CDA-甲醇及二甲醚汽车进展情况

陈卫国2008.7甲醇及二甲醚汽车进展情况2019/8/152胡锦涛同志批示培炎并马凯同志：请发改委对替代能源问题进行科学论证，从总体上提出开发方向和重点。胡锦涛2005年12月6日。江泽民撰文谈能源战略2008年4月3日，江泽民在交大做了“对中国能源问题的思考”的报告。张国宝听完江泽民报告后速回北京传达。能源是人类生存和发展的重要物质基础，也是当今国际政治、经济、军事、外交关注的焦点。中国经济社会持续快速发展，离不开有力的能源保障。中国特色能源发展道路主要涵义是：坚持节约高效、多元发展、清洁环保、科技先行、国际合作，努力建设一个利用效率高、技术水平先进、污染排放低、生态环境影响小、供给稳定安全的能源生产流通消费体系。能源政策是能源战略的重要保障1.把能源发展政策放到国家经济政策的重要位置。2.超前部署重大能源建设和关键领域能源科技项目。要从长计议，早做规划，有序建设。对重大能源技术，如新一代煤炭清洁高效利用技术、先进核能技术、太阳能利用等新型能源技术，需要未雨绸缪，早部署、早安排、早实施，组织协调攻关，形成必要的能源技术储备。3.多渠道增加能源开发和科技创新资金投入。4.建立合理的能源资源价格形成机制。5.实行有利于可持续发展的能源财税政策。6.完善能源管理体制机制。7.促进能源发展和管理步入法治化轨道。8.进一步加强能源资源国际合作。煤炭是中国最重要的能源实现煤炭安全、高效、清洁、环保和可持续发展，具有重要意义。煤炭的发展，应坚持以安全生产为前提，依靠科技进步和加强管理，使煤炭生产尽快达到世界先进水平。煤炭的发展，还应解决好高效清洁利用问题。不仅需要考虑能源转换效率，还需考虑治理和减少SO2、NOx等排放的问题。在发展循环流化床燃烧、大规模煤气化等洁净煤技术以及改进煤炭直接、间接液化技术的同时，需要加快研发煤炭多联产等新一代洁净煤技术。应用煤炭多联产技术，以煤炭气化为龙头，可以同时生产电力、热力蒸汽、液体燃料和化工产品等。中国汽车市场进入成长发展期地区美国西欧日本中国沿海地区人口2亿3.5亿1.2亿3亿发展年代1920-196040年1950-197020年1964-199026年2003-202020年GDP美元/人一年500-600180010002000汽车发展数量(万)230-1100160-1200180-766440→1000保有量1.5亿辆中国汽车销售量2000年2001200220032004200520062007209237327439520570738888中国汽车市场将有40年以上成长和发展期中国能源状况煤(亿吨)石油(亿吨)天然气(亿ｍ3)可采资源量1.0万52.838剩余探明可开采储量600032.810占世界探明储量比例15%2.7%0.9预计可采用年限(年)8020.250原油生产量原油加工量进口原油汽油产量柴油产量18400万ｔ30650万ｔ18100万ｔ5591万ｔ11653万ｔ2006年石油进口数据外汇消耗量819.52亿美元对外依存度为47.3%车用50％2005年进口原油1.268亿吨，依存度44%，外汇522亿美元。解决能源的各种途径节能。单车耗油，日本1t/a，欧洲1.1－1.2t/a，中国1.5t/a。若单车耗油达到1t/a，2020年可省油7000万吨。调整原油加工方案，煤改油制取乙烯，丙烯，煤制二甲醚替代LPG。腾出石脑油生产汽、柴油。内加大国石油勘探力度（目前中国石油可采资源探明率小于40%）。加大多渠道进口石油力度。替代燃料补充石油不足。几类汽车替代燃料含氧燃料（醇，醚，酯）：技术成熟，近期推广。合成油（BTL,CTL,GTL）：兼容性好，技术尚待完善，2020年起重要作用。气体燃料（合成气，氢气，甲烷气）：优点很多，研究阶段。汽车替代燃料的多种方案1.煤直接液化：投资大、7000元/吨油投资。规模＞200万吨/年，耗煤3吨/吨油。汽车发动机及供油系统不用更改。2.煤间接液化：投资大、10000元/吨油投资，规模＞100万吨/年，耗煤4.5—5.5吨/吨油。油品质量好，能耗大，产水多。3.二甲醚(DME)：发动机要改造、汽车油路系统加压，耗煤2—2.5吨，成本1500-2000元/吨，尾气排放清洁。4.燃料电池汽车：车价高，电池贵＄30000元/组,普通汽车价的10倍。5.乙醇汽油：3.3吨粮食+1.5吨煤/吨乙醇。6.LPG（石油液化气）：进口价5000元/吨，进口率达53%，尾气排放欧Ⅱ标准。7.CNG（压缩天然气）：输油站投资大。8.生物柴油：量少，前途好。9.GTL：天燃气储量少，边远地区建设。10.甲醇汽油：技术成熟，近期推广。煤直接液化CTL-CDD2005年中试6t/d，连续运转400小时。内蒙神华2007年首期100万t/a。2007年建成，2008年试车，一期320万t/a，二期500万t/a。反应条件苛刻（15－30MPa，440－550℃)耗煤3t/t油。选煤难度大，（易磨细，含氢多，含硫，氧，氮少。）[1350]号文规定液化项目300万吨/年才可上。投资大，￥7000元/t油。发动机及输配系统不用改造。煤间接液化CTL-FTD产业化：南非sasol4500万t/a（煤），750万t/a（油）。山西煤化所750t/a中试，兖矿集团5000t/a低温合成中试完成。4500t/a高温合成中试完成。发改委已批准兖矿在榆林100万吨/年，山西煤化所在山西潞安、内蒙伊泰16万吨/a项目。2010年计划神华300万t/a，宁煤300万t/a，榆林120万t/a，潞安2×260万t/a。2020年予计3400万t/a。耗煤多（4.5-5.5t/t油），耗水多。投资大（10000元/t油）发动机及输配系统不用改造。[1350]号文规定液化项目300万吨/年才可上。乙醇汽油绿色环保，安全，技术成熟。美国农业政策，13％玉米－乙醇汽油非能源政策（2％能源）。粮价涨。国家推广（九省）。国家补助￥1000－2300元/t。2007年1373元比2006减少255元.每吨亏数百元。成本高（￥5000元/t3.3t粮/t油）2006年104万t/a生产能力。乙醇汽油的发展方向关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知。关于加强生物燃料乙醇项目建设管理，促进产业化健康发展的通知。今后乙醇汽油原料路线以薯类、红高梁为主。除吉林、河南、黑龙江等四家粮食生产乙醇以外，不再批新项目。开发以木屑、棉籽壳、玉米桔为原料的纤维素乙醇技术（清华、中粮集团、丹麦诺维信等）。温总理指示“三个不得，四个坚持”国务院170次会议温总理提出“三个不得，四个坚持”不得占用耕地，不得消耗粮食，不得破坏生态环境，坚持以人为本，坚持环境生态保护，坚持废物利用，坚持可持续发展。生物质燃料乙醇汽油：略生物柴油（Biodiesel）：柴油机不改造，储运安全，原料广（豆油，菜油，油桐，甘蔗，秸杆，蔴风树油），副产品多。技术待改进，成本尚高。生物柴油生产能力５万吨／年。BTL：植物气化－FT合成－油品试验阶段。生物甲醇，生物二甲醚。生物质能潜力全国农作秸杆６亿吨／年（可作燃料３亿吨/年，折合１.５亿吨标煤）林木废弃物可利用3亿吨/年（折合2亿吨标煤）甜高粱、小桐子、黄连木等可种植面积2000万公顷，可满足5000万吨/年生物液体燃料原料要求沼气理论上可产800亿立方米/年城市垃圾1.2亿吨/年生物质资源可转换为能源潜力的5亿吨标煤天燃气制油（GTL)天燃气－FT合成－油品。80％柴油。欧Ⅳ，十六烷值73，清洁。1993年SASOL工业化SSPD工艺。中国储量少，边远地区可考虑。天然气汽车（CNG,LNG）2004年CNG车9.7万辆，加油站357座。建加油站贵（400－600万元/站）。2005年LNG进口320万吨，2010年1900万吨，2015年3300万吨。北京，西安建CNG汽车。宁波，福建，大连建LNG码头。气体燃料汽车氢气内燃机汽车：宝马H2R氢气和汽油双燃料气车。比燃料电池汽车易产业化。2015年以后推广。合成气汽车Syngas：清洁高效有前途。LPG汽车2004年11.5万辆车，355座加油站。欧－Ⅱ标凖。推广困难，北京加油站71－30座，苏州出租车1276－15辆。进口量大(40%).民用燃气量大。燃料电池汽车清洁，安静，可靠。行程450公里。（电瓶车100－200公里）。Necar4：145km/h，70kw，5kg液氢。价格贵200万元/辆普通车价的10倍。白金耗量大。（100g/辆车）北京，上海有样车（上海世博会拟采用）。2015年商业化。混合动力汽车电动车加内燃机。比一般汽车省油30－50％，少排废气15％，价贵3倍。普锐斯PRIS￥28.8-30.2万元。丰田HYBRID＄25900元,2.4升，187马力，百公里耗油5.88升。北京已有Pris销售。共销2000辆甲醇汽油汽车动力性好：高辛烷值RON106-115，抗爆性好，可增加压缩比1.0升合甲醇汽油可达1.3升汽油车动力。环保性好：由于含氧高，尾气常规排放物比汽油车少。安全性好：由于甲醇蒸气压低，发生火灾可能性小，而且着火后可用水扑灭。赛车用甲醇汽油。降解性好：甲醇溶于水，若溅漏出来，很快降解。经济性好：投资3000-5000元/吨甲醇成本1400-2000元/吨甲醇售价3000元/吨甲醇生产技术成熟，价格便宜。资源利用好：甲醇可利用高硫煤，或放散焦炉气来生产，资源丰富。国家政策“发展替代能源是保障我国经济社会可持续发展的战略举措”“必须把发展替代能源作为能源工作的重中之重，切实抓紧抓好”［2006］1350号文中指出“发展煤化工产业，有利于推动石油替代战略的实施，满足经济社会发展的需要。”［2006］1404号文中指出“发展二甲醚等煤基醇醚燃料有利于迅速缓解石油供应短缺矛盾，是近期替代工作的重点。”2006年国务院副总理曾培炎主持召开的会议加大对替代能源发展的支持力度，指出要加大对替代能源发展的支持力度，重点发展车用燃料和替代石油产品，搞好煤炭液化，煤制醇醚，烯烃和煤基多联产技术的试验示范和开发应用。甲醇燃料资源充沛甲醇可由煤，焦炉气，煤层气，黄磷尾气制取。高硫煤占煤总储量40－50％。山西放散焦炉气100亿立方米，可制甲醇400万吨。（全国焦炉气制甲醇已有14家，产能达200万吨/年）全国煤层气储量30万亿立方米。2007年甲醇产量1076万吨，产能超过1500万吨/年，2010年甲醇生产能力预计超过2000万吨。环境友好甲醇燃料汽车尾气常规排放比汽油机降低23－37％非常规排放中甲醛比汽油机多，比柴油机少。无苯，无丁二烯。甲醇燃料属於中等毒性，易降解，安全性好。甲醇燃料绝对不能误饮。各种汽车燃料常规放量比较+20℃上限值g/km氢二甲醚甲醇M100天然气石油气柴油无净化器汽油欧洲标准微ⅢⅡⅡⅠⅠ---CO00.120.931.070.460.4012.6HC00.040.060.140.610.1410.46NOx0.0370.200.150.210.190.943.35汽车排气除常规排放物之外还有非常规排放物，甲醇汽车的非常规排放。主要有甲醛、甲醇、苯、1，3-丁二烯等，国际能源机构(IEA)测试数据如下表：排放物(mg/km)醛类甲醇苯1，3-丁二烯汽油汽车2.504.70.6M85甲醇汽车5.8791.5小于0.5可见甲醇汽车的醛类、甲醇排放高于汽油车，而苯和1.3-丁二烯低于汽油车。动力性高辛烷值，抗爆性好，可以采用高压缩比/提高效率比汽油低的能量密度（1.6升的甲醇和1升汽油贡献等值能量）对特定金属（铝，镁）和塑料有腐蚀性在水存在的情况下会分层气化潜热大，泄露不宜着火，安全性好。–F1赛车均用甲醇作为燃料：高压缩比，事故不易着火。4倍水灭火。车用燃料安全性着火界限燃料类别空气中着火界限取下限