摘要：本文對比分析了甲醇汽車的燃料性能優(yōu)勢，從關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)、政策標(biāo)準(zhǔn)研究、市場應(yīng)用推廣等維度研究分析了我國甲醇汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、宏觀走勢及應(yīng)用試點存在的主要問題，結(jié)合國家“雙碳”目標(biāo)和汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，提出了推進(jìn)甲醇汽車產(chǎn)業(yè)化、市場化發(fā)展建議。
關(guān)鍵詞：甲醇汽車；產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀；問題分析；發(fā)展策略
0 引言
隨著我國汽車保有量的持續(xù)增長，能源安全問題、大氣污染問題逐步成為社會關(guān)注的重點。國家“雙碳”目標(biāo)的提出，對綠色低碳能源汽車的研發(fā)應(yīng)用提出更為迫切的需求。甲醇燃料以其獨特優(yōu)勢，被視為最符合目前中國能源、資源國情的新型替代燃料之一[1]。因地制宜推廣甲醇汽車的研發(fā)應(yīng)用，不僅可助推國家“雙碳”目標(biāo)在交通領(lǐng)域加快實施，也有助于保障國家能源安全，促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)能源多元化發(fā)展。為此，研究貼合我國國情實際的發(fā)展策略具有重要的現(xiàn)實意義。
1 甲醇燃料的性能優(yōu)勢
作為車用動力源，甲醇雖存在金屬腐蝕性、橡膠塑料溶脹性、汽化潛熱大、不易低溫冷啟動等不利特性[2]，但相較而言，優(yōu)勢也尤為明顯。除具有儲量豐富、易燃燒、易降解、抗爆性強等優(yōu)勢外，還具備以下顯著優(yōu)勢。
1.1 減碳降污
甲醇汽車具有一定碳排放及污染物排放削減效果（見表1）。一方面，甲醇含碳質(zhì)量比低于汽油（甲醇為37.5%，汽油為85% ~ 88%），燃燒釋放相同熱量時，甲醇燃燒產(chǎn)生的CO2 略低于汽油；另一方面，甲醇發(fā)動機理論熱效率高于汽油發(fā)動機，甲醇汽車具有相對明顯的降碳效果。據(jù)測算，現(xiàn)階段甲醇乘用車整體具備15% 以上的減碳效果。同時，使用甲醇燃料還可有效減少尾氣中CO、THC 及NOX 等污染物排放。
1.2 來源廣泛
相比乙醇、生物柴油等其替代燃料，甲醇制備路線廣泛、供給可控。目前，我國制備甲醇主要原料由煤炭、天然氣、焦?fàn)t煤氣以及少量生物質(zhì)等構(gòu)成，來源廣泛、儲量豐富、技術(shù)路線多樣[3]。其中，煤制甲醇占比約占70%。據(jù)中國氮肥協(xié)會2020 年度發(fā)布數(shù)據(jù)，我國甲醇年產(chǎn)能9130 萬噸，年產(chǎn)量7262 萬噸，占全球總產(chǎn)量的60% 左右。預(yù)計到2050年，全球每年將生產(chǎn)2.5 億噸綠色甲醇和1.35 億噸生物甲醇，中國仍將是主要生產(chǎn)國。
1.3 市場應(yīng)用潛能大
作為重要替代能源之一，車用甲醇具備較好的經(jīng)濟(jì)效益和多種應(yīng)用優(yōu)勢。我國具有豐富的煤炭資源，現(xiàn)階段使用煤制醇方法可獲得終端價格約2 元/L 的“灰醇”，按照92 號汽油8.3 元/L 的價格測算，行駛相同距離，甲醇汽車燃料費用約為汽油車費用的50%。未來，利用可再生能源發(fā)電將CO2 和H2O 轉(zhuǎn)化為甲醇，即將光能和氫儲存于甲醇中，不僅便于儲存運輸和支撐氫能源體系化發(fā)展，且成本有望進(jìn)一步降低。
相比純電動車，甲醇汽車具有補能效率高、續(xù)航能力受天氣干擾低、保值率較高的優(yōu)勢；相比氫能汽車，甲醇汽車技術(shù)相對成熟，成本和推廣難度相對更低；相比汽油車，甲醇汽車的購買價格及維保成本與其基本一致，但燃料成本和碳排放量明顯下降；相比乙醇汽車，甲醇不使用農(nóng)作物制備，不存在車“與糧爭地”“與人爭糧”的問題，更符合我國能源供應(yīng)實際。國際能源署曾選擇不同類型燃料汽車進(jìn)行對比測試，結(jié)果顯示：不同燃料常規(guī)排放性能的優(yōu)劣次序依次是二甲醚、甲醇、天然氣、石油氣、柴油、汽油[4]，上述燃料排放對比見表2。
2 甲醇汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展
我國甲醇汽車的技術(shù)研究始于20世紀(jì)70 年代。在“六五”時期，開始逐步涉足M15 甲醇燃料及甲醇汽車的研發(fā)試驗；“七五”期間，開展了M85甲醇發(fā)動機的研發(fā)；“八五”期間，中德聯(lián)合開啟M100 甲醇發(fā)動機研發(fā)項目，低比例 M30、M50 甲醇燃料應(yīng)用列入國家攻關(guān)計劃[5]。之后，不同比例甲醇燃料技術(shù)得以持續(xù)發(fā)展更新，多類型甲醇發(fā)動機、甲醇車型、相關(guān)國家和地方標(biāo)準(zhǔn)以及試點示范政策相繼推出。歷經(jīng)近50 年發(fā)展，我國甲醇汽車全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)已取得長足進(jìn)步。其中，甲醇燃料制備與調(diào)配技術(shù)具備國際領(lǐng)先水準(zhǔn)，M15、M85、M100甲醇燃料產(chǎn)品可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；以往存在的溶脹、燃油泵腐蝕、燃料電控噴射技術(shù)、發(fā)動機技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)難點已完成攻克；甲醇燃料儲運、加注技術(shù)較為成熟，只需基于石油儲運技術(shù)進(jìn)行改造，具備規(guī)模化快速復(fù)制能力[5]。
2.2 政策和標(biāo)準(zhǔn)體系
政策方面，我國陸續(xù)出臺國家政策支持甲醇汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。其中，2004 年國家發(fā)改委推出《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》《國家重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)專項》，確立了甲醇汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展定位。2013 年，《關(guān)于加強內(nèi)燃機工業(yè)節(jié)能減排的意見》將甲醇列為重要內(nèi)燃機替代燃料[6]，加速了甲醇發(fā)動機及甲醇汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。2019 年，《關(guān)于在部分地區(qū)開展甲醇汽車應(yīng)用的指導(dǎo)意見》對甲醇汽車制造體系建設(shè)、甲醇燃料生產(chǎn)及加注體系建設(shè)、甲醇汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、甲醇汽車應(yīng)用等四方面提出指導(dǎo)意見[7]。之后，伴隨甲醇汽車產(chǎn)品準(zhǔn)入、甲醇汽車公告申報、《2030 年前碳達(dá)峰行動方案》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》等政策陸續(xù)頒布實施，甲醇汽車應(yīng)用推廣取得持續(xù)向好的發(fā)展環(huán)境。甲醇汽車相關(guān)國家政策，見表3。
我國已初步構(gòu)建了甲醇汽車產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。燃料方面，2004 年陜西省頒布實施車用M15、M25 甲醇汽油以及車用燃料甲醇的地方標(biāo)準(zhǔn)；2009 年國標(biāo)委頒布《車用甲醇汽油（M85）》（GB/T 23799—2009）、《車用燃料甲醇》（GB/T 23510—2009）兩項國家標(biāo)準(zhǔn)，使甲醇從化工產(chǎn)品向燃料轉(zhuǎn)變有了正式的合法依據(jù)。加醇站方面，2015 年工信部推出《車用甲醇燃料加注站建設(shè)規(guī)范》。甲醇作業(yè)方面，2015年工信部印發(fā)《車用甲醇燃料作業(yè)安全規(guī)范》。排放方面，2020 年生態(tài)環(huán)境部出臺《甲醇燃料汽車非常規(guī)污染物排放測量辦法》（HJ1137—2020）。車輛準(zhǔn)入方面，2020 年工信部發(fā)布《甲醇燃料汽車技術(shù)條件》。此外，還相繼頒布了甲醇燃料添加劑、加注機等系列標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 市場應(yīng)用與推廣成效
2012 年以來，工信部先后組織“四省一市十城市”開展甲醇汽車的試點示范。試點共采集甲醇發(fā)動機及整車、人體健康、環(huán)境影響等12 方面5 億余個基礎(chǔ)技術(shù)數(shù)據(jù)，甲醇汽車的可靠性、適應(yīng)性、環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等各項性能得到有效驗證。期間，共分17 批公告發(fā)布9 家甲醇汽車生產(chǎn)企業(yè)和32 款甲醇汽車產(chǎn)品，包括甲醇轎車、甲醇/ 柴油二元燃料重型商用車、微型車、城市客車等系列車型，基本形成了甲醇汽車整車及專用零部件制造體系[8]。
試點示范帶動下，我國甲醇汽車應(yīng)用推廣取得積極成效，截至2022 年4 月，我國甲醇汽車市場保有量接近3 萬臺，總運行里程近100 億公里（甲醇汽車推廣情況見表4）。
但仍存在以下特點：
（1） 市場滲透率相對較低。據(jù)不完全統(tǒng)計，2016 年至2020 年7 月，我國累計銷售甲醇乘用車約2.3 萬輛，其中出租車占絕大多數(shù)，個人購買和單位采購的非營運車輛不足1%，甲醇商用車銷量相對更低。從需求市場看，甲醇汽車主要集中銷往貴州、甘肅、山西、陜西等煤炭資源豐富地區(qū)。
（2）我國甲醇汽車及產(chǎn)業(yè)鏈參與企業(yè)較少。根據(jù)調(diào)研，現(xiàn)階段國內(nèi)投放甲醇汽車產(chǎn)品的企業(yè)主要集中在吉利和中國重汽，試點項目中，近90% 甲醇汽車為吉利投入。一汽、東風(fēng)、華晨、陜汽、長城、奔馳、大眾、福特等企業(yè)有一定的技術(shù)儲備，但大多未開展實質(zhì)性生產(chǎn)活動。
2.4 宏觀發(fā)展形勢研判
目前國外甲醇汽車仍處于探索性、補充性發(fā)展階段。20 世紀(jì)70 年代，美、日等國家已經(jīng)開始布局甲醇汽車研發(fā)，并取得階段性應(yīng)用成果。90 年代后，受油價回落、利益集團(tuán)競爭、關(guān)鍵技術(shù)瓶頸、企業(yè)策略調(diào)整等綜合因素影響，甲醇汽車逐漸退出市場。近年來，隨著各界對碳減關(guān)注度的提升，歐盟國家認(rèn)為甲醇作為液體碳中性燃料，是交通運輸領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，已經(jīng)布局綠色甲醇生產(chǎn)以及車用甲醇燃料測試。
我國在甲醇汽車領(lǐng)域已取得一定成績，部分地區(qū)已基本能保證車用甲醇燃料的供應(yīng)，以吉利為代表的甲醇汽車生產(chǎn)企業(yè)也在積極推動新車型上市，我國甲醇汽車管理政策體系和標(biāo)準(zhǔn)體系的搭建工作也在逐步推進(jìn)。在全球低碳發(fā)展的背景下，國際環(huán)保政策法規(guī)不斷收緊，為了實現(xiàn)減排目標(biāo)，船舶、汽車等領(lǐng)域?qū)状既剂系年P(guān)注度不斷升溫。我國甲醇汽車發(fā)展已走在世界前列，相關(guān)成果為推動甲醇汽車進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，因此我國有潛力在甲醇汽車領(lǐng)域依托優(yōu)勢、搶占先機、實現(xiàn)領(lǐng)跑。
3 甲醇汽車產(chǎn)業(yè)的突出問題
3.1 政策制度尚不完善
在工信部、地方政府、行業(yè)組織以及相關(guān)企業(yè)的共同努力下，我國甲醇汽車管理政策、標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺。但現(xiàn)有體系仍不滿足行業(yè)發(fā)展需求，如缺少甲醇加注站主管部門，各地對甲醇燃料加注站批復(fù)態(tài)度不一，導(dǎo)致部分地區(qū)建站難。與新能源汽車相比，我國對甲醇汽車的發(fā)展未上升到國家戰(zhàn)略高度，甲醇汽車遠(yuǎn)未享受同等政策工具包支持，因此行業(yè)對發(fā)展甲醇汽車缺乏足夠信心。
3.2 部分關(guān)鍵性技術(shù)仍需攻關(guān)
目前，我國已就甲醇汽車產(chǎn)業(yè)化的諸多問題形成系列技術(shù)解決方案，但部分指標(biāo)離行業(yè)預(yù)期仍有差距。具體而言，一是目前全球清潔甲醇制備仍處于發(fā)展初期，車用甲醇并不完全“清潔”，我國甲醇一般使用煤生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中碳排放較高；二是甲醇對發(fā)動機、燃油管路等有一定腐蝕性，需開發(fā)長壽命、低成本、耐腐蝕材料，研發(fā)專用潤滑油解決“燒機油”問題等，進(jìn)一步提高耐久性；三是混動技術(shù)可有效降低甲醇燃料消耗量，但基于甲醇汽車的插電式混動、增程式電動等相關(guān)技術(shù)儲備較少，相比汽油混動技術(shù)相對滯后；四是純甲醇燃料在低溫時汽化條件不佳，甲醇發(fā)動機冷啟動性能差，部分甲醇汽車?yán)鋯有Ч焕硐?；五是甲醇燃燒產(chǎn)生甲醛等污染物排放風(fēng)險，需針對性開發(fā)更有效的后處理系統(tǒng)，保證尾氣排放達(dá)標(biāo)。甲醇汽車面臨的主要技術(shù)問題見表5。
3.3 消費環(huán)境亟待改善
現(xiàn)階段，我國甲醇汽車在消費環(huán)節(jié)有諸多堵點、痛點。一是甲醇汽車仍處于市場導(dǎo)入期，市場空間小，產(chǎn)品可選種類少、競爭力弱，一定程度上出現(xiàn)了“企業(yè)投資生產(chǎn)意愿低、消費者不愿買”的惡性循環(huán)；二是甲醇汽車加注站按照常規(guī)成品油加油站進(jìn)行審批，甲醇車用燃料輸配體系建設(shè)難以落實，甲醇加注站可持續(xù)營運能力差，甲醇燃料配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，路權(quán)與燃油車無異，使用不方便問題突出；三是消費者對甲醇汽車認(rèn)知認(rèn)可度低，對甲醇汽車諸多優(yōu)點知之甚少；四是部分消費者仍持“甲醇有毒”的刻板印象，即使在確保防護(hù)措施有效的情況下，部分消費者陳舊觀點仍難轉(zhuǎn)變，接受度偏低。
4 甲醇汽車發(fā)展策略建議
甲醇燃料汽車在我國具有較好市場潛力和發(fā)展基礎(chǔ)，從目前國外趨勢和我國甲醇汽車推廣應(yīng)用情況來看，宜采取“循序漸進(jìn)、適度鼓勵、因地制宜、重點清障”的原則，加大力度推動甲醇汽車產(chǎn)業(yè)化、市場化應(yīng)用。
4.1 保持甲醇汽車發(fā)展政策穩(wěn)定可預(yù)期
發(fā)展甲醇汽車需要政府和企業(yè)持之以恒投入培育。國家要將發(fā)展甲醇汽車納入能源安全、制造強國等國家戰(zhàn)略體系規(guī)劃，制定符合實際的甲醇汽車發(fā)展目標(biāo)，從資金、項目、技術(shù)、政策、財稅等角度給予政策支持，堅定企業(yè)信心，激勵企業(yè)合理加大資源投入。同時加強政策落地，研究確定甲醇汽車具體扶持政策和標(biāo)準(zhǔn)研究計劃，推動甲醇汽車相關(guān)配套政策、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布并加快實施。
4.2 因地制宜推動部分地方實現(xiàn)特色引領(lǐng)
進(jìn)一步拓展甲醇汽車在特定領(lǐng)域、特定區(qū)域的規(guī)?；瘧?yīng)用范圍。充分發(fā)揮政策與市場在資源配置中的合力，給予甲醇汽車更多市場競爭空間。建議在甲醇燃料資源豐富的地區(qū)做重點推廣，可允許甲醇汽車在部分領(lǐng)域與新能源汽車共享市場，如在出租車、公務(wù)用車、環(huán)衛(wèi)車等領(lǐng)域給予甲醇汽車與新能源汽車同等購置條件。此外，建議支持地方政府及企業(yè)聯(lián)合推進(jìn)甲醇汽車在新能源滲透率相對較低的商用車領(lǐng)域開展特色示范推廣工作。
4.3 支持重點破解甲醇汽車核心技術(shù)難題
分析梳理現(xiàn)階段甲醇汽車發(fā)展面臨的技術(shù)問題，協(xié)調(diào)各級科研資金等，支持關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。鼓勵行業(yè)頭部企業(yè)聯(lián)合高校院所、研究機構(gòu)，采用產(chǎn)學(xué)研合作等模式，推進(jìn)甲醇混合動力汽車、二氧化碳耦合制甲醇、低溫啟動、專用潤滑油等科研工作，并加快科研成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。具體來看，在乘用車領(lǐng)域，近期應(yīng)加快甲醇發(fā)動機專用件的開發(fā)，中后期開發(fā)甲醇缸內(nèi)直噴系統(tǒng)，進(jìn)一步提升甲醇專用發(fā)動機的熱效率。在甲醇燃料方面，近期重點研發(fā)甲醇燃燒技術(shù)、專用零部件技術(shù)、低溫啟動技術(shù)、非常規(guī)排放控制技術(shù)以及機油防乳化技術(shù)，滿足甲醇汽車的推廣應(yīng)用需求。在商用車領(lǐng)域，應(yīng)持續(xù)優(yōu)化甲醇發(fā)動機的燃油消耗率，研發(fā)先進(jìn)的甲醇發(fā)動機電控技術(shù)、優(yōu)化甲醇噴射系統(tǒng)、甲醇發(fā)動機后處理系統(tǒng)、甲醇發(fā)動機與電動技術(shù)相結(jié)合等重點技術(shù)，以及柴油甲醇二元燃料燃燒理論優(yōu)化等共性技術(shù)。
4.4 營造良好的甲醇汽車消費環(huán)境
建議將甲醇燃料納入成品油管理，因地制宜、科學(xué)制定甲醇加注站建設(shè)規(guī)劃，形成布局合理、滿足需求的供應(yīng)體系；支持加油站升級改造補齊甲醇加注設(shè)備；鼓勵地方根據(jù)實際情況聯(lián)合相關(guān)企業(yè)開展甲醇汽車推廣應(yīng)用，成功經(jīng)驗逐步復(fù)制推廣；加強甲醇汽車推廣監(jiān)測評估，制定客觀、科學(xué)的甲醇燃料、甲醇汽車評價標(biāo)準(zhǔn)，支持權(quán)威第三方機構(gòu)開展甲醇汽車對人體、環(huán)境的影響評估，根據(jù)實際評估結(jié)論，加大甲醇汽車宣導(dǎo)力度，增進(jìn)消費者對車用甲醇燃料和甲醇汽車的認(rèn)知認(rèn)可。
來源：交通節(jié)能與環(huán)保
微信公眾號
陜公安備61080202000314號