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中国八部委联合推广“液态阳光”
中国八部委联合推广“液态阳光”
作者:吴乐斌 | 7/2/2019 10:01:40 AM | 浏览:263 | 评论:0

中国八部委联合推广“液态阳光”

一、“液态阳光”的由来

今年3月19日,工信部、国家发改委、科技部、生态环境部、交通运输部、公安部等八部委联合发布了《关于在部分地区开展甲醇汽车推广应用的指导意见》(以下简称“《指导意见》”),正式将甲醇汽车提到汽车产业和消费市场的层面。这一天,将载入共和国发展的史册。

为了这一天,以原机械部老部长何光远为工信部甲醇汽车试点工作专家组组长,前后历时十几年的艰辛工作,从组织调研开始,经历了摸底验证、提出技术条件、编制试点实施方案、专家审议评定、试点运营启动、技术数据采集、阶段测试检验、验收总结等不同阶段,在这背后,还有几十名院士多年研究并上书建言,还有一批企业家含辛茹苦、百折不挠的苦苦探索。

甲醇与“液态阳光”是什么关系?无独有偶,中国科学院成立了以院长白春礼院士为组长,李静海院士、张涛院士、施春风教授以及若干企业家组成的“液态阳光”专题组,对甲醇燃料进行了专题研究。施春风是国际知名学者,曾担任新加坡国立大学校长、沙特阿拉伯国王大学创始校长,哈佛大学和美国科学院曾联合为他举行生日宴会庆祝他的学术成就。他在担任沙特国王大学校长期间,沙特王室请他研究一个问题:在未来的某一天,如果沙特的油气资源用完了,取代油气的是什么?施春风用了十年时间、十亿美元研究,作出的回答是甲醇。

美国南加州大学的化学诺贝尔奖得主乔治·欧拉教授生前写了一本专著《甲醇经济》,被翻译成多种文字而流行于世界。

中国科学院液态阳光研究组认为,甲醇以其来源不同可以划分为5代:第一代,煤制甲醇;第二代,煤气或页岩气制甲醇;第三代,以极低排放或零排放技术用煤或气制甲醇;第四代,生物质制甲醇;第五代,以空气中的二氧化碳和取之于水的氢合成甲醇。后三代的甲醇可称为清洁甲醇,第四代、第五代甲醇可称为绿色甲醇。地球上的能源主要来自阳光,但“光阴似箭”难以捕获,如何把阳光变成随人们的意志可储存、可运输的液体,这便是甲醇。但是,长时间以来,甲醇在社会上已经被“妖魔化”,甲醇有毒的认识已经根深蒂固。为了破除甲醇有毒的“魔咒”,中国科学院研究组给清洁甲醇和绿色甲醇冠以一个富有诗意的名字“液态阳光”。以国际权威杂志《焦耳》在2018年9月发表的白春礼、张涛、李静海、施春风联合署名文章为标志,国际学术界和同行很快接受了这个来自中国的靓丽名字:液态阳光(Liquid Sunshine)。

二、“液态阳光”是中国成为

世界强国的历史性机遇

自第一次工业革命以来,世界强国因能源兴而兴。英国在18世纪率先发现和开发利用了煤炭而成为世界强国。美国在19世纪率先发现和开发利用了石油并掌握了电力技术而成为世界强国。法国因率先发展了核电能源而保障了其相对独立的国际地位。

新能源的出现正在改变世界格局。“液态阳光”正是中国成为世界强国的历史机遇。

“液态阳光”即清洁甲醇和绿色甲醇,与其他能源相比,有其明显的优势,可归结为:“液态阳光”是清洁的煤、便宜的油、移动的电、简装的气。

清洁的煤,与煤相比是清洁的:与煤相比,PM2.5减排80%,碳减排50%,氮氧化物、硫氧化物减排95%以上。

便宜的油,与油相比是便宜的:每吨标号汽油终端用户价在8000元左右,每吨甲醇终端用户价在2000~3000元。

移动的电,与电相比是可移动的:电的传输需要电网和变压器及充电装置,电的传输过程要耗能,基础设施建设要投入,如果是热电,发电本身又产生巨大的排放和污染。

简装的气,与气相比其装备是简便的:液化天然气(LNG)的储存和运输需要高压和低温,需要特制的装备和设施,且有安全隐患。甲醇在常温、常压的条件下可储存和运输。

许多人会认为电池是清洁能源,实则不然。电池的制造过程严重污染环境和破坏环境,电池的充电电源可能是热电,而热电是高排放的化石能源,废旧电池的处理严重污染环境。电池在目前的技术条件下只是转移了污染,没有减少污染甚至加重了污染,可用于特定区域。

“液态阳光”对于中国还有特别意义,就是其在能源安全、经济、生态、社会和国际政治方面的意义。

1.能源安全

2016年,我国原油净进口量约为3.76亿吨,石油净进口3.56亿吨,原油和石油对外依存度分别为65.5%和64.4%。能源消费总量达43.6亿吨标准煤,预计至2020年中国的能源消费总量将达到45.9亿吨标准煤。

我国具有“富煤贫油缺气”的能源资源禀赋。煤的广泛利用会对大气、水和土壤等造成污染,严重影响人民群众的健康水平和生活质量。在我国能源结构向低碳清洁能源转型的历史趋势下,预计煤在中国能源需求中的份额将从2015年的66%降至2035年的不到45%,利用可以大规模工业生产的清洁能源成为必然。我国经济发展的客观需求和既有的能源结构决定了我国既要保障能源供给又要确保能源安全,还要承担起世界大国碳减排的国际社会责任,可谓“时间紧、任务重、底子薄”。

在这样的历史时刻,以“液态阳光”部分替代传统燃油和煤炭,成为我国破解过度依赖煤炭和进口石油的能源困境、平抑国际市场油价、实现可持续发展的上上策,对保障我国能源安全具有难以估量的战略意义。

2. 经济效益

甲醇自身属性决定了甲醇的应用领域十分广泛,以甲醇燃料、甲醇烯烃产业为代表的一批战略性新兴产业将会蓬勃兴起,为经济发展带来新的经济增长点,甲醇的潜在经济市场极为庞大。我国目前甲醇化工市场需求约为5000万吨/年左右。据工信部发布的“十三五”规划,甲醇需求量年增长率为8.8%左右,还会有甲醇烯烃等化工装置陆续投产,整个甲醇烯烃上下游行业规模将达到万亿元规模。甲醇作为锅炉燃料、车用燃料、船用燃料等具有更为巨大的市场空间。据测算,甲醇燃料市场规模是甲醇化工市场的约9倍,即我国甲醇市场需求将近5亿吨/年,市场规模将超万亿元。同时,甲醇的最佳储运半径在500公里,为了承接北美、中东或澳洲的原料甲醇,我们应在我国沿海地区建立若干个储运中心。甲醇已经列入我国的大宗商品,其交易及其形成的指数交易,都将增添我国经济的活力。甲醇市场的充分开发将给我国带来极大的经济效益。

3. 生态效益

长期以来,中国粗放的经济增长方式不仅消耗了大量能源和资源,而且对生态环境造成了巨大破坏。更严峻的形势是我国已是世界上二氧化碳排放量第一大国,温室气体排放面临巨大压力,节能减排任务艰巨。鉴于甲醇全生命周期污染和碳排放最低的优势,对扩大清洁能源供给、减少污染物排放、维护我国生态平衡、实现可持续发展、兑现巴黎协定实现碳减排承诺,具有不可替代的重要意义。

4. 社会效益

甲醇的利用将大力促进我国社会绿色发展,助推绿色能源、绿色交通、绿色金融,改进改善生产生活环境,提高人民健康水平,提升百姓生活质量,促进社会发展方式、人民生活方式的转变,促进产业转型升级,促进劳动力就业。包括肺癌在内的呼吸道疾病是中国的常见病、多见病,其主要的致病因素是空气污染,空气污染的主要原因是化石燃料的使用。空气污染或雾霾已经成为许多地区或城市决定人才去留的关键,北京市入冬后,许多人为了“躲霾”“逃霾”而去南方。

5. 国际政治效益

“液态阳光”是构建和发展人类命运共同体强有力的纽带和抓手。

大力发展“液态阳光”经济,以利用北美储量巨大的天然气资源为基础、以打造跨太平洋能源通道为契机,在为庞大的中国市场提供长期稳定的甲醇原料供应的同时,可以平衡中国与北美的贸易关系,成为稳定和协调中美、中加关系进而影响国际关系的一个重要政治砝码。

与沙特阿拉伯等中东国家携手发展“液态阳光”经济,开辟新的产业上游,保障原料供给源头。同时,对印度、越南等能源贫乏国家加大开发力度,引导他们成为我们的下游,逐步培养培育其对甲醇的依赖,促进命运共同体的形成。甲醇将强化“一带一路”沿线国家的能源格局,稳定中国与“一带一路”沿线国家的政治经贸关系。

三、“液态阳光”面临的困境

“液态阳光”是新生事物,“养在深闺人未识”。当前发展“液态阳光”经济,面临的困境主要表现在以下诸多方面。

对于甲醇的认知障碍和偏见,是大规模推行“液态阳光”经济的最大阻力。甲醇的毒性长期以来被诟病。甲醇毒性实际上比汽油低。人主要以呼吸蒸汽、误饮和皮肤接触吸收三种途径接触甲醇。其中,经口摄入最为危险。但就经口摄入致死量而言,甲醇(30 ml ~100ml)比汽油(13ml)更高,或者说,比汽油更安全。在美国,甲醇生产的安全防护和汽油是同一等级。此外,甲醇不具有累积健康危害,而汽油为致癌物,可引起基因突变以及胎儿畸形。还有人认为,甲醇无色无味,不易降解,发生泄漏后后果严重,实际情况是甲醇可用作微生物的培养基。

甲醇有毒在中国流传甚广有一些偶然原因,其中,不法分子以甲醇“造酒”的山西假酒案是一典型案例,其阴影久久挥之不去。

除此以外,还主要存在以下几方面问题。

1.未列入国家能源战略

因为缺乏对发展甲醇能源属性的共识,在我国《能源发展战略行动计划(2014~2020)》《能源发展“十三五”规划》《能源生产和消费革命战略(2016~2030)》等国家级发展规划中均没有明确支持。正是缺乏国家层面的战略,没有全国上下一盘棋的相应部署,导致即使是在多年多地试点后,甲醇产业发展仍然举步维艰。

2.缺乏法规政策支持

一是甲醇长期以来被纳入化工原料管理,作为“危险化学品”,其难以进入能源领域。一些地区,把甲醇作为城管执法的重点打击对象。老百姓与政府玩“猫鼠游戏”,政府稽查时,老百姓把甲醇藏起来,政府走了,老百姓把甲醇用起来。对甲醇燃料的扶持不如其他能源。以甲醇汽年为例,有关扶持政策远远不及混合动力和电动车。

二是甲醇行业缺乏完整的生产和监管标准,监管的体制机制缺位。如:甲醇分子量小,具有一定的腐蚀性或侵蚀性,将纯甲醇作为车用燃料时,除了用于特种甲醇汽车,对普通汽车有什么要求;用甲醇与汽油混合的燃料,对添加剂有什么要求,需要按照哪些相应的技术标准。还有一些地区,如福建莆田市,对旧车进行甲醇燃料设备的改装,深受用户欢迎,但没有建立行业或国家的技术标准。由于国家没有甲醇燃料的生产、储存、运输、应用的国家标准,也没有对市场上甲醇燃料进行监管的机构,使得用户难以放心使用甲醇燃料,导致甲醇燃料不能在全国市场推广应用。国家应当针对甲醇的全产业链制定相应的法规政策和标准。

3.关键核心技术需要突破

第三、四、五代甲醇生产技术尚需成熟和大规模商业化应用。在使用层面上,还需要进一步积累数据,以做改进和提升。

四、曙光在望

世界的能源结构正在变化,“液态阳光”将成为人类新世纪乃至新千年的能源。

中国是世界甲醇市场最大的国家,也是甲醇资源开发潜力和选择空间最大的国家,同时,中国的甲醇科技处在世界的同一起跑线上,因此,中国的取向将影响世界的走向。

我们应充分发挥社会主义制度的优越性,在党中央、国务院的领导下,积极采取以下措施。

1.将“液态阳光”纳入国家能源战略,并尽快完善醇基燃料相关行业的法规、政策与技术标准

为实现“液态阳光”经济相关行业健康有序发展,引领相关行业实现跨越式发展,需要进一步完善醇基燃料行业政策,重新界定甲醇的产品分类,制定一系列的行业标准,包括甲醇锅炉国家标准、车用甲醇国家标准、船用甲醇国家标准、餐厨用甲醇国家标准等,建立相关技术和产品认证体系,加大标准实施推广力度。确保各项政策措施和标准的连贯统一,提高政策综合效力。

2. 合理布局生产、储存、配送、交易、应用全产业链

一是聚焦增量、整合存量,建设国内外甲醇生产基地。发展 “液态阳光”经济,首先要解决甲醇原料供应的长期稳定,在天然气资源丰富的国内外地区建设千万吨级以上的甲醇生产基地。其次要合理布局甲醇的生产、储存、配送、应用全产业链。

二是中游布局,做大贸易,建设甲醇储运基地。在华东、华南、京津冀地区建设百万吨级甲醇储运基地,以支撑该区域甲醇下游产业的发展。利用甲醇储运基地,建设甲醇贸易平台,结合甲醇作为大宗商品所具有的金融属性开展期货贸易。

3. 构建资本链,抢占全球甲醇生产的制高点

抢占全球甲醇生产的制高点,调整我国的能源结构并重构全球能源格局。

对接资本、助推产业,建设“液态阳光”经济产业发展基金。整合社会资本资源,与国际知名投资机构及产业资本合作,共同发起成立产业发展基金,通过创新的技术成果与产业资本的对接,推动甲醇经济建设涉及重大技术开发、产业化项目建设、基地建设等的实施。

做好全球资本战略布局。通过国际并购,实现对全球甲醇产能的集中控制,增加对甲醇产业链的战略性控制和国内企业对甲醇产业链的话语权。在此基础上,增加全球甲醇贸易中使用人民币进行支付的力度,推进资本项下的人民币跨境流动,并带动其他行业更多使用人民币作为交易货币。

4. 突破关键核心技术,构建完整创新链

设立国家科技重大专项,建立国家实验室或在国家实验室中给予安排,以系统考虑国家能源结构和相关市场需求为基础,深入凝练研发方向,从多学科优势互补的角度形成合力、主导突破关键核心技术,形成从甲醇合成到甲醇广泛应用的全链条相关高技术的创新链和相应标准,完成在全球范围内的产业化的高技术布局,并通过资本纽带推动并实现技术产业化。

一是要推进全产业链甲醇相关技术研发,如超低排放合成技术、五代碳中性甲醇合成技术等关键材料和高效的制备研制,实现零碳乃至负碳的低成本甲醇合成。二是要推进甲醇应用装备创新,如甲醇燃料电池、甲醇高效锅炉、甲醇重型内燃机等。三是要推进甲醇标准规范创新,如建设试点区域的立体环境监测和监控体系,提出甲醇应用的使用和环境等甲醇应用标准规范。

5. 营造良好使用环境

一是加强宣传教育引导。开展形式多样的“液态阳光”经济宣传,加强新闻宣传、政策解读和教育普及,准确阐述“液态阳光”经济,把“清洁低碳、安全高效”的理念加以推广、弘扬。注重引导舆论,回应社会关切,传递有利于加快“液态阳光”经济发展的好声音和正能量,积极营造浓厚、持久的舆论环境。二是调整资源性产品价格形成机制。清理和取消对传统能源和资源性产品的各种显性或隐性补贴,制定合理税费,营造甲醇价格空间。三是积极培育甲醇经济增长源。充分发掘运用关键技术解决方案,建设完整的天然气化工产品产业链;推广与居民住行消费和家庭生活环境改善紧密结合的应用产品,打造甲醇汽车产业链、甲醇船舶产业链、甲醇锅炉产业链、甲醇专用厨房体系,增强群众使用的意识和自觉性;适时推进甲醇轮船研制和运用,打造绿色海湾;适时开展甲醇储能运用,开辟我国电能过剩解决新途径。四是探索合理机制,团结各利益攸关方。对于各利益攸关方,要设计好参与和利益分配机制,团结各利益攸关方,减少推广应用的阻力。

6. 设立“液态阳光”经济示范区

选择一部分沿海城市和西部城市作为“液态阳光”经济示范区。

一是建设甲醇燃料重大应用示范工程,形成甲醇燃料锅炉、甲醇重载内燃机、甲醇燃气机、甲醇—氢燃料电池等应用的工程示范,推进关键技术研发和创新成果转化,并制定出甲醇应用的国家或行业系列标准,加快甲醇燃料综合利用的市场。

二是通过体制机制创新和政策先行先试,充分发挥示范区的综合资源优势,着力打造“液态阳光”产业园,建设大型仓储物流基地,建设大型甲醇贸易平台并编制甲醇交易指数,加快“液态阳光”产业集聚。

三是有效整合创新资源、科技服务资源、社会资本资源,实现产业链、创新链、资本链联动。注重技术创新、产业示范、科技服务、转化孵化的全产业技术创新链与产业链的协同发展,通过体制机制探索和市场化运营,形成示范区内各平台间的紧密联动,建立国际一流的甲醇经济创新创业环境,并与示范区外的特色优势研发资源合作,形成网络化的创新与服务平台。

我们相信,“液态阳光”将在世界的东方、在中国的神州大地上冉冉升起,照耀和造福全人类。

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