上很多国家都在开展这方面的研究。
(2)合成法
合成乙醇有两种办法，乙烯水合制取乙醇和合成气合成乙醇。前者不具现实意义，因为乙烯是从石油中得到；
后者是从合成气或CO2+H2合成乙醇，可以从煤化工出发，但国内外均尚未工业化，原因是合成乙醇的工艺路线
并不完善，经济指标达不到与其他方法匹敌的水平。上世纪八十年代中期，国内有合成法生产乙醇的科研成果，
但是最终没有工业化，原因是铑催化剂合成乙醇的工艺活性比较低，催化剂价格太高。目前没有迹象表明这条路
一定能走通。
四、从源头解决替代难题
醇醚燃料的推广应用是一个艰巨的问题，尽管甲醇、二甲醚、乙醇都有可能成为车用燃料的替代品，但是迄
今都在试验过程中，而且结果并不理想。其中乙醇燃料替代车用燃料可行性最大，但距实现还有一定距离。
甲醇燃料成为替代燃料的可能性最小，主要由于甲醇毒性问题令人望而生畏，且有氧燃料和无氧烃类燃料不
同，对现有的车辆发动机和有关部件产生影响，长期使用都要对发动机做出改动。
二甲醚作为车用燃料柴油添加剂前景尚可，但要对现有的车辆发动机和有关部件做出改动，社会运行成本明
显增加，作为家庭燃料竞争力又不如LPG。
乙醇燃料在国外有成功经验，国内也能够取得成功。但是在中国，乙醇燃料原料来源存在问题，不能走粮食
路线，纤维素发酵的办法虽好，但要大规模使用，尚有待于科学进步。
值得关注的是，国内推广醇醚燃料的势头与日俱增，有一股强大的力量在当前不成熟的条件下推动醇醚燃料
的应用，其不计后果的情势令人担忧。
而采用MTG将甲醇、二甲醚转化为油品，不仅可以从源头解决甲醇、二甲醚替代难题，且可以大规模工业化
实现，其产品正是需求量大、应用范围广的汽油和液化气。不能不说MTG是解决能源替代问题的优选路线。