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解析中國甲醇汽車現狀和甲醇燃料推廣應用
發布時間:2022-04-22  [返回]


導語:從甲醇燃料應用端,介紹甲醇燃料動力燃燒和熱力燃燒技術的應用實例和現狀,給探尋組織開展甲醇燃料應用的政府部門、行業主管機構、監管機構以及從業者的疑慮和問題解決的路徑建議。希望推進發展甲醇經濟,積極穩步實現“雙碳”目標,成為全社會的共識和行動。

一、甲醇燃料動力燃燒

1、甲醇汽車。目前,我國甲醇汽車,已經建全了完整的政策許可,行政管理許可、技術標準許可、市場準入許可和運行保障許可通道。以吉利汽車為主導的甲醇汽車產業集群,完成了甲醇汽車產品技術鏈、產業鏈和供應鏈的建設。構建了甲醇乘用車、甲醇混合動力乘用車、甲醇商用車、甲醇自卸車、甲醇?;愤\輸車、甲醇增程電動車厚重的產品平臺。完成了市場投放和運行保障的服務準備工作。

今年初,在工業和信息化部發布的《“十四五”工業綠色發展規劃》中,明確提出“大力發展和推廣新能源汽車,促進甲醇汽車等替代燃料汽車推廣”,甲醇汽車被正式列入綠色產品。

2、甲醇燃料電池。甲醇重整制氫燃料電池以甲醇為能源載體,通過化學催化重整生成氫氣,將氫氣導入燃料電池發電。該技術有效避免高壓氫的制、儲、運、充難題,同時具有發電成本低、噪音小、環境適應性強、使用范圍廣的特點。

上海博氫新能源科技有限公司與東風汽車合作,創新研制甲醇重整氫燃料電池輕型卡車,于2017年獲工信部《新能源汽車產品公告》,正式納入《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》(2018年第3批)和《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》(第十七批)。

中國科學院大連化學物理研究所醇類燃料電池及復合電能源研究中心研制的直接甲醇燃料電池驅動天津飛眼公司的垂直起降無人機在天津濱海無人機試驗場成功試飛,并實現了長航時飛行。2021年11月8日,高溫甲醇燃料電池示范游船“嘉鴻01”在佛山南海仙湖首航。

除了甲醇燃料電池汽車,甲醇燃料電池主要應用場景還有應急發電市場、備用電源市場、移動發電市場、離網發電市場、車/船/機載動力系統市場等。

3、甲醇在線制氫。甲醇在線制氫技術實現了氫氣即產即用,解決了氫氣的制、儲、運、充建設和車輛攜帶氫瓶運行安全防范的痛點問題,為道路交通運輸領域氫能應用,提供了多技術方案的選擇。

2020年8月,廣東能創科技與我國一汽解放新能源公司,合作研制我國首臺甲醇在線制氫+氫燃料電池組合動力系統重型商用物流車。比較氫罐儲氣方案,該技術方案可大幅度增加車輛的行駛里程。

2021年3月,廣東能創科技與中國電信江門分公司合作,使用甲醇在線制氫+燃料電池組合發電系統,為通信機房提供主/備電源,解決了燃油發動機噪聲、震動和有害氣體排放問題。

2022年1月,廣東臺山市川島鎮政府,應用甲醇在線制氫+氫燃料電池組合發電系統,解決了茫洲島無市電引入,導致全島經濟建設和美麗鄉村發展的困境難題。拓展了甲醇在線制氫+氫燃料電池組合發電系統,為特殊應用場景提供分布式能源的新視野。

在氫能產業發展進程中,應用甲醇在線制氫裝置和技術,氫燃料電池、甲醇燃料電池、氫燃料發動機,都將是它的服務和保障對象,也可以稱其為合作組合體。

4、船舶甲醇燃料動力。2017年中國船級社發布《船舶應替代燃料指南》為甲醇在船舶上的使用提供技術標準和應用指南?!洞皯眉状?乙醇燃料指南》項目通過專業評審。高速甲醇/柴油雙燃料船用發動機已經完成了性能臺架實驗,通過了船級社圖紙審核,正在進行型式認可。我國船舶和船舶動力制造行業,積極推進入籍內河航運、江海直達、近海運輸甲醇燃料船舶制造和商業化應用的步伐正在穩步健康邁進。

中船重工711研究所研發的直噴甲醇/柴油中速船用發動機完成樣機試制,進入臺架試驗階段。由該所自主研發的首臺套SMBS20-38-2A型船用甲醇燃料加注單元發運交付客戶。該型甲醇燃料加注單元相關設備集成布置在標準集裝箱中,方便移動部署和使用,可向使用甲醇燃料動力船舶提供甲醇燃料加注。

5、甲醇燃料移動電力。以甲醇為燃料,將甲醇內燃發電機組+甲醇燃料電池發電組合程甲醇燃料發電系統,再將發電系統于動力電池等儲能設備結合,組建成混合式甲醇燃料電力系統。該電力系統即可廣泛應用于應急搶險、應急通訊、人防工程、特別應用場景等固定式后備電源,又可為車對車(車對電力需求方)移動式提供電力,還可作為甲醇船舶發電輔機的輔助選擇。節假日高速公路休息站臨時充電站,旅游景區民宿熱電聯供,海上風電自備電等。

二、甲醇燃料熱力燃燒。

1、甲醇燃料應用于取暖供熱鍋爐。2017年10月,開灤化工股份有限公司范各莊分公司選用深圳正和能源有限公司甲醇鍋爐技術,對4×20噸燃煤蒸汽鍋爐進行應用甲醇燃料改造供暖工程投入運行。改造后的甲醇鍋爐實現了連續五年安全運行,熱效率達到95.23%,較原燃煤鍋爐熱效率提高30%以上。在污染物排放改善明顯的同時,每年減少6000余噸爐渣固廢物的產生,既免去了爐渣堆存處理的人力、物力和費用消耗,又根除了爐渣堆存處理裝卸造成的二次揚塵污染。每個供暖季可減少用工2500余個,減少水資源使用量20余萬噸。

2、甲醇燃料創新應用新領域。2019年10月,深圳正和能源有限公司與中科華星新材料有限公司合作,開展了“空心玻璃微珠燃燒工藝及燃料技改項目”攻關,歷經一年多的研制和生產實驗,2020年12月該項目順利通過用戶驗收,產品合格率100%,單位產能提高200%,單位成本降低21.5%。實現全球空心玻璃微珠燃燒領域“醇基液態燃料空心玻璃微珠焙燒”技術零的突破。


2022年北京冬奧會及冬殘奧會吉祥物“冰墩墩”“雪容融”甲醇燃料燒制陶瓷版

3、甲醇燃料應用于窯爐陶瓷燒結。基于甲醇燃料純凈、成份穩定的特性,陶瓷燒結的釉色更加鮮艷。許多傳統難以燒結的釉彩,使用甲醇燃料燒結,成功率可提高20%-30%。 2022年北京冬奧會及冬殘奧會吉祥物“冰墩墩”“雪容融”陶瓷版,選用甲醇福建大為能源有限公司燃料陶瓷燒制技術,向世界展示了中國可再生能源甲醇燃料應用的硬科技。




煙草煙葉應用甲醇燃料烘烤與柴、煤烘烤品質對比

4、甲醇燃料應用于煙草煙葉烘烤。我國煙草煙葉密集性烤房超過220萬座,年消耗煤炭1800萬噸,應用福建大為能源有限公司技術,推廣甲醇替代煤炭烘烤煙葉,一是提高煙葉品質,助力美麗鄉村建設。二是替代煤炭消耗,減少碳排放量。三是有效治理煙葉烘烤地區環境污染,實現環境友好。中國煙草煙葉烘烤應用甲醇燃料,獲得政府主管部門、行業機構、產業和煙農的廣泛認可。

5、甲醇燃料應用于農業工程。甲醇燃料為田間植保作業的無人機應用甲醇燃料發動機,實現了長航時作業、環境友好和安全穩定。為果蔬大棚植物提供溫度、濕度和二氧化碳濃度的甲醇氣肥機,為果蔬大棚種植業提供了科學支撐下的豐產豐收。

6、甲醇燃料應用于炊事餐飲。機關食堂炊事、學校食堂炊事、企業食堂炊事、酒店炊事、商業餐飲炊事、農村炊事等,甲醇燃料正在因地制宜地被普遍推廣應用。

三、甲醇催化氧化反應(無火焰)制熱技術

該技術工作原理是在常溫常壓狀態下,將甲醇和空氣按比例送入特殊反應裝置室,進行在管程放出熱量,熱量通過管壁直接被殼程冷流體快速吸收,將介質加熱。技術體系和裝置主要由特殊反應裝置系統、甲醇聯動供給系統、配風系統、電控系統組成。其優點是安全性高,工作全程無明火、常壓,設備自身不存在任何安全隱患。

環保性好,反應過程不產生火焰,有害物質排放物處于無檢出狀態。

經濟性優,系統采用全智能控制,反應溫度可控可調,可以實現無人值守。

熱效率高,系統催化氧化反應熱效率在99%以上,工作效率在96%以上,在高寒地區和高原缺氧地區使用效果更佳。

安裝使用方便,使用系統安裝時,無需改造原始供暖管網,無須改變導熱介質,根據需求調節觸摸屏幕按鈕(或手機遠程)調節控制回水溫度。

使用壽命長,系統工作狀態無火焰,無明火,設備不結焦結碳。


我國首臺甲醇在線制氫+氫燃料電池組合動力系統重型商用物流車。

甲醇無火焰制熱設備及技術可用于替代北方散煤燃燒取暖;解決淮河流域和長江流域地區冬季供暖;解決石油石化領域冬季作業供暖供熱;用于汽車4S店維修烤漆房加熱烘干;用于農村養殖業;用于國家邊防、海防營地;用于應急和搶險救災;用于野外作業;用于旅居宿營車休閑旅游等。 作者:魏安力 



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