貴州省通過市場化方式大力推廣甲醇汽車。資料照片
圖為吉利集團(tuán)推出的甲醇新能源汽車。資料照片
編者按
曾經(jīng)因各種原因被不少國家放棄的甲醇汽車，如今在碳中和的目標(biāo)下迎來新的發(fā)展契機(jī)。在新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展、技術(shù)路線多元與包容的大背景下，政策的支持和相關(guān)企業(yè)的大力推動，使甲醇汽車在中國迎來了更為廣闊的發(fā)展空間。
因其具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，使用甲醇作為燃料的甲醇汽車在上世紀(jì)七八十年代曾受到歐美各國競相追捧。不過，受各種因素制約，甲醇汽車目前在國外已基本退出舞臺。而在國內(nèi)，在政策支持和相關(guān)企業(yè)的大力推動下，我國甲醇汽車卻進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展階段。
研究熱潮一度興起
甲醇作為一種燃料，始于第二次世界大戰(zhàn)后期，當(dāng)時(shí)德國、日本、意大利等國礦產(chǎn)資源嚴(yán)重匱乏，為了不受制于人，甲醇被作為汽油的替代品使用，彼時(shí)德國開發(fā)出的“超級油料”就是甲醇、汽油和添加劑制成的成品燃料。由于在技術(shù)上無法規(guī)避甲醇對金屬和橡膠件的腐蝕問題，德國只將其用來充當(dāng)火箭燃料。
上世紀(jì)70年代初，由于“石油危機(jī)”的出現(xiàn)，許多國家為了能源安全和平衡外匯，更加積極尋找石油的代用能源。在這種力量的推動下，甲醇作為一種液體燃料，其運(yùn)輸、分配、攜帶、使用方式都和傳統(tǒng)的汽、柴油差不多，且原料資源豐富，燃燒干凈，因而愈發(fā)受到各國重視。
在甲醇燃料的推廣過程中，人們發(fā)現(xiàn)其不僅可替代石油，而且使用甲醇燃料的汽車尾氣排放也比使用汽油和柴油的汽車低很多，對環(huán)境更有利。
因此，到了上個(gè)世紀(jì)80年代，盡管石油價(jià)格回落，但改善大氣環(huán)境質(zhì)量已成為發(fā)展甲醇燃料的推動力，美、德、加、法、日、瑞典、新西蘭等發(fā)達(dá)國家的政府和汽車公司，都在大力推動醇燃料（含醇的液體燃料）汽車的研究、試驗(yàn)和示范推廣，并由國家議會列為清潔燃料，予以發(fā)展。世界各大汽車廠也開發(fā)出了許多不同方案的醇燃料汽車，如專用優(yōu)化的醇燃料小轎車（曾是巴西汽車的主流），全醇燃料的大轎車、大卡車，靈活燃料汽車等。
瑞典是歐洲地區(qū)推動甲醇汽車最為積極和突出的國家之一。自1975年起，該國便開始組織針對甲醇燃料和甲醇汽車的研究工作，并于1976年以東道主的身份舉辦了第一屆國際醇類燃料會議，以推動包括甲醇和乙醇在內(nèi)的替代燃料的國際交流。
在首都斯德哥爾摩以南的尼奈斯海姆，瑞典還組織了一支主要使用M15（含15%甲醇）燃料的測試車隊(duì)。與此同時(shí)，也有一些來自美國福特公司和德國大眾公司的轎車在瑞典使用M100（即純甲醇）燃料運(yùn)行。
美國也是國際上發(fā)展甲醇燃料起步較早的國家，上個(gè)世紀(jì)80年代已有甲醇汽車正式在市場銷售，主要供給聯(lián)邦和各個(gè)州的政府部門使用。
自1978年起，美國加州開展了長達(dá)20多年的甲醇汽車試點(diǎn)項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)參與加州示范項(xiàng)目的汽車制造商主要是福特和大眾兩家公司，加州政府從這兩家企業(yè)采購了一定數(shù)量的汽車產(chǎn)品示范運(yùn)行。但在項(xiàng)目初始階段，地域相對廣闊的加州只有10座可以提供甲醇燃料的加油站，極大地限制了甲醇汽車的推廣。
為了應(yīng)對這一基礎(chǔ)設(shè)施方面的制約，上世紀(jì)80年代，福特公司的研發(fā)負(fù)責(zé)人之一羅貝塔·尼科斯提出了所謂靈活燃料汽車的解決方案。該公司研制的第一款靈活燃料汽車，基于其既有的金牛座中級轎車平臺改造而來，既可以使用M85（含85%甲醇）燃料，也可以使用普通的汽油。這樣一來，便解決了車輛運(yùn)行地域范圍受限的問題。
隨后，美國另外兩大本土汽車公司通用和克萊斯勒也相繼推出了這種靈活燃料汽車。這種靈活燃料汽車的另一項(xiàng)優(yōu)勢，是解決了純甲醇燃料在低溫時(shí)汽化條件不佳、不易冷啟動的問題。它在低溫啟動時(shí)首先使用汽油驅(qū)動發(fā)動機(jī)，待溫度上升到正常工作狀態(tài)后，再切換到使用甲醇燃料。
此時(shí)，推動甲醇汽車的主要動機(jī)已經(jīng)由應(yīng)對石油危機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)楦纳瓶諝赓|(zhì)量。
1988年，美國總統(tǒng)里根簽署了《車用替代燃料法案》，隨即美國環(huán)保署批準(zhǔn)可以將甲醇用作汽車燃料。一年后，新當(dāng)選的美國總統(tǒng)老布什簽署了《清潔空氣修正案》，1992年他又簽署了《能源政策法案》，對使用替代能源的車輛予以稅收減免，并且要求政府部門帶頭使用甲醇汽車。
曾經(jīng)輝煌的過去
在海外，甲醇汽車曾有過一段輝煌的過去。
1997年，德國奔馳公司提出甲醇重整燃料電池A級轎車方案，并推出了第一臺以甲醇作為燃料的汽車Necar 3――通過甲醇水蒸氣重整技術(shù)將甲醇重整，得到氫氣并將氫氣導(dǎo)入電堆發(fā)電，此過程中氫氣可以即產(chǎn)即用。Necar 3配有38升的甲醇箱可以支持這輛A級車連續(xù)行駛300公里以上。
2001年11月，戴姆勒克萊斯勒公司在柏林發(fā)布了以甲醇為燃料的燃料電池車Necar 5，并將其定位為全球第一個(gè)達(dá)到試用階段的甲醇重整燃料電池汽車。Necar 5的整套動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積較之前的設(shè)計(jì)減小了一半，功率提高50%，未配備動力電池，續(xù)航里程400公里以上，最高車速超過150公里/小時(shí)。整套燃料電池系統(tǒng)安裝在車的底部，提供了和梅賽德斯奔馳A級車一樣寬敞的內(nèi)部空間。
2002年5月20日，奔馳Necar 5從美國舊金山出發(fā)，經(jīng)歷了加利福尼亞的高溫環(huán)境和內(nèi)華達(dá)山脈、落基山脈的低溫多雪環(huán)境，跨過了高達(dá)2640米的山口，穿越了交通擁擠的大城市，于2002年6月4日順利抵達(dá)華盛頓。這次橫跨美國大陸的測試歷時(shí)14天，系統(tǒng)地探究了Necar 5在日常運(yùn)行狀態(tài)中的技術(shù)極限，創(chuàng)造了甲醇燃料電池汽車5250公里的長途行駛紀(jì)錄。
2020年，德國跑車制造商Roland Gumpert創(chuàng)辦的汽車公司，生產(chǎn)出了全球首輛甲醇燃料跑車Gumpert Nathalie。據(jù)外媒報(bào)道，該款車采用了綠色環(huán)保的甲醇燃料，配備四個(gè)電機(jī)，由燃料電池提供動力，百公里加速僅為2.5秒，最大馬力可達(dá)530匹，最高時(shí)速為300公里/小時(shí)，在裝滿甲醇的情況下，可以行駛800公里以上。
2017年4月，在德國漢諾威展上，丹麥的SerEnergy公司推出了一款基于純電版日產(chǎn)eV200車型的改裝車，在原純電車上用SerEnergy公司的甲醇重整制氫燃料電池模塊做了增程改裝，續(xù)航里程可達(dá)800公里。該公司甲醇燃料電池車的運(yùn)行，也促使丹麥建設(shè)了第一個(gè)甲醇加注站，這也是歐洲第一個(gè)甲醇加注站。
1996年至2004年間，日本本田公司同樣在燃料電池領(lǐng)域就甲醇重整制氫技術(shù)做了相應(yīng)的研究，并推出了相關(guān)車型。而美國的福特、通用和克萊斯勒等車企也曾開發(fā)過不同方案的醇燃料汽車，包括專用優(yōu)化的醇燃料小轎車，全醇燃料的大轎車等。
但進(jìn)入上世紀(jì)90年代后，甲醇汽車在國際上由熱轉(zhuǎn)冷，特別是此前甲醇汽車發(fā)展迅速的美國，由于獲得乙醇的成本更低，渠道更多元，使得加入10%乙醇的汽油占據(jù)了更大優(yōu)勢，甲醇汽車很快便被邊緣化，并淡出了美國消費(fèi)者的視野。
海外由興轉(zhuǎn)衰原因復(fù)雜
目前來看，甲醇汽車在國外已基本衰亡。作為燃料，甲醇在美國、瑞典、德國等國經(jīng)歷了政府支持、示范推廣、最終被限制使用或禁用的過程，這與各國當(dāng)時(shí)的政治、經(jīng)濟(jì)情況以及甲醇本身的特性都有著密切的關(guān)系。
和中國相比，歐美國家在甲醇汽車領(lǐng)域研發(fā)時(shí)間更早，技術(shù)更成熟，并一度產(chǎn)業(yè)化，然而，時(shí)至今日，卻鮮見甲醇汽車。業(yè)界認(rèn)為，甲醇汽車未能在歐美形成氣候，主要原因在于利益之爭。
據(jù)外媒報(bào)道，美國石油財(cái)團(tuán)的實(shí)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于汽車財(cái)團(tuán)，即使在1992年至1995年甲醇汽車的三年黃金發(fā)展期，加州政府也不過只是在遠(yuǎn)郊偏僻之地加設(shè)了100個(gè)甲醇汽油加注站。由于沒有充足的甲醇汽油可用，福特公司1993年銷往10個(gè)州的6萬輛甲醇汽油靈活燃料汽車不得不重新使用汽油燃料，加上被石油財(cái)團(tuán)壟斷的輸送管道也不配合，1998年，福特汽車的甲醇汽油及其新能源汽車項(xiàng)目夭折。在加州政府與各大石油公司加油站的租賃協(xié)議到期后，原本能夠提供甲醇燃料的加油站也紛紛改為傳統(tǒng)加油站。
另外，甲醇的安全性，尤其是毒性一直被認(rèn)為是甲醇大規(guī)模使用的隱患。事實(shí)上，盡管甲醇汽車在示范運(yùn)行過程中的結(jié)論一直是“安全性能夠得到保障”，且在甲醇汽車示范運(yùn)行總里程超過2億英里（約合3.22億公里）的美國，也從沒出現(xiàn)過甲醇燃料中毒事件，但對于從未接觸過甲醇燃料的人來說，其“有毒”的說法還是讓人“望而卻步”。
與此同時(shí)，氫能作為另外一種新的替代能源也在這一時(shí)期逐漸走入了汽車制造商的視野，各個(gè)企業(yè)開始研究和探索氫燃料電池技術(shù)或?qū)錃庾鳛槿剂蠎?yīng)用于內(nèi)燃機(jī)。
正是在多種技術(shù)路線的競爭下，甲醇汽車漸漸淡出了人們的視野。
國內(nèi)發(fā)展迎來新契機(jī)
我國是全球最大的甲醇生產(chǎn)國和使用國，產(chǎn)能和產(chǎn)量均超過全球一半以上。數(shù)據(jù)顯示，2019年全國甲醇產(chǎn)能約9000萬噸，占全球60%，產(chǎn)量約7000萬噸。同時(shí)，我國的甲醇生產(chǎn)、應(yīng)用裝備技術(shù)均處于世界前列，這為我國發(fā)展甲醇汽車帶來了充分的能源和技術(shù)保障。
2019年3月，工信部連同發(fā)改委、科技部、公安部等八部委，聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于在部分地區(qū)開展甲醇汽車應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，鼓勵山西、陜西、貴州、甘肅等資源稟賦條件較好且具有甲醇汽車運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，加快M100甲醇汽車的應(yīng)用；鼓勵有條件的地區(qū)，在公務(wù)、出租、短途客運(yùn)等領(lǐng)域使用甲醇汽車。由此，我國甲醇汽車開始從探索、試點(diǎn)階段進(jìn)入到了一個(gè)全新的發(fā)展階段。
目前，我國甲醇汽車已經(jīng)完成了政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行政許可和市場準(zhǔn)入機(jī)制的建立，各地已有數(shù)萬輛甲醇汽車在運(yùn)行。而由中科院大連化學(xué)物理研究所創(chuàng)新研制的甲醇重整制氫技術(shù)，也已組織開展規(guī)模化產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。
近期，山西和貴州等地方政府都在加快推進(jìn)甲醇汽車。根據(jù)山西省工信廳的規(guī)劃，到2021年底，山西將形成年產(chǎn)15萬輛甲醇汽車的產(chǎn)能，并在太原等重點(diǎn)城市的出租車、網(wǎng)約車領(lǐng)域推廣5000輛M100甲醇汽車，建成100座以上甲醇加注站；力爭到2022年底，推廣應(yīng)用M100甲醇汽車超過2萬輛，建成甲醇加注站200座以上。
貴州省則建立了完善的甲醇汽車生產(chǎn)、銷售、服務(wù)體系和甲醇燃料輸配送供應(yīng)保障體系，出臺了一系列鼓勵措施，逐步形成了保障甲醇汽車運(yùn)行的制度體系和管理機(jī)制，已成為全球甲醇汽車運(yùn)營周期最長、覆蓋區(qū)域最廣、運(yùn)營規(guī)模最大的地區(qū)之一。數(shù)據(jù)顯示，目前貴州省通過市場化方式推廣甲醇汽車16400輛，總運(yùn)行里程超過65億公里，最大單車運(yùn)行里程達(dá)到95萬公里以上，全省投入運(yùn)營甲醇燃料加注站超過50座，年消耗甲醇約25萬噸，替代汽油約15萬噸。
作為最早進(jìn)行甲醇汽車研發(fā)與布局的企業(yè)，吉利集團(tuán)在甲醇替代燃料方面進(jìn)行了16年的持續(xù)研發(fā)。2019年4月，吉利商用車推出了全球首款M100甲醇重卡牽引車，將甲醇商用車的應(yīng)用和推廣真正落地。截至2021年7月，吉利甲醇乘用車已規(guī)?；\(yùn)行超2.7萬輛，總運(yùn)行里程達(dá)到80億公里，最高單車運(yùn)行里程已突破120萬公里；甲醇商用車運(yùn)行超100輛，市場運(yùn)行總里程227.24萬公里。
專家認(rèn)為，自我國提出碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)后，低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展成為各行各業(yè)的探索重點(diǎn)，而交通運(yùn)輸業(yè)是重要的能源消費(fèi)領(lǐng)域，降碳任務(wù)繁重，因此，完善捕集二氧化碳合成綠色甲醇、利用農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)制取甲醇的技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，發(fā)展甲醇汽車和甲醇經(jīng)濟(jì)，對我國交通運(yùn)輸行業(yè)的節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有深遠(yuǎn)意義。
