导语：2018年。中国石油对外依存度超过70%。天然气对外依存度达到46%。国家经济发展和人民生活消耗的大量石油和天然气长期依靠进口。直接导致我国能源安全难以得到保障。坚持底线思维。发展甲醇经济。将甲醇燃料广泛应用在动力燃烧和热力燃烧领域。已逐渐被我国政府。科技和产业界所接受。《中国汽车报》“专家讲堂”专栏两次邀请上海焦化有限公司技术经济委员会原秘书长谢振华。撰文介绍甲醇作为车用燃料的基础知识。推荐给汽车和内燃机业界的工程技术人员和管理者一读。但在甲醇汽车和甲醇燃料推广应用的今天。一些错误认识和误解仍然存在。甚至还有继续扩散的趋势。
为此。我们再次邀请谢振华。采用通俗易懂的逻辑。引用现行的标准数据和科学语言。厘清业界对甲醇燃料的误区。此外。我们还邀请了全球甲醇行业协会(MI)驻中国首席代表赵凯。请他从甲醇易燃易爆和对水体动物影响危害度。进行相关介绍。
希望此文能改变大众对甲醇的错误认识和误解。让甲醇汽车和甲醇燃料推广应用开展得更加广泛。为国家替代石油的能源安全战略做出贡献。
甲醇产品含一个碳原子(汽油7～13个碳。柴油14～22个碳)。生产原料十分丰富。煤炭。焦炉气。煤层气。天然气。生物质以及二氧化碳均可制备甲醇。是完全可以实现碳中性循环的低碳燃料。所以又称其为“可再生合成能源”。
我国是全球最大的甲醇生产国和消费国。产能和产量占全球一半以上。中国的煤炭资源丰富。但有相当一部分劣质煤炭。既不能发电。也不能作为燃料直接燃烧。但却能用来生产甲醇。还可以获得硫磺。硫酸等副产品。生产甲醇过程中的高浓度二氧化碳可以收集再生甲醇。实现资源综合利用。
我们可以得出这样一个结论。使用甲醇做燃料。一是可以大幅减少石油和天然气的对外依存度。节省大量购买石油的经费；二是实现煤炭产业资源综合利用。激活煤化工产业技术进步。实现煤炭产业链发展和就业；三是创建一个新兴的甲醇燃料制备。储备。输配送。应用新兴的万亿产业。
中国甲醇汽车的技术和应用。已被全球汽车和能源领域所认可。其技术和推广应用保障体系。已经走在世界前沿。这要感谢政府工业主管部门。感谢参与甲醇汽车产业发展的企业。感谢敢于自主创新的甲醇汽车工程技术人员。感谢实施推广应用的各界人士。
-甲醇燃料与人体健康
甲醇(CH3OH)。与乙醇同属醇类物质。分子结构中都有一个羟基(OH)。化学性质很接近。在产生人体中毒效应的生物化学反应中。反应活性和作用机制相对一致。二者的毒性数据和中毒表现也很相似。
甲醇在自然界天然存在。在发酵生产酒类过程中会同时生成微量甲醇。国家标准也对酒类中的甲醇含量做出限定。因此。人类生存活动中一直都与甲醇有实际接触。并且。国际癌症研究机构IARC认定乙醇属于1级确定致癌物。而甲醇并不致癌。
在毒理学数据中。甲醇与乙醇的LD50数值大小互相交叉。处于同一水平。在国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》(GBZ230-2010)中。根据分级和评价依据计算所得甲醇的毒物危害指数THI为20。而汽油的毒物危害指数为28。即：在职业性接触标准下。甲醇的毒性低于汽油。
甲醇汽车及甲醇燃料供应系统的使用运行安全方面。已具有成熟可靠的装备和工艺措施。工信部组织甲醇汽车试点工作五年以来。组织相关人员2500人次体检。检测相关加注站点。维修工厂等环境空气中甲醇含量112次。均未出现影响涉醇人员人体健康的病例。涉醇场所空气中甲醇浓度也都低于我国职业接触标准限值。
-甲醇燃料与安全应用
甲醇的火灾(包括爆炸)发生风险也小于汽油。在相同的情况下。汽油更容易挥发。它产生的蒸汽压是甲醇的2～3倍；汽油蒸汽比空气重2～4倍。更容易贴近地表运动接触到周边火源。而甲醇蒸汽仅比空气略重。更容易扩散。稀释到起燃浓度以下；甲醇的热值低于汽油热值的一半。甲醇闪点12℃。汽油闪点-50℃。因而甲醇更难被点燃。即使被点燃后。造成的危害也比汽油小。
安全性好。是甲醇被美国印地赛车选作为燃料的主要原因。美国政府在推广甲醇汽车期间。也对甲醇燃料在安全方面的优越性做了详细介绍。
-甲醇燃料与环境友好
甲醇发动机工况在精细标定后。甲醇汽车实际尾气的常规排放中。一氧化碳。碳氢污染物大幅下降。氮氧化物也有所降低。整体排放得到有效。平衡的控制。对改善大气污染有明显的贡献。
甲醇生产过程高温高压。装置全密闭。三废排放控制达标。固体废渣用于生产建材。原料煤中的硫化物成为硫磺。硫酸等副产品。得到综合利用。是我国煤炭资源清洁化利用的有效途径。
如果在甲醇使用过程中出现事故或其他方式进入环境。产生的危害相对而言也比较轻微。因为在自然界环境里。甲醇会依靠微生物等进行降解。同时。由于甲醇在水中的高溶解性。很快就被地表水。地下水稀释。因此在环境中。甲醇的生成与降解。有着非常广泛的分布。也很自然地达到平衡。
此外。甲醇作为船舶燃料目前进展迅速。如若发生事故导致大量甲醇泄露到水体中。甲醇对水体动物的影响也有专门研究。以鱼类为例。甲醇的半数致死量为15400mg/L。广泛作为船舶燃料的重油。柴油分别为79mg/L和65mg/L。大概是甲醇的194倍和237倍。而汽油的半数致死量达到8.2mg/L。达到甲醇的1878倍。也就是说。甲醇对水体动物(鱼类。甲壳类。软体动物等)的毒性远远小于汽柴油等其他船舶燃料。
甲醇除了大量用于化学生产以外。通过生物发酵工艺培养微生物生产蛋白质。也成为一个很热门的下游产品。英国ICI。德国赫斯特-伍德。法国IFP。日本三菱瓦斯化学。美国菲利浦石油等都有研究和中试。英国ICI还建成并投产年产10万吨的工业化生产装置。历时8年的毒理学试验结果表明甲醇蛋白无毒。可用于动物饲料。甚至还能成为供人类食用的高级蛋白质。
-甲醇燃料与碳排放
从等热值能量转换效率角度看。汽车发动机直接使用甲醇相比煤制油生产车用液体燃料等途径。非但避免了生产工艺过程的资源。能量消耗。还能包含了甲醇直接进入发动机使用方式大幅度提高发动机热效率的节能效果。
比照煤炭制油工艺生产车用液体燃料。甲醇生产相对煤耗大幅度降低。从本质上减少了生产过程无法利用的能耗。同时也和发动机端一样。实现大幅度降低环境污染物与二氧化碳的排放。
此外。甲醇生产中采用空分脱氮后的纯氧进入气化炉。合成气的脱硫脱碳净化工艺是集中排放二氧化碳的出口。并且排放的浓度可高达90%以上。国内现有工艺已经进一步将其精制成为食品级二氧化碳。以及用于消防。工业惰性气体和下游化工生产原料等的实际产品。如果今后需要配合捕集埋地治理。或者配合地热。光伏。风力。水力等绿色发电发展二氧化碳加氢制甲醇时。这样高浓度的二氧化碳相当于已经完成了捕集提纯。更为方便。直接。相比捕集发电厂烟气中二氧化碳的治理方案。节能节效和节省投资方面也十分突出。
