攻堅克難 甲醇商用車發展再迎政策曙光

2020-12-06 中國汽車報社有限公司

    2月3日,國家工信部官網公布了《工業和信息化部辦公廳關於做好甲醇汽車試點驗收準備工作的通知》,其中要求上海、長治、西安、寶雞、榆林等已完成試點運營工作的城市,於今年3月底前提出驗收申請,其他試點城市在完成試點運營工作後1個月內,提交驗收申請。

  記者了解到,甲醇汽車在我國並非新生事物,早在上世紀70年代末,我國就開始了對甲醇汽車的研發,但期間由於各種原因一度陷入沉寂。2012年,我國的甲醇汽車研究、應用工作再次提上日程,並順利發展。

  2016年11月,在江蘇崑山舉辦的中國國際商用車及零部件展覽會上,我國自主研發的甲醇商用車、發動機、零部件以及相關配套設施紛紛亮相,一汽解放、陝汽、華菱星馬、吉利商用車等品牌的甲醇燃料重卡、輕卡、客車受到關注。

  甲醇商用車何以一改往日沉寂,「提速」發展?它距離市場化應用還有多遠?記者對此一探究竟。

  ■甲醇燃料好 應用有難題

  記者了解到,甲醇製取途徑多、來源廣,主要可分為三大類,一類是利用傳統能源製取,比如煤炭;第二類是「變廢為寶」製取,高硫煤、焦爐氣、農作物廢棄物、城市垃圾等都可以製取甲醇;第三類是從可再生物質中製取,比如通過捕捉大量工業排放的CO2,和H2一起製取甲醇。

  工信部節能司巡視員李力表示,我國具有富煤、缺油、少氣的資源特點,甲醇可由高硫等劣質煤、焦爐煤氣等生產出來,結合我國煤炭資源豐富、甲醇產業成熟的特點,發展甲醇車用替代燃料和甲醇汽車產業,是積極有益的探索。

  目前,我國石油對外依存度超過60%,十分不利於國家能源安全。「我國煤制甲醇產能過剩,不用擔心甲醇燃料的供應量。」上海華誼能源化工有限公司高級工程師謝振華說。

  甲醇不僅生產原料資源豐富,生產工藝靈活成熟,而且生產成本低廉。「甲醇常溫常壓下為液體,易於儲存和運輸。基礎設施簡便,加注和運輸方式與現有石油體系基本相同。甲醇汽車的排放完全可以達到國家標準。」 一汽無錫油泵油嘴研究所副所長居鈺生表示。

  據天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室教授姚春德介紹,目前,市場上柴油價格大約在6200元/噸,甲醇為2000元/噸,且甲醇燃料發動機的熱效率相比柴油和汽油發動機都有提高。因此,甲醇燃料可大幅改善重型商用車的經濟性。即相對於乘用車來說,甲醇燃料在商用車上的效益更加明顯。

  如此有優勢的甲醇燃料,以往為什麼沒有發展起來?吉利商用車研究院新能源動力部部長宋光輝告訴記者,一直以來,甲醇汽車低溫啟動以及甲醇供給系統的可靠性方面存在技術瓶頸。「純甲醇燃料在10℃以下冷啟動困難。供給系統的難題在於甲醇的腐蝕性,比如車輛的油箱、濾清器、油泵、油路等,有金屬件、塑料件、橡膠件,甲醇對這些材質都有一定程度的腐蝕性。」宋光輝說,「由於甲醇對不同的材料有不同的腐蝕特點,需要有針對性的研發、設計耐腐蝕零部件。」這兩大技術瓶頸若不攻克,甲醇商用車難以發展。此外,在觀念上,許多人對甲醇的安全性存有顧慮。

  ■突破技術難關 提速發展

  經過多年的攻堅克難,企業已經可以生產耐醇商用車零部件。甲醇商用車低溫啟動問題也得到很好的解決。目前有兩大技術路線,一種是採用單一甲醇燃料,通過燃燒系統改進、燃料改質、進氣加熱、燃料加熱、醇氣混合、優化控制策略來解決冷啟動問題。代表企業為一汽解放和吉利商用車。另一種技術路線被稱為「柴油甲醇組合燃燒技術(DMCC)」,即發動機用純柴油起動,熱機後採用柴油、甲醇雙燃料方式工作。代表企業為陝汽和華菱星馬。

  據了解,採用「柴油甲醇組合燃燒技術」的重型車已經在國內11省兩市得到應用。燃效提高8.7%,最高值由原機的43.4%增加到47.6%。動力性和整車經濟性提高均超過10%。姚春德介紹了用戶使用情況,在貴州甕福磷礦,DMCC重型車甲醇對柴油替代率超過30%。動力增強,經濟性明顯;中車集團在新疆哈密地區的淖毛湖礦區,甲醇對柴油替代率38%,同時提高了經濟性和工作效率。

  隨著甲醇汽車技術不斷提升,應用效果良好,繼2012年工信部在山西、上海、陝西(「兩省一市」)開展甲醇汽車試點之後,2014年8月,工信部擴大甲醇汽車試點為「四省一市」(增加貴州省、甘肅省)。試點工作得到國內車企的重視和響應,目前已有23款車型列入工信部的車輛公告,不僅有乘用車,還包括廂式運輸車、城市客車以及自卸和牽引式重型商用車。

  甲醇車輛本身的技術難題逐步得到解決,但甲醇燃料加注站建設在土地、規劃、安全、環境、經營等管理體系涉及到的申報、審批、驗收等各環節缺乏技術規範,甲醇燃料加注系統建設沒有評價依據一直是個突出的問題。2015年6月,《車用甲醇燃料加注站建設規範》通過工信部組織的專家組審核,並於當年10月公布,由此解決了甲醇燃料加注站建設無標準可依的問題。對此,謝振華說:「甲醇的物化性能與汽油比較一致,且大多場合其燃爆危險性低於汽油;甲醇燃料和汽油一樣都是液體燃料,使用、加注方式完全一致。工信部甲醇汽車試點工作開展4年來,已經證明甲醇燃料是當今最為現實可行的車用替代能源。」

  2016年5月,工信部聯合發改委、科技部,已完成對山西省晉中市甲醇試點的驗收工作,運行效果良好。「隨著甲醇汽車試點推廣力度不斷加大,試點城市投入的試用車輛數量不斷增加,試點市場的甲醇汽車需求也不斷擴大。」姚春德表示,「從目前的技術和試點應用情況來看,可以說甲醇是最合適的內燃機替代能源。」

  ■推動甲醇商用車市場化

   甲醇汽車發展基礎已經奠定。未來,甲醇商用車若想實現市場化,還有幾道關要過?

對此,宋光輝表示,吉利目前研發的輕卡、客車甲醇發動機,與同排量的柴油發動機動力性能相當,完全可以滿足商用車的需求。他說:「目前的甲醇汽車試點只有『四省一市』,我們希望政策可以放寬,從而鼓勵更多企業進行甲醇汽車研發,為用戶帶來實實在在的價值,讓市場來作最終的判斷。」

    華菱星馬發動機研究所所長呂林表示,對於柴油-甲醇雙燃料商用車生產企業來說,還需確保車輛排放跟上國家標準升級的步伐,比如未來的國六。他說:「柴油-甲醇雙燃料發動機不是從國四、國五排放標準一 下就可以升級到國六排放標準,也需要一步步去研發。後續研發的工作量大,難度也不小。」未來,隨著甲醇商用車的逐步推廣,一些用戶可能會選擇改裝。呂林認為,在用車改裝為雙燃料甲醇車難度不大,原有的柴油噴射系統不用改動,只需另外加裝一套甲醇系統。不過他強調:「雖然改裝的成本比購買新車低,但主機廠銷售的新車,有售後服務保障。」

    此外,推廣甲醇商用車,需要健全上下遊產業鏈。宋光輝強調,高質量的耐醇關鍵零部件還需繼續研發,現在耐醇零部件的供應商比較少,產能有限。另外,甲醇燃料和甲醇汽車相關標準的完備程度,與柴油車標準相比還差得遠。更為重要的是,需鼓勵甲醇加注站的建設。「現在華菱的柴油-甲醇雙燃料卡車找了一些客戶試用,主要是短途場地用車,因為跑長途甲醇加注還有難度。」呂林告訴記者。

   在甲醇燃料供應鏈方面,甲醇汽車生產企業自身也在努力。據宋光輝介紹,目前,吉利收購了冰島的一家碳循環公司,將來吉利可能會推出自己的甲醇燃料。呂林告訴記者,華菱星馬正在積極推進與甲醇燃料製造企業的合作,希望能為客戶提供更好的甲醇燃料加注服務。

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