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2014年6月14日人民日报报道国家主席习近平为了国家的长治久安,中华民族的全面复兴,高度关注国家的能源安全,明确指出:我们必须从国家发展和安全的战略高度,审时度势,借势而为,找到顺应能源大势之道。要求推动能源消费革命,抑制不合理能源消费;推动能源供给革命,建立多元供应体系;推动能源技术革命,带动产业升级;推动能源体制革命,打通能源发展快车道;全方位加强国际合作,实现开放条件下的能源安全。习主席为了中国社会经济的可持续发展,推动生态文明建设,提出了立足国情,稳中求进,逐步实现碳达峰、碳中和的目标,展现出大国的担当和务实的科学态度;为了确保粮食安全的大战略,巩固脱贫成果,习主席多次到各地调研并要求全方位助力“三农”的发展,强调民族要复兴,乡村必须振兴,国家为此新设立了乡村振兴局。
2020年10月3日有机会向天津大学校长金东寒院士请教:作为国家甲醇汽车推广应用专家指导委员会的主任委员,如何看待、推动甲醇燃料的替代?金院士认为这是件好事,意义很大、很重要,发展前景很广阔,困难也很大,必须要站在国家战略的高度,具有前瞻性、大局观,并强调未来大规模的甲醇生产应用并不宜过于依赖传统的化石原料路线。早在上世纪八十年代初,天大前校长史绍熙院士的内燃机团队为助力解决国家柴油紧缺的困难,就曾作过在柴油中掺烧甲醇以提高柴油利用率的研究,多项成果就收录在《史绍熙教授论文集》中,天大也顺势建立了“内燃机燃烧学国家实验室”。近些年来,原机械部何光远部长、原化工部谭竹洲副部长等领导,多位院士、学者上书、呼吁:甲醇是最简单、最安全、最容易储存和运输的液体低碳含氧碳氢化合物,甲醇在能源安全、生态安全、新农村建设三大战略领域均可大有作为,在能源革命中,有必要加快发展,合理布局,扩大应用,大力推广。
甲醇作为动力燃料可用于车、船、农用机械的发动机、应急用的发电机;可以替代国家的部分原油储备;甲醇作为热力燃料,在农业用于大棚作物、烟叶烘烤、果蔬烘干、高温火焰除草灭虫、在工业用于有色金属型材加工、半导体材料硅粉的干燥回收、陶瓷烧制、在民生用于餐饮炉具、冬季清洁取暖器等,实际上国内甲醇热力燃烧的应用已呈现多彩纷呈的景象。最近,国家甲醇汽车推广应用专家指导委员会魏安力秘书长也对甲醇热力燃烧的各种应用场景作了系统的梳理。对此,我们思想上应高度重视甲醇燃料在能源领域的巨大作用,行动上要积极引领、参与、包容、大力推动甲醇经济在我国的发展。
1)发展甲醇经济的必要性
甲醇作为基本有机化工原料,可以生产甲醛、醋酸、MTBE(甲基叔丁基醚)、硫酸二甲酯、聚乙烯醇、丙烯酸甲酯、二甲醚、医药、农药、烯烃等上百种产品,一直是”碳一化学” 研究的对象。但含氧的液态甲醇较之汽油、柴油烃链的多个碳素,更是一种低碳清洁高效的能源,其市场需求量远比用作化工原料高得多。甲醇的原料来源广泛,煤炭(包括国家鼓励利用的劣质煤、高硫煤、煤矸石)、天然气、煤层气、一些工业尾气如焦炉煤气、黄磷尾气、乙炔尾气都可以生产甲醇,工艺技术都很成熟,中科院李灿院士团队用光伏发电制氢与二氧化碳合成甲醇的千吨级工试已经成功,正处于工程化、产业化的前夕,更有量大面广的生物质能可以转化、生产“天然碳中和”的绿醇。
2021年11月召开的世界交通会议上习主席指出:要加快形成绿色低碳交通运输方式,鼓励引导绿色出行,让交通更加环保、出行更加低碳?;嵋橐笏薪煌ㄔ耸涔ぞ叨加κ迪旨跆嫉哪康?,毕竟交通运输消费了全球能源的四分之一。中国的高铁、高速公路和河、海航运均居世界之最,以汽车为例,至2021年3季度全国机动车保有量达3.9亿辆,其中汽车2.97亿辆,到2022年3季度全国机动车保有量4.12亿辆,其中汽车保有量3.15亿辆(纯电动车926万辆,占汽车保有量的2.94%)增长很快。面对如此庞大、现实的市场,推广应用全过程的可再生绿色低碳甲醇能源,显得尤为必要,中国也理应为人类有更多创新、更大贡献。
中国燃料甲醇的国内外市场在后疫情期依然亮眼:全球甲醇行业协会赵凯先生报告:
2021年11月29日,中国两船厂各获新加坡8艘甲醇动力集装箱船订单;
2021年11月烟台造船厂获得一艘海上风电安装船的订单,该船由5台使用甲醇燃料的瓦锡兰32发动机提供动力。
2022年9月国际船舶网的消息,中远海运集团将跳过LNG在扬州造甲醇燃料超大型集装箱船,其中6艘是甲醇双燃料,9艘为传统动力但采用甲醇燃料预留,总造价约200亿元,前景可期。
2022年10月5 日马士基向韩国订购6艘甲醇双燃料发动机船舶,总共已达19艘,可年减二氧化碳230万吨 。马士基的高层认为绿色甲醇是未来十年内最能规?;穆躺剂?,他们很高兴已有几家船运公司也选择了这条路线 。
吉利汽车经过多年的努力,到2021年末已投放3万多辆甲醇车上市,其中贵阳、西安就分别有甲醇出租车约1.6万和1.4万辆,行车成本比燃油低近一半。 近些年来,通过政府推动、财政补贴,中国电动车发展迅猛。凡能少用、弃用燃油,有利于国家减少原油进口和碳排放的都应该支持。美中不足的是当下所用电力多来自煤电。西南有约80%的电力来自可再生的水电,大多都“西电东输”上了国家电网,加上全国有大量光伏、风力发电,但总体而言约60%是煤电,(以电动车用70kw的锂电池100公里耗15kwh电,二氧化碳排放量约15kg,就算只用了60%的煤电,二氧化碳排放也有9kg),从全过程评价,就不能认为用上纯电动车就是绿色出行了。当前中国的甲醇77%来自煤炭,被有些人称之为黑醇,此情况虽不理想,但1吨甲醇毕竟可消纳1.4吨二氧化碳,其生产过程中的碳排放仍比燃煤发电、煤炭单纯制氨燃料要少。长远看,终究是要靠科技进步,创新能大规模生产的生物质绿醇和更多采用“液态阳光”甲醇、“绿氢”来部分或大部替代燃油,直到2060年全国80%以上的能源消费均来自非化石能源。
2005年美国能源部研究认为,2050年全球液体燃油的80%将来自生物质能。世界能源大会也曾提出要将生物质气化技术确定为优先开发的新能源技术之一。
纵观国内外形势,能源的多元化,特别是甲醇经济、甲醇燃油替代的大势值得关注,这也不是依人的主观意愿能改变的。生物质甲醇燃料对助力国家的能源安全,促进双碳目标的实现,赋能乡村振兴都是十分必要的。为此要因势利导,促其健康发展,而瞻前顾后,则只能贻误时机,落于人后。
2)发展甲醇经济的可持续性
化石能源的煤、油、气资源对当前和今后一段时间的社会经济发展和民生都非常重要,但中国基于“富煤贫油少气”的基本国情,以致近年油、气对外依存度已分别超过73%、43%,对国家能源安全非常不利,特别在中国,制造业发达,人口众多,这种能源供需结构是不可持续的,而没有能源资源的永续利用,就没有经济的可持续发展。更何况在俄乌冲突中西方发起的重重制裁也为我们敲响了警钟。为了探索新的能源途径,也为了消化一度积压的陈化粮,我国曾在1999年末接受部分人大代表、政协委员的建议,学习美国用玉米、巴西用蔗糖蜜料生产燃料乙醇,决定在吉林、黑龙江、河南和安徽新建了4座乙醇厂,总产能102万吨,年耗玉米330多万吨,国债投入建设资金4.8亿元,2002年投产至2006年,除去免税1.9亿元,中央财政还补贴亏损20亿元?;诹甘潮旧淼恼铰缘匚缓鸵掖汲У挠俗纯?,也基于“不与人争粮,不与粮争地”的原则, 2007年6月7日粮食乙醇被叫停。其时我国仍保有木薯、甘薯等非粮原料制乙醇产能约605万吨、产量340万吨。人们注意到2017年9月,国家15部委要求到2020年全国范围将推广使用乙醇汽油,当年中国乙醇产量987万吨,燃料乙醇仅274万吨,这个目标没法实现。2021年我国汽油表观消费1.4亿吨,即使乙醇添加量只有约10%也要1400万吨。到了2021年10月中央两办提出对以粮食为原料的生物质能源加工业发展要进行调控。就在当年11月国家17个部门又发文,在“促进绿色消费实施方案”的(六)中提到“严厉查处在乙醇汽油封闭推广区域销售非乙醇汽油行为”。人们第一次知道国内还有个计划?;は碌穆⒍鲜谐 耙掖计头獗胀乒闱颉?,是否也意味着不在全国范围推广乙醇汽油了?看来文件起草人真不知道近30年来不少石油公司在销售的油品中已加进约13%的甲醇,早已成为非乙醇汽油(乙醇在汽油中的添加量才10%),当初主观上也许只是为了多收一点油、醇差价,从未受过查处,今天更大可不必“严厉查处”,因为燃油添加13%的甲醇,意味着可减少约10%的原油进口、低碳燃料甲醇的添加既提高了辛烷值(过去要添加甲醇和异丁烯为原料的MTBE调和剂),有助提高压缩比,又可减少碳的排放、还因甲醇是含氧50%的动力燃料,在提高燃烧热效率的同时,还能减少尾气中氮氧化物的形成与排放,有利?;ご笃肪?。燃料甲醇代用越多,好处也越大,应该大大方方地代用,堂而皇之地代用。实际上,柴油机用甲醇、柴油各50%的混合燃料,经台架试验已经在天津成功,并在重车、船舶上试用。上?;褂忻衿蠼巢裼突米ɡ际踝魇视π缘髡?,用90%的甲醇、约10%的水作燃料,全部取代柴油,已形成20KW—600KW 系列发电机组,在2021年4季度上海电力紧张之际,批量供应市场,不但助解用电燃眉之急,而且电价比柴油发电便宜近一半。除吉利公司成功开发系列甲醇汽车及配套技术外,在深圳、山西、陕西、贵州、云南、河北都有民企针对上亿在用车的现状,试图让甲醇改性而不用改车的方式,为提高燃料甲醇的热值、改善冷启动性能、减除甲醇对橡胶件的溶胀、可能对有色金属件的轻微腐蚀,作了很多工作,虽然他们屡遭排斥、打击,却初心不改,令人感佩!他们在实际工作中有创新、有专利,包括研究美国乔治.A.奥拉在”跨越油气时代:甲醇经济”提出的可在甲醇里加入少量丁烷、戊烷或二甲醚进行改性。很多人既反对甲醇燃料,更反对燃料甲醇改性。奇怪的是汽油上世纪二十年代就添加剧毒的四乙基铅提高汽油的辛烷值、抗爆震,整整用了60年,直到八十年代才被MTBE调和剂取代,添加量约10%(MTBE的组成含28%的甲醇)。近日多家媒体转载发改委改革报记者徐国信的报道:甲醇燃料添加了陈茂高先生研发的所谓“母液”,能提高热值、辛烷值,改善冷启动性能,尾气达标排放,适应各种在用车,燃油替代比例仅1.3:1,远比燃油便宜。果如是,于国于民都是大好事。据知近10年来这类甲醇燃料的代用量已超1600万吨。而非粮乙醇的生产虽可以用秸秆通过纤维素水解酶再经发酵获得,但传统的工艺主要靠淀粉、糖分高的农产品如木薯通过生物酶的发酵作用。在化工部的年代,各省都有一家生产丙酮、乙醇的溶剂厂,多用红薯干作原料,一般效率低,过程长,规模小,成本高,对国家的能源安全实难担重任。
今年陕西有年产50万吨的煤基乙醇装置投运,可转化煤炭122万吨,其主流程是先要经过煤气化制得70万吨甲醇(有人称之为黑醇),再以1.4:1的比例生成二甲醚,再羰基化、加氢制成乙醇。这就导致流程长、设备多,占地达1365亩,投资达69.8亿。这样的乙醇用作化工原料深加工,提高附加值,如脱水制乙烯等,当无可厚非。但用作燃料乙醇这样的能源转换就未必合理了,毕竟其前端70万吨燃料甲醇的投资估算也就39亿元。
相比之下,2009年中国就有甲醇企业213家,产能2735万吨,其中煤头169家,产能1856万吨,占比67.8%,气头21家,产能561万吨,占比20.5%,焦炉气23家,318万吨,占比11.6%。2022年中国氮肥协会报告2021年甲醇产能9743万吨,产量7765万吨,当年还进口了1119万吨。2021年3月中国煤业能源集团称:2020年底中国甲醇有效产能9700万吨,占世界60%以上??杉С偶状寄茉刺娲哪芰Ρ热剂弦掖记慷嗔?。随着绿氢绿醇包括生物质甲醇技术的成熟,中国能源多元化结构、技术和能源供需革命都会迎来新的局面。
据了解,巴西的一些乙醇汽油是60%的乙醇、33%的甲醇和7%的汽油构成的混合燃料,美国亦然,替代传统燃油比例很大,但在遇到国际低油价时,仍销售困难。 国内外燃油替代中的问题和经验,对我们的启示是:必须依靠农村民众,作为农业系统工程,积极探索生物质收、储、加工、运输全过程的合理方式、费用,革新工艺、设备,提高热能的梯级利用和资源综合利用的水平,尽可能降低工厂成本,采用新的金融工具,在农村帮助农民实现农业资源变资产,资产变资金,资金变股权,把“青山绿水”变成看得见、摸得着的“金山银山”。从而在广大新农村更好地实现和推进可持续的甲醇燃油替代,藏能于民,发展甲醇经济。
3)发展甲醇经济的技术可行性
我国从南非萨索尔(Sasol)公司引进煤制油开始,包头建成年产180万吨煤基甲醇制60万吨烯烃装置,2008年4月鄂尔多斯煤化工启动年产420万吨甲醇、300万吨二甲醚项目,国家还在银川、山东、内蒙和陕西建成了多套煤制甲醇、烯烃的装置,表明煤制甲醇的工艺技术是成熟的,煤气化炉也用国产的航天炉成功取代了过去靠引进的鲁奇炉、德士古炉。四川泸天化利用合成氨二手设备调整产品结构,以天然气为原料生产40万吨甲醇、10万吨二甲醚已经20多年,工艺技术也是成熟的
近几年,为了净化大气环境,减少碳排放,国家压减散煤,推行以天然气代煤、以电代煤,为了能源安全、为了便利民生,我们认为国家也应该鼓励以醇代煤、以醇代油的绿色消费。在双碳目标下,世界各国都加大了生物质气化制甲醇的研发和工程化力度。美国能源部(DOE)的可再生能源实验室用热化学法转化非粮生物质,1993年10月在夏威夷建起了生物质气化制甲醇的示范装置, 1999年底实现由合成气制甲醇。日本的三菱重工2002年在长崎研发中心启动了生物质合成甲醇的工程。瑞典利用德国伍德公司的专利,进行商业化运作,2013年底开建了年产10万吨的甲醇装置,日耗1000吨林木类生物质,制得375KL/D的甲醇(相当300吨/日)。在国内,南京林业大学周建斌教授团队开发的生物质气化发电多联产技术已在各地推广了100多套;河南济源润万家能源公司也建成并推广了生物质气化发电副产炭棒、活性炭、炭基复合肥;原化工部太原第二化工设计院(赛鼎工程公司)与德国专家合作,用生物质造粒后在直径600mm,操作压力30kg的固定床气化炉试烧,配合计算机模拟,完成了年产10万吨生物质甲醇的基础设计,近日中集集团、绿色银行合作为马士基生产5万吨、10万吨绿醇,工程设计就由赛鼎工程公司承担?;褂泄纠贸莆酝蹙母咝Ь晔股镏史⒔透咝驶袢〈罅空悠迫〖状嫉募际?。这些都给绿醇生产带来了希望。发展农村生物质能源,利用“天然碳中和”的生物质制取绿色燃料甲醇正是我们的关注重点和努力方向,尽管我们当下还缺乏第1手系统的验证和实践。
4)发展燃料甲醇的安全性
有资料介绍:若误将甲醇当乙醇饮用不仅会伤害眼睛,甚至危及生命。而饮白酒过量,酒精中毒致人死命的事也时有所闻。但以醇代油,甲醇没有汽、柴油本身带有的苯类有害物;对生态的负面影响,假设汽油为100,则乙醇为50,甲醇为30;甲醇的降解自净能力和速度高于汽、柴油;危害指数评价甲醇的THI 为20,毒性低于汽油的28;甲醇同汽油比造成的火灾、伤害要分别低90%、95%;甲醇自燃温度436.89 ℃ 高于汽、柴油,闪点12℃,比汽油高、难点燃,安全性较好,甲醇作为?;酚肫?、柴油处于同一级别,但冷启动性不佳,需要改进。凝固点-97.8℃,冬天不会结冻。生物质裂解、气化生产甲醇的过程,可能产生少量焦油,在适当的高温下可以气化、分解、烧失。在使用燃料甲醇的过程中,排气也可能有甲醛出现,但上海的夏雪公司生产的甲醇发电机,容量从20KW到600KW的机组,使用M90加10%的水,尾气未检出残余甲醇或甲醛。在使用甲醇水(60%的甲醇,40%的水)重整进氢燃料电池的上海静安碳中和研究院,300瓦—5千瓦燃料电池的排气中除了二氧化碳和水,也没有检测出甲醛之类有害成分,研发者认为在有必要时可加入一个氧化室以确保尾气合格排出。这一技术可在特定的条件下得到应用。
因为甲醇是含氧50%的液体燃料,燃烧过程可少吸入空气,不但减少了排气带走的热能,还能打大幅度提高系统热效率,而且尾气中的氮氧化物比用化石能源少,更易被尾气催化净化器处理掉。
可以说,正常使用作为低碳清洁能源的燃料甲醇,对人身、生态和环境都是安全的。
5)发展甲醇经济的前瞻性
在内燃机学会会见魏安力秘书长时,曾评价:你们通过实施甲醇的农业工程可以为“三农”赋能、助力。
在甲醇热力燃烧的实践中发现,甲醇燃烧产生的二氧化碳可以补充大棚中二氧化碳的不足,从而强化大棚作物的光合作用,使农产品明显增产、提质、农民增收,被农民喜称为“气肥”。烟农用甲醇烘烤烟叶,二级以上烟叶从不足40%提高到80%以上,烟农收入大增,一个烤季一户可增收8000—12000元。
拓展农民的增收渠道,除了在传统耕地上的粮、油、果蔬等农产品外,所谓第二农业的秸秆、谷糠、坚果壳和芦苇、林业废弃物、必须间伐的树木、竹林、通过高值化利用,均可为农村、农民带来更大的综合收益。
用低碳、清洁、方便储存的燃料甲醇替代燃煤、燃气、电力、秸秆直烧,可以在减排二氧化碳的同时,改善农村的环境和农民的生活质量,有利于新农村的建设。
通过平台公司加农户推广甲醇作动力燃料的各种小型农业机械,将助力农业现代化。西南大学、大为能源、酉享能源都为此作了很多工作。在农村有计划、有组织地扩大边坡地、弃耕地的能源林规?;种?,既有利于生态、减少水土流失,又可扩大生物质的资源量,扩大就业,增加农民收入,通过发现、培育当地县、镇、乡的名优、特色、地理标志产品,推动农业的产业化,加上集体和农民的土地可以入股,收益可以分红,在农村经济全面发展中可以抱团取暖,抱团助力,共同富裕。
可再生的生物质能源在农村的广泛使用,汇集到平台公司,还可探讨作碳汇交易,收益全部归农民和村集体,用于新农村建设。
甲醇是理想的最佳储氢载体,发展甲醇经济与发展氢经济在消费侧可以是一体两面的事,关键是要算好经济账,找到最合理利用的途径。有可再生能源转化的绿氢能就地安全使用或安全地储、运、使用,是大好事,但殊为不易。正如刘科院士指出的:甲醇的体积能量密度为4300kwh/m3,虽远低于汽、柴油,但远高于特斯纳260kwh/m3的电池水平;1升甲醇的载氢量是1升液氢的两倍(143g V 72g)。利用液态甲醇可以安全储存、长距离输送、装卸和加注的特点更节约投资,更有利扩大甲醇和氢燃料电池的应用范围,必要时甲醇汽车也易于转换成氢燃料电池车。
固态储氢合金的研究国内已进行20多年,有专家介绍,若用电动车锂电池重量的一半,约300~400公斤的储氢合金,储氢量达到3.5%,氢燃料电池车将续航1000~1400公里,所以也值得关注。
考虑到今后甲醇燃料的大量、大面积使用的前景,一种经过改进,专为甲醇安全运输、储存、装卸配套的液体集装罐已获专利授权,可以全过程防挥发、防吸潮。
6)生物质资源量与质的保证度
这是发展生物质甲醇的前提,没有资源量与质的保障,经济性等一切期待都是空谈。
中投顾问发布的《2016—2020年中国生物质能发电产业投资分析及前景预测报告》指出,全球每年经光合作用产生的生物质能约1700亿吨(标煤),其能量相当于世界主要燃料贡献的10倍,而作为能源的利用量还不足总量的1%,生物质能开发潜力巨大。
国际能源署认为中国至少可贡献17亿吨标煤的生物质能源:现有18亿亩耕地的农业废弃物和5亿亩林地的产物,其生物质能相当于7亿吨标煤,加上40亿亩荒漠、盐碱地、荒山、坡地种植能源作物,还可以贡献10亿吨标煤的生物质能。
2015年我国森林覆盖率22.08%,森林蓄积量164.33亿方。国家要求2025年森林覆盖率达24.1%,森林蓄积量达180亿方,此目标可望提前实现。森林蓄积量每公顷约90立方(45吨),中国人造林规模世界第一,今后还将大规模种植生态能源林,并进行市场化、商业化运作。对天然林在?;さ耐?,也要科学管理,合理间伐。
生物质资源已有多种应用:发电、燃气、沼气、饲料、肥料、造纸、人造纤维。2007年9月“国家可再生能源中长期规划”指出我国资源潜力大、发展前景好的可再生能源主要包括水能、生物质能、风能、太阳能。其中的生物质液体燃料提出到2020年生物燃料乙醇利用1000万吨,生物柴油利用200万吨,总计形成年替代1000万吨成品油的能力,规划未能实现,即使实现,其替代量也是微乎其微。规划未提及燃料甲醇。时隔14年后的2021年12月,工信部在“十四五工业绿色发展规划”中提到“促进甲醇汽车等替代燃料汽车推广”并纳入“绿色产品和节能环保装备供给工程”,把“二氧化碳耦合制甲醇“也列入”绿色低碳技术应用工程“。这是大好事!2022年9月17日在“2022全球能源转型高层论坛”上,国家能源局章建华局长也明确提出“积极推动低碳交通、建筑光伏一体化等绿色用能模式发展,积极探索绿氢、甲醇、氨能等替代化石能源的新方式、新途径?!庇牍ば挪课宀课奈募裢耆恢?。
2019年底全国投运生物质发电项目1094个,其中农林生物质发电项目374个,装机973万千瓦,调研发现农林生物质发电的企业年运行时间可达8000小时,这是一大优势,高于燃煤电厂,更远高于风电、光伏发电。
除了林木资源, 2015年6月23日有报道中国农作物秸秆的可收集资源量约7.9亿吨,其中
玉米杆 2.65亿吨,稻草 2.05亿吨,麦秆 1.06亿吨,油料秆 0.56亿吨,其他1.65 亿吨。
在农林生物质利用上
秸秆饲料化利用 2.19亿吨,占27.8%,秸秆肥料化利用 2.0亿吨,占26.4%
秸秆能源化利用 1.0亿吨,占13.6%,秸秆造纸原料用 3333万吨,占4.2%
秸秆食用菌基料利用 2309万吨,占2.9%
尚留有1.983亿吨,占25.1%。
我国南方特别是四川还有丰富的1766万亩竹林资源,仅以宜宾市为例,2020年底有竹林面积354.6万亩,竹材蓄积量2730万吨(干基1750万吨),竹子3-4年即可用作原、燃料。
7)将氨作为燃料能源的疑虑
大力发展氢能的热潮正在各地兴起之际,又刮起了用氨作能源的风,理由是氨的分子结构(NH3)中不含碳元素,燃烧时没有碳排放,且氨的生产、液化、储、运、加注、使用都比氢成本低、安全、方便,在贬低氢能的同时,有人还提出用化石原料利用现有化肥厂就可以大量生产氨并可利用已有管道输送。
必须指出,化石原料无论煤、轻油、渣油、天然气都可以通过蒸汽转化重整,生产出氨、甲醇和氢气。转化气中的碳氧化物在氮肥厂经变换、净化成为生产尿素的原料,没有碳的排放。转化气中的碳氧化物在甲醇厂通过调整碳氢比进合成塔,1吨甲醇可消纳约1.4吨二氧化碳,燃烧系统仍有约2.0吨二氧化碳的排放。对要用氨作燃料的人而言,转化气中大量的二氧化碳不再是尿素的原料,1吨氨副产二氧化碳670~700方就得排放1.68吨二氧化碳,加上燃料气排出的二氧化碳1.32吨共约3.0吨必须找出路,否则只能加大碳排放!还要明白长距离管输有原油、成品油、天然气和自来水,很少有长距离输氨管可资利用。对要用氢作燃料电池的人也一样,转化气中的氢可以分离出来为你所用,但其中大量的二氧化碳也必须找出路。
中国石化协会的统计,2020年全国合成氨产能为6676万吨,产量为5884万吨,分别比2015年下降8.7%和11.9%,当年尿素产量5623万吨,平衡液氨3514万吨,其余的氨多用于生产制冷剂、硝酸、硝铵、磷铵、氯化铵等。合成氨产能富裕很多。即便你有资金去利用现有设备的潜力,我也奉劝谨慎为宜。且不说氨是有强烈的刺激性的有毒?;泛投越鹗舻母葱?。凡是关注环保的人都知道上个世纪40年代和50年代在洛杉矶和伦敦因燃油汽车尾气日排放300多吨的氮氧化物,经光催化形成淡黄色的烟雾弥漫在大气中,数日不散,致洛杉矶四分之三的人患上红眼病,伦敦有400多老年人死亡,之后两个多月又陆续死亡8000多人!总之,氨的生产有大量碳排放,即使用绿氢,用空分或变压吸附从空气中取氮,调整好3:1的氢氮比,经加压催化合成,合成气每一次循环所得氨净值只有约10%,而氨无论作为动力燃料或热力燃料氮氧化物对大气的危害是免不了的。硝酸就是氨催化氧化成氮氧化物用水吸收生成的?;挂⒁獾接捎?/span>2019年3月21日江苏响水发生重大爆炸事故,国家能源局在2022年2月发布了治理方案:所有公用燃煤电厂于2024年底分批拆除重大危险源的氨罐,将电厂液氨改尿素脱硝的工作提上日程。大电厂在大中城市才有1~2座,事故概率极小,而遍布城镇、高速公路两侧的加油站,很难想象一旦都安装上氨储罐,会是怎样的场景,应急、环保部门也很难认可。其实,有了绿氨,加上回收的二氧化碳,就能取代传统的化石原料路线生产尿素,既满足农业用肥的需要,又得到减排二氧化碳的良好效果,何乐而不为?
我们为什么要关注甲醇?尤其要关注生物质甲醇?2022年1月7日《人民日报》的评论说得很明白,能源是工业的粮食,能源的饭碗必须端在自己手里。2021年5月1日习总书记在政治局集体学习时更强调:建设生态文明、推动绿色低碳循环发展,不仅可以满足人民日益增长的优美生态环境需要,而且可以推动实现更高质量、更有效率、更加公平、更可持续、更为安全的发展,走出一条生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。正因为生物质甲醇是液态低碳可循环的绿色能源,发展甲醇燃油替代既关系国家的能源安全、生态安全,也是推动能源革命的应有之义。而天然有碳中和特质的生物质甲醇正是当下和未来助力实现双碳目标、可持续发展,能在广袤农村赋能新农村建设、乡村振兴、农民富裕、实现农业现代化的宏伟目标!确实值得我们高度关注并身体力行,付诸行动!