滾滾濃煙、刺鼻氣味…煤化工產業給你的印象是這樣嗎?顛覆認知的是,如今煤化工企業,不但可以做到低排放,廢氣還能重新產出新的能源。焦化爐出來的廢氣,直接送進這些設備,經過凈化、幹燥、合成、精餾等一系列工序,產出優質清潔新能源燃料甲醇:
這是落在河南安陽的10萬噸級甲醇制備工廠。全國首個、全球最大,同時“CO2直接制備甲醇”的技術也是世界最先進。
廢氣變甲醇,背後連接起的是儲運、補能、固碳、汽車、氫能等等產業。
甲醇經濟從安陽開始進入轉折點,它還是中國新能源道路的另一種可能。
中國新能源的另一條路
安陽10萬噸級甲醇制備項目,由河南順成集團和吉利集團一同打造——順成是安陽本地的化工能源企業,為甲醇制備提供上遊原材料。
吉利就是我們熟悉的造車的吉利集團。甲醇產業其實是吉利佈局投入近20年的戰略。安陽工廠的主要技術、設備,以及產業鏈搭建,由吉利主導。
安陽甲醇工廠是我國第一套十萬噸級CO2制甲醇設備,也是全球最大的。利用順成集團焦化爐產生的尾氣(主要成分CH(4)、CO(2)、CO、H(2)),以及其他工業廢氣中回收的CO2作為原料,年產甲醇11萬噸,以及聯產7萬噸LNG(液化天然氣)。
按照官方給出的數據,10多萬噸產能的安陽甲醇工廠,正常運轉一年可直接減排二氧化碳16萬噸。相當於增加森林種植面積16萬畝,折合106平方公裡。
16萬噸是直接減排,即每年消耗掉的工廠廢氣。
而生產的甲醇燃料重新投入經濟循環中(比如運輸、發電等等),可以達成60萬噸二氧化碳的間接減排效果,相當於增加森林面積60萬畝。
這裡可以看出,甲醇物理性質上盡管是一種液體燃料,但它對於節能減排和經濟運轉的核心意義,其實是一種固碳的載體——
甲醇通過自身的合成、燃燒反應,把大氣中已有的碳循環起來,從而達到減少化石能源開采依賴,降低碳排放的目的。
全球最大CO2制備甲醇項目落地安陽,細究起來其實也是人類歷史上第一次如此巨大規模的利用回收二氧化碳,也是中國甲醇產業的一個縮影和新開端。
中國首次「馴服」甲醇實錄
甲醇早就在不知不覺中滲透進中國經濟的運轉中。
2022年中國有效甲醇產能達到10000萬噸左右,占全球的6成。除此之外還需要外購1000多萬噸。
產能或是需求,中國都是第一。
最直觀的例子,貴州貴陽、陜西西安、山西晉中這三個城市在檢出商用化落地上進度最快。
三地一共有2.7萬輛甲醇乘用車投入出行市場運營,總運行裡程接近100億公裡。每年節省汽油消耗15.8萬噸,降低二氧化碳排放1.94萬噸。
商用車方面,新疆、青海、山西、內蒙古、陜西、甘肅、貴州等多個省份已經將甲醇重卡投入使用,數量超過數百輛。整車經濟性提升18%-32%。
順成集團此前采購的10臺遠程甲醇重卡,官方反饋效果良好,單車每年可節省燃料費用10萬元左右。
於是在這次安陽工廠落成儀式上,順成集團又采購300臺甲醇重卡。
與甲醇乘用車、商用車配套的,是在這些重點地區,甲醇加註站的數量,已經建成近130座。
而這樣的甲醇需求,中國正以每年8%左右的幅度增長。
安陽甲醇工廠落地,其規模和先進性,完全可以看成中國甲醇產業從初期分散試點向規模化商業化轉型的關鍵點。
不過這一裡程碑,中國走40年。
甲醇作為化石燃料的替代,以及它對工業廢物利用的特性,中國早就在關註。
但直到如今,甲醇商業化的難點技術才完全被自主企業掌握。
以吉利的安陽項目為例,不同於傳統的CO加氫制甲醇技術,直接利用CO2制備。這種工藝的好處在於一步法合成,減少工序降低成本。而且捕集的工業廢氣CO2可以不用經過還原步驟直接投入生產。
當然這種辦法的難點在於反應催化劑的設計和制備。吉利則通過2015年收購冰島CRI公司,完全消化吸收全球先進的相關技術。
從應用層面來看,商用車,包括客運和貨運,其實是甲醇燃料最好的替代場景。商用車占全國機動車保有量的10%,消耗的燃油卻接近50%。
但甲醇汽車本身的難點在於動力系統的密閉性、抗腐蝕性、低溫冷啟動等等。吉利入局甲醇18年,官方宣稱已經掌握甲醇汽車核心技術。
包括攻克低溫冷啟動、耐甲醇材料開發、專用潤滑油開發、專用添加劑開發、排放控制、甲醇電噴控制系統等等。
另外甲醇熱氣低於傳統燃油,N年以前的甲醇汽油(一定比例摻雜),被很多老司機吐槽“開著沒勁”。而如今,吉利已經擁有成熟的混動、增程技術,車輛驅動主要靠電,甲醇則作為電的來源。使用體驗反而會遠超普通燃油車。
當然,甲醇作為新能源推廣,其實和鋰電、氫能面臨相同的問題:儲運補能網絡的鋪設。這一點吉利正在探索新的模式。
比如根據用戶特點和甲醇價格波動規律,通過將甲醇燃料與甲醇汽車進行捆綁,輸配、加註、銷售一站式服務,用較長周期消化甲醇價格短期波動對用戶造成的影響,消除不合理的中間環節等等。
不過,甲醇有它獨特的優勢:常溫下唯一呈液態的新能源燃料。
這就讓甲醇有成為氫能戰略、鋰電產業之外,中國新能源的另一種可能。
甲醇更清潔?
甲醇是碳氫氧化合物,燃燒後產生水和二氧化碳,盡管單位排放小於傳統化石燃料,但本質似乎和汽油柴油沒什麼不同。
這裡有一個容易被忽視的點:汽油柴油來自自然資源開采,燃燒後產生的是“排放凈增”。
而甲醇是能源的載體,把化石燃料燃燒後的二氧化碳“固定”下來,在經濟運轉模型中反復被制備、消耗,實際上沒有新增碳排放。
這也是為什麼甲醇被認為是一種上佳的新能源形式。
一般來說,制備甲醇需要高溫高壓的環境,那你肯定會問,制備甲醇的能源消耗從何而來?
當然不能再用火電。真正的“綠醇”,能源消耗選擇其實很豐富。
可以是地熱、水電、風能,也可以是核能、太陽能電解水制氫等等。
甲醇的第二個優勢就體現在這裡:它幾乎可以作為任何形式的能量轉化的最終載體。
而且由於其常溫液態的性質,儲運的難度、成本是所有新能源模式中最低的。
一個傳統加油站,改造成甲醇加註站,所需成本僅數十萬元。這也說明甲醇的整個儲運環節,都可以利用成熟的油氣儲運技術、設施加以改造實現。
而且,液態甲醇的儲運的安全性、效率,高於氫氣(高壓氣罐等設施),也不會像鋰電池那樣壽命耗盡後產生高污染的廢物。
通過甲醇,能串聯起氫能、碳循環、電能替代、燃油替代技術,把各種新能源體系融合在一個運轉體制中。在不增加自然資源開采的條件上,真正實現把碳循環起來。
對於中國來說,甲醇經濟有更深的意義。官方數次表態,甲醇值得搞,要大力搞。
比如2021年9月,生態環境部正式受理甲醇汽車的環保認證,實施國環信息公開,甲醇汽車被納入國傢汽車工業統一管理范疇。
同年11月,工信部在《“十四五”工業綠色發展規劃》中明確提出推進二氧化碳耦合制甲醇等降碳技術的推廣應用,將甲醇汽車納入綠色產品,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。
為什麼?
首先,中國富煤、富生物質原料(沼氣等等),甲醇制備有天然的低成本原料。
其次,中國目前燃油對外依賴度近70%,而如果我國甲醇燃料應用規模達到3.5億噸以上,可將我國原油對外依存度降到30%以下。
解決傳統煤化工企業轉型升級問題的同時,還能大大緩解中國的能源對外依賴。
對於中國來說,這是一條更加註重內循環,更符合本身資源特征、又能解決落後產業升級的新能源方案。
一舉三得。所以甲醇戰略不但可行,而且在中國尤其值得投入。
而自主企業在甲醇產業鏈各環節的核心技術突破,實際上是首次打開中國新能源“第三賽道”的機遇
安陽工廠,實際是甲醇戰略從試點摸索到大規模落地的第一步。
中國新能源,現在是鋰電、氫能、甲醇同場競速的比賽。
嗯,精彩。