▎現(xiàn)在甲醇汽車及甲醇燃料電池,類似10年前鋰電在汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段。
2006年,諾貝爾化學(xué)獎得主、著名有機(jī)化學(xué)家喬治·奧拉寫了一本書,名叫《跨越油氣時代——甲醇經(jīng)濟(jì)》。書中,喬治圍繞全球面臨的能源危機(jī),提出了一個解決能源問題的新概念:甲醇經(jīng)濟(jì)。
他提到,未來在油氣之后,人類的燃料就是甲醇??傮w而言,煤、天然氣、石油、電能等等都可以用來生產(chǎn)甲醇,是目前人類見到的生產(chǎn)原料最為豐富的燃料產(chǎn)品。“甲醇是一個取之不盡的,它是一個能源載體。”南方科技大學(xué)
清潔能源研究院院長、澳大利亞國家工程院外籍院士劉科曾在公開場合這樣評價甲醇。
除了“取之不盡”,甲醇的也是國際上公認(rèn)的清潔燃料:易于充分燃燒,燃燒后的產(chǎn)物主要是二氧化碳和水,而二氧化碳也可制備甲醇,它是完全可以實現(xiàn)碳中性循環(huán)的低碳燃料。作為全球最大的甲醇生產(chǎn)國和消費(fèi)國,數(shù)據(jù)顯示,2022年上半年,我國甲醇產(chǎn)量約為3835萬噸,較去年同期同比增長2.43%。
2020年9月,中國在第75屆聯(lián)合國大會上正式提出2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實現(xiàn)
碳中和的目標(biāo)。時代大背景,讓甲醇再次進(jìn)入人們的視野。雖然甲醇仍然未被納入國家能源體系,但
綠色甲醇的的探索已經(jīng)在加速推進(jìn)。
而汽車產(chǎn)業(yè),則成為了甲醇在助力碳中和之路上的一方絕佳試驗田。
“下一步將圍繞推廣甲醇汽車、支持甲醇汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展、探索綠色甲醇汽車新模式等方面,加大工作力度,推動甲醇經(jīng)濟(jì)發(fā)展,將加快推廣甲醇汽車,支持晉中市等
試點(diǎn)地區(qū)因地制宜,進(jìn)一步加快推廣甲醇乘用車、甲醇重卡等商用車。”近日,工信部在對十三屆全國人大五次
會議第2276號建議的答復(fù)中這樣表示。
一時之間,對于“甲醇汽車是否靠譜?甲醇燃料電池能否借此機(jī)會迎來快速發(fā)展?”眾說紛紜。
“國家在氫能規(guī)劃中已經(jīng)明確把甲醇燃料電池列入規(guī)劃, 疊加目前甲醇汽車政策,會推動甲醇汽車及甲醇燃料電池產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展 。”元航資本合伙人周清哲對鈦媒體App表示。當(dāng)然,也有人認(rèn)為甲醇汽車不是未來汽車發(fā)展的主流方向,技術(shù)還處于產(chǎn)業(yè)化早期階段,短期市場更多是情緒炒作。
質(zhì)疑與討論都無可厚非,因為甲醇燃料電池并非新鮮事物,很長一段時間并未得到主流認(rèn)可,擔(dān)任的不過是“備用”角色。時隔多年,再次被推到前臺,甲醇燃料電池到底經(jīng)歷了什么,在碳中和的呼聲中,甲醇燃料電池確能擔(dān)此重任嗎?
早期僅是備用角色
1999年,中國體育界發(fā)生了一件大事:女足世界杯上,孫雯率隊打進(jìn)決賽。
捕捉到熱點(diǎn)的南孚電池迅速將孫雯簽約成代言人,并把廣告投放到了CCTV的黃金時段。
也是在同一年,大連化物所與安徽天成電器有限責(zé)任公司成立了直接甲醇聯(lián)合實驗室,開展了有關(guān)DMFC(直接甲醇燃料電池)關(guān)鍵材料及其制備技術(shù)的研究工作,并取得了一些進(jìn)展。
雙方的交集發(fā)生在兩年后,2001年,直接甲醇聯(lián)合實驗室與南孚電池簽訂了一份為期四年的R&D合作計劃,目標(biāo)是小型移動電源的研制,合同總金額為1000萬元人民幣。
彼時,南孚電池早已穩(wěn)坐國內(nèi)堿性電池市占率第一的寶座,它選擇與大連化物所共同研發(fā)甲醇燃料電池的一個背景就是:遠(yuǎn)在大洋彼岸的一家名為Manhattan Scientifics的公司,注冊了一個Micro-Fuel Cell商標(biāo),目的是生產(chǎn)用于手機(jī)電源的微型直接甲醇燃料電池,而以這個電池為電源的手機(jī)可待機(jī)6個月,連續(xù)通話一個星期。
這釋放出一個信號——甲醇燃料電池已經(jīng)開始應(yīng)用在手機(jī)等通訊產(chǎn)品上。更進(jìn)一步地,與所有電池一樣,甲醇燃料電池的應(yīng)用不僅僅局限于手機(jī)上,筆記本電腦、攝像機(jī)這類需要用到電的便攜式電子產(chǎn)品都能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。
2004年大連化物所的孫公權(quán)團(tuán)隊曾成功開發(fā)了“國內(nèi)第一套筆記本電腦用直接甲醇燃料電池范樣品”。孫公權(quán)是在2001年從美國歸來,作為杰出人才受聘大連化物所,加入衣寶廉院士團(tuán)隊,進(jìn)行甲醇燃料電池研究。
甲醇燃料電池在便攜式電子產(chǎn)品上的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)突出,但同時也有不可回避的天生缺陷。比如甲醇是易燃品,很多場合不允許攜帶,這多多少少帶來了一些使用上的不便。因此,甲醇燃料電池只出現(xiàn)過很短的時間,便迅速淡出了人們的視野。
在便攜式電子產(chǎn)品上的折戟,并不意味著甲醇燃料電池的全盤失敗。同樣來自大洋彼岸的另一家公司,已經(jīng)找到了一條更長的跑道。
1997年,德國奔馳公司提出甲醇重整燃料電池A級轎車方案。2001年11月,戴姆勒克萊斯勒公司在柏林發(fā)布了以甲醇為燃料的燃料電池車NeCar 5,并將其定位為全球第一個達(dá)到試用階段的甲醇重整燃料電池汽車。
第二年,為了系統(tǒng)地測試NeCar 5在日常運(yùn)行狀態(tài)中的技術(shù)極限,奔馳NeCar 5從美國舊金山出發(fā),經(jīng)高溫的加利福尼亞、低溫和多雪的內(nèi)華達(dá)山脈和落基山脈,海拔2640米的山口,交通擁擠的大城市,歷時14天抵達(dá)華盛頓,創(chuàng)造了甲醇燃料電池汽車5250公里的長途行駛紀(jì)錄。
在研發(fā)上同樣熱忱的汽車廠商本田也在1996-2004年間,就甲醇重整制氫做了相應(yīng)的研究,并推出了相關(guān)車型。
不過,囿于種種限制,甲醇重整制氫研發(fā)隨后進(jìn)入低谷,鮮有汽車企業(yè)推出相關(guān)產(chǎn)品,只是在一些特定領(lǐng)域,人們開始用甲醇重整制氫作為備用電源。
兩條路線
從上世紀(jì)九十年代末開始的近十年間,甲醇燃料電池雖在研發(fā)和應(yīng)用上向前跨了一步,有星星之火,但并未形成燎原之勢。
這個時間段,中國對甲醇汽車同樣興趣寥寥,僅有零星企業(yè)下場研發(fā),直到2009年
新能源政策的推動,才將行業(yè)帶入了探索、試點(diǎn)的階段。
簡單來說,汽車行業(yè)在新能源化的道路上,可以分為兩大路徑:
一條路徑是以拋棄內(nèi)燃機(jī)為目標(biāo)的方案,如主張純電動技術(shù)路線、燃料電池技術(shù)路線和混合動力技術(shù)路線。
另一條路徑是以繼續(xù)使用內(nèi)燃機(jī),尋求替代燃料為目的的方案,如天然氣、甲醇、乙醇、二甲醚等。
2005年,吉利倔強(qiáng)地選擇了第二種路徑,也就是用甲醇燃料發(fā)動機(jī)取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的路線,開始了甲醇汽車的產(chǎn)品研發(fā)。
新能源汽車的發(fā)展依賴政策的推動。在2009年,作為全國政協(xié)委員的李書福便提交了一份題為“關(guān)于盡快出臺甲醇車國家標(biāo)準(zhǔn)的提案”,呼吁國家發(fā)改委、國家工信部、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會盡快完成甲醇汽車的國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。
很快這份提案就有了回應(yīng)。同年,工信部有關(guān)司局調(diào)集汽車和內(nèi)燃機(jī)行業(yè)
專家開展了甲醇作為車用燃料的調(diào)研工作。
通過市場調(diào)研和基礎(chǔ)驗證,全面梳理甲醇作為車用燃料在應(yīng)用中存在的問題,針對甲醇燃料的特性,工信部于2012會同有關(guān)部委先后在山西、陜西、上海、甘肅和貴州等5省10市組織開展甲醇汽車試點(diǎn)工作。
與吉利的路線相似,當(dāng)時政策的重點(diǎn)主要是,在技術(shù)路線上走“甲醇作為替代燃料的內(nèi)燃機(jī)”路線, 而沒有選擇“拋棄內(nèi)燃機(jī)的甲醇燃料電池系統(tǒng)”。
同時期的中國新能源汽車市場,電動汽車開始跨過培育階段走向成長階段。尤其是2014年,中國第一批Model S車主從特斯拉CEO馬斯克的手中拿到“車鑰匙”,這標(biāo)志著特斯拉開始正式進(jìn)入中國市場,同時也加速了中國市場的智能電動汽車的發(fā)展進(jìn)程。
兩條路徑同時向前,但從后面的實踐來看,拋棄內(nèi)燃機(jī)的方案明顯更勝一籌。因此,國家有關(guān)部門的支持重點(diǎn)也轉(zhuǎn)向電動汽車,對甲醇應(yīng)用研究的政策支持并不多。
政策方面無利好,資本市場給予的關(guān)注也有限。2010年,放棄光鮮的美國綠卡,賣房舉家回國的歐陽洵創(chuàng)辦了氫璞創(chuàng)能,主要做燃料電池電堆和甲醇制氫核心部件產(chǎn)品,但直到公司成立的第四年,氫璞創(chuàng)能才終于迎來了天使輪投資1000多萬元。
行業(yè)混沌,外力有限,但這并未打消吉利汽車的堅持。2017年、2019年全國兩會期間李書福繼續(xù)兩次提案,要求對甲醇汽車的問題給予政策性的關(guān)注。
2019年3月,工信部連同國家發(fā)改委、科技部、公安部等八部委,聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于在部分地區(qū)開展甲醇汽車應(yīng)用的指導(dǎo)意見》,預(yù)示著我國甲醇汽車開始由探索、試點(diǎn)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。
政策催動,吉利汽車不再是甲醇汽車領(lǐng)域的“孤勇者”。
2019年愛馳汽車注資丹麥甲醇燃料電池系統(tǒng)開發(fā)商Blue World Technologies公司。2020年8月,愛馳汽車的甲醇重整制氫燃料電池項目在山西高平開工建設(shè)。隨后,又與中科院大連化物所簽署關(guān)于甲醇燃料電池的戰(zhàn)略合作協(xié)議 本*文@內(nèi)-容-來-自;中_國_碳^排-放*交-易^網(wǎng) t an pa i fa ng . c om
與吉利的甲醇發(fā)動機(jī)路線不同的是,甲醇重整燃料電池是先用甲醇制造氫源,再將氫源的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茯?qū)動車輛前進(jìn),可以理解為由甲醇重整系統(tǒng)和氫燃料電池兩部分構(gòu)成的電池。這種路線成本更高,設(shè)備更復(fù)雜,但是擁有更高的能源利用效率。
2021年,生態(tài)環(huán)境部正式打開公告申報端口,吉利等企業(yè)滿足國六排放標(biāo)準(zhǔn)的甲醇車輛開始投放市場,預(yù)示著甲醇汽車正式進(jìn)入市場推廣階段。
捷徑還是彎路?
“甲醇是清潔的含氧液體燃料,儲運(yùn)用便捷,資源豐富,用途廣泛,綠色甲醇是全球公認(rèn)的碳中和必由之路。”李書福曾在2021年9月召開的太原能源低碳發(fā)展
論壇上大談甲醇汽車的優(yōu)點(diǎn)。
不過,如果從2012年工信部啟動五省十城試點(diǎn)工作算起,甲醇汽車推廣至今已有十年的時間,但一個明顯的問題是:發(fā)展到現(xiàn)在,全國保有量也僅有3萬臺左右。
除吉利、愛馳汽車之外,僅有遠(yuǎn)程新能源商用車、宇通客車以及一汽等幾家企業(yè)披露了相關(guān)的產(chǎn)品動態(tài)。
海馬汽車7月20日在投資者互動
平臺表示,“公司氫能汽車正在研發(fā)過程中,公司不排除甲醇制氫研究路線”,但整體來看,市場上推廣甲醇產(chǎn)品的車企并不多。
2018年在如皋舉辦的第三屆國際氫能與燃料電池汽車大會上,威馬汽車曾展出過直接采用甲醇燃料電池電動概念車,但后續(xù)便沒有了消息。
為何會中途放棄?威馬汽車內(nèi)部人員曾在接受媒體采訪時表示,之所以在后來沒有實質(zhì)性技術(shù)落地計劃,正是考慮到市場推廣等因素。
今年3月份,恒久科技在互動平臺上回答投資者提問時也提到, 目前旗下奧加華公司的直接甲醇燃料電池研發(fā)進(jìn)入商業(yè)化階段,在家用乘用車、物流車上進(jìn)行過應(yīng)用、測試,取得過不錯的效果,但從性價比角度車廠沒有采用。
為什么性價比低?鈦媒體App了解到,關(guān)鍵的一點(diǎn)在于,甲醇至今沒有被納入國家的能源體系中,這就意味著甲醇燃料的生產(chǎn)、銷售以及加注站的審批建設(shè)等缺乏政策依據(jù),也導(dǎo)致國內(nèi)很多區(qū)域?qū)τ诩状技幼⒄疚茨芷占啊?/div>
“橋”沒搭好,車廠自然不敢真金白銀地大規(guī)模投入。工信部甲醇汽車推廣應(yīng)用專家指導(dǎo)委員會秘書長魏安力在接受媒體采訪時曾表示,一方面這些車企出于經(jīng)濟(jì)考量,甲醇汽車暫時的收益并不高;另一方面,當(dāng)前甲醇加注站建設(shè)不完善,推出甲醇汽車后銷量也不會太好。
傳導(dǎo)到消費(fèi)者這一側(cè),“在科普程度遠(yuǎn)不及純電車的背景下,消費(fèi)群體對甲醇汽車不甚了解,自然會抱有觀望態(tài)度。”一位車廠工作人員對鈦媒體App說道。
盡管面臨的挑戰(zhàn)繁雜,但周清哲仍然認(rèn)為,若從能源載體的角度看,說甲醇技術(shù)路線不是未來汽車主流發(fā)展方向,結(jié)論下的為時過早。
當(dāng)然,他也坦誠“目前甲醇燃料電池還處于起步階段,標(biāo)的較少,大部分還是處于示范性工程階段。供應(yīng)鏈的建設(shè)、燃料電池和發(fā)動機(jī)的成熟度還待提高。”不過,他也表示,甲醇方案雖然有少量的
碳排放,但在存儲,運(yùn)輸方面可以完全復(fù)用目前的化石燃料的供應(yīng)鏈,整體的社會建設(shè)成本非常低。
也有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,評價甲醇經(jīng)濟(jì),還要先找準(zhǔn)出發(fā)點(diǎn)。“在傳統(tǒng)化工領(lǐng)域,甲醇代表的是存量市場。在能源領(lǐng)域,甲醇代表著增量市場”,2022年太原能源低碳發(fā)展論壇中科院上海高等研究院副院長黃偉光分析,他認(rèn)為,從能源這一增量市場的角度,隨著甲醇作為清潔燃料的大規(guī)模應(yīng)用,有望實現(xiàn)爆發(fā)式增長。
數(shù)據(jù)顯示,2022年上半年,甲醇表觀需求量達(dá)到4425.72萬噸,較去年同期增長2.83%。
但任何技術(shù)在發(fā)展初期,具體發(fā)展道路都是曲折的、迂回的,成熟技術(shù)的魅力在于經(jīng)過了時間的檢驗。“現(xiàn)在甲醇汽車及甲醇燃料電池類似10年前鋰電在汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段”,周清哲說。
在這個階段,“技術(shù)路線尚處于探索階段,同時,業(yè)界、政府部門對甲醇作為能源載體的屬性的理解和認(rèn)知尚不及純氫的路線 ”,因此“國家政策和政府引導(dǎo)非常關(guān)鍵。”
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