2月14日，江蘇啟東，一聲汽笛劃破江面——國(guó)內(nèi)首艘以甲醇為單一燃料的江海直達(dá)船“創(chuàng)新19”輪成功首航，駛向?qū)幉ㄖ凵礁邸?/p>

據(jù)悉，這艘萬(wàn)噸巨輪搭載我國(guó)自主研發(fā)的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力源甲醇對(duì)傳統(tǒng)能源替代率超90%、綜合減排超90%，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白，標(biāo)志著內(nèi)河航運(yùn)綠色轉(zhuǎn)型進(jìn)入新階段。

十四屆全國(guó)人大四次會(huì)議上，政府工作報(bào)告首次將“綠色燃料”寫入其中，明確提出培育發(fā)展未來(lái)能源。全國(guó)政協(xié)委員李書福在兩會(huì)上算了一筆賬：甲醇電動(dòng)貨車燃料成本比柴油低32%至52%，續(xù)航可達(dá)1500公里以上。

從萬(wàn)里江海的實(shí)踐探索到兩會(huì)會(huì)場(chǎng)的政策共識(shí)，甲醇正以其高效、清潔、易儲(chǔ)運(yùn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，悄然站上全球能源轉(zhuǎn)型的舞臺(tái)。

那么，甲醇這種看似普通的液體究竟有何獨(dú)特之處?它是如何從一種成熟的化工原料，轉(zhuǎn)變?yōu)閭涫懿毮康奈磥?lái)能源選項(xiàng)?其發(fā)展又將如何影響我們的能源未來(lái)?請(qǐng)看本期解讀。

能源領(lǐng)域的“老兵新傳”

甲醇是一種簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物。作為醇類家族中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的成員，它在常溫下呈現(xiàn)為清澈如水、略帶酒香的液體狀態(tài)。

早在17世紀(jì)，科學(xué)家便從干餾木材的產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了它的存在，因此它最初被稱為“木精”或“木醇”。在漫長(zhǎng)的工業(yè)發(fā)展史上，甲醇主要扮演著基礎(chǔ)化工原料的角色，是生產(chǎn)甲醛、塑料、涂料等眾多產(chǎn)品的重要來(lái)源。

在能源領(lǐng)域，甲醇也是一名“老兵”。二戰(zhàn)期間，向進(jìn)氣管噴射甲醇水溶液，是當(dāng)時(shí)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)提升動(dòng)力的關(guān)鍵技術(shù)。

20世紀(jì)70年代，全球石油危機(jī)的爆發(fā)，成為甲醇規(guī)?；瘧?yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

當(dāng)時(shí)，各國(guó)特別是石油資源匱乏的國(guó)家，開(kāi)始急切地尋找汽、柴油的替代品。憑借能夠從煤炭、天然氣等多種原料中大規(guī)模提取的優(yōu)勢(shì)，甲醇展現(xiàn)出成為替代燃料的巨大潛力，受到業(yè)界重視。

美國(guó)、德國(guó)、瑞典等發(fā)達(dá)國(guó)家曾投入大量資源，系統(tǒng)性研究甲醇應(yīng)用技術(shù)：從低比例摻混的甲醇汽油，到高比例摻混乃至純甲醇燃料，均在輕型乘用車和重型鐵路機(jī)車上試運(yùn)行，相關(guān)技術(shù)已得到了充分驗(yàn)證。到了20世紀(jì)90年代中期，僅美國(guó)就有超過(guò)兩萬(wàn)輛甲醇燃料汽車在加州地區(qū)運(yùn)行。

由此看來(lái)，甲醇并非能源領(lǐng)域的“新兵”，而是一位經(jīng)歷過(guò)嚴(yán)格技術(shù)檢驗(yàn)和市場(chǎng)試煉的“老兵”。

后來(lái)，隨著國(guó)際油價(jià)回落和產(chǎn)業(yè)政策重心轉(zhuǎn)移，甲醇燃料汽車商業(yè)化發(fā)展逐漸退潮。不過(guò)，相關(guān)的技術(shù)積累與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)被留存下來(lái)，為今日甲醇汽車的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

中國(guó)對(duì)于甲醇燃料的探索與應(yīng)用，植根于我國(guó)“貧油、少氣、相對(duì)富煤”的能源稟賦。將我國(guó)豐富的煤炭資源高效、清潔地轉(zhuǎn)化為便于運(yùn)輸?shù)囊后w燃料，是國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要考量，而甲醇正是這一構(gòu)想下的關(guān)鍵答案。

從20世紀(jì)80年代起，我國(guó)率先在山西等煤炭資源豐富的地區(qū)，對(duì)低比例甲醇汽油開(kāi)展了研究與區(qū)域性示范。這一探索，在2012年升級(jí)為全國(guó)范圍內(nèi)的試點(diǎn)工程——工業(yè)和信息化部在山西、上海、陜西、貴州、甘肅5省市的10個(gè)城市，組織開(kāi)展為期多年的甲醇汽車試點(diǎn)工作。

這場(chǎng)大規(guī)模試點(diǎn)工作涵蓋了公交車、重型卡車等多種車型，累計(jì)運(yùn)行里程超過(guò)6500萬(wàn)公里，消耗甲醇燃料逾萬(wàn)噸，系統(tǒng)全面地驗(yàn)證了甲醇燃料在經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、安全性和環(huán)保性等方面的綜合表現(xiàn)。

2021年，甲醇汽車被正式納入國(guó)家汽車產(chǎn)業(yè)公告管理體系，標(biāo)志著甲醇汽車從區(qū)域性試點(diǎn)示范，邁入市場(chǎng)化推廣的新階段。如今，我國(guó)已建立起涵蓋甲醇動(dòng)力車輛生產(chǎn)、燃料加注、運(yùn)營(yíng)維護(hù)全流程的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系，一條清晰的甲醇燃料應(yīng)用路徑已然呈現(xiàn)。

甲醇燃料的“綠色基因”

甲醇之所以能在全球能源轉(zhuǎn)型中扮演越來(lái)越關(guān)鍵的角色，源于其自身一系列出色的特質(zhì)，這些特質(zhì)構(gòu)成了它成為理想替代燃料的重要條件。

甲醇的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，源于其分子內(nèi)自帶氧原子，且不含“碳—碳”鍵的獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)。這一特點(diǎn)使其能燃燒得更為充分、徹底，顯著減少一氧化碳和未燃盡的碳?xì)浠衔锱欧牛⑶規(guī)缀醪划a(chǎn)生形成霧霾的細(xì)微顆粒物。

同時(shí)，甲醇燃燒時(shí)，溫度相對(duì)較低，有助于抑制氮氧化物的生成，且不生成二氧化硫。這種清潔燃燒的特性，對(duì)于改善城市空氣質(zhì)量，具有直接而現(xiàn)實(shí)的意義。

在安全性能方面，科學(xué)評(píng)估和長(zhǎng)期實(shí)踐表明，甲醇的風(fēng)險(xiǎn)可控。甲醇比汽油更難揮發(fā)，不易在空氣中形成易燃易爆的混合氣體;其燃點(diǎn)高于汽油，需要更高的溫度才能點(diǎn)燃。

即便發(fā)生泄漏，甲醇也能被自然環(huán)境中的微生物快速分解，不會(huì)像石油制品那樣造成持久性污染。

此外，在性能和經(jīng)濟(jì)效益方面，甲醇同樣表現(xiàn)突出。

憑借抗爆震能力強(qiáng)的優(yōu)異特性，甲醇專用發(fā)動(dòng)機(jī)可以采用更高的壓縮比，進(jìn)而大幅提升熱效率，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。雖然一升甲醇燃料蘊(yùn)含的能量低于汽油，但通過(guò)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和適當(dāng)增加油箱容量，甲醇汽車完全可以彌補(bǔ)與汽油車之間的續(xù)航差距。從整體使用成本角度看，在煤炭資源豐富地區(qū)，與汽柴油相比，煤制甲醇已展現(xiàn)出明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

目前，綠色甲醇替代柴油和重油燃料，被廣泛認(rèn)為是遠(yuǎn)洋航運(yùn)、長(zhǎng)途重型卡車最具可行性、最接近商業(yè)化的深度脫碳方案之一。據(jù)悉，國(guó)際大型航運(yùn)公司已開(kāi)始批量訂購(gòu)甲醇動(dòng)力船舶，并著手在全球布局甲醇燃料供應(yīng)鏈。

最后，甲醇還具備出色的“橋梁”作用。

一方面，它既能作為主要燃料用于甲醇專用發(fā)動(dòng)機(jī)和雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，也能以不同比例與汽油、柴油混合使用，直接用于普通的汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。這一特點(diǎn)大大降低了甲醇推廣初期的門檻和成本。

另一方面，甲醇還是一種理想的“氫載體”，借助重整制氫技術(shù)，液態(tài)甲醇可以方便、安全地轉(zhuǎn)化為高純度氫氣，直接供給燃料電池發(fā)電。這一技術(shù)路徑巧妙地繞開(kāi)了高壓儲(chǔ)氫成本高、長(zhǎng)途運(yùn)氫難度大的問(wèn)題，將液體燃料易儲(chǔ)運(yùn)的優(yōu)勢(shì)與氫能零排放的優(yōu)點(diǎn)完美結(jié)合，為氫燃料電池汽車的普及提供了更現(xiàn)實(shí)、更便捷的路徑。

方興未艾的“液態(tài)陽(yáng)光”

在全球應(yīng)對(duì)氣候變化、重塑能源格局的大背景下，甲醇燃料的興起，讓人們看到了一幅更加立體、更具韌性的未來(lái)能源畫卷。

從實(shí)際應(yīng)用維度觀察，甲醇的舞臺(tái)正在迅速擴(kuò)大。

在交通領(lǐng)域，甲醇應(yīng)用正從城市出租車、公交車，向長(zhǎng)途重卡、內(nèi)河與遠(yuǎn)洋船舶領(lǐng)域拓展;在工業(yè)領(lǐng)域，作為清潔熱源和原料，甲醇為鋼鐵、建材、化工等高耗能行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型提供了新的可能……大規(guī)模推廣綠色甲醇，漸漸成為推動(dòng)交通和工業(yè)領(lǐng)域深度減排的有力工具。

如果從宏觀能源系統(tǒng)視角看，綠色甲醇能夠扮演大型“能量倉(cāng)庫(kù)”角色，將西北地區(qū)豐富但間歇性的風(fēng)、光資源，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定且易于長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)囊后w燃料，從而顯著提升整個(gè)能源系統(tǒng)的靈活性和可靠性，有效解決可再生能源消納難題。

進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，這還有利于將可再生能源發(fā)電、綠色制氫、碳捕集利用和先進(jìn)化工制造緊密聯(lián)系起來(lái)。目前，中國(guó)在光伏面板制造、高效電解水制氫、甲醇合成催化劑等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)已走在世界前列，完全有能力在這場(chǎng)轉(zhuǎn)型中把握先機(jī)，打造新的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。

此外，綠色甲醇有望成為一種新型國(guó)際大宗商品，其形態(tài)和運(yùn)輸方式與現(xiàn)有石油產(chǎn)品相似，未來(lái)很可能催生出基于全球可再生能源稟賦差異的新貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)，為全球能源合作開(kāi)辟新模式。

對(duì)于中國(guó)而言，大力發(fā)展甲醇燃料有著多重深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略考量。從能源安全角度出發(fā)，在積極發(fā)展電動(dòng)汽車的同時(shí)，穩(wěn)步推進(jìn)甲醇對(duì)傳統(tǒng)油品的替代，是發(fā)揮我國(guó)煤炭資源優(yōu)勢(shì)、降低石油對(duì)外依賴、增強(qiáng)能源自主保障能力的現(xiàn)實(shí)路徑。

當(dāng)然，甲醇燃料的應(yīng)用前路仍需進(jìn)一步開(kāi)拓。例如，綠色甲醇的成本需要進(jìn)一步降低，全國(guó)統(tǒng)一的加注網(wǎng)絡(luò)需要加快布局，跨行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要協(xié)同完善等等。

從遠(yuǎn)洋巨輪的首次甲醇之旅，到內(nèi)陸工廠將廢氣轉(zhuǎn)化為甲醇燃料，綠色甲醇作為未來(lái)能源的潛在“領(lǐng)跑者”，就像一束由現(xiàn)代科技凝結(jié)而成的“液態(tài)陽(yáng)光”，照亮了一條切實(shí)可行的綠色轉(zhuǎn)型之路，更預(yù)示著一個(gè)更安全、更清潔、更具韌性的能源未來(lái)。