摘要:当前全球大规模地消耗化石能源,不仅将积累储藏的石油很快耗尽,同时带来了严重的环境问题,威胁着人类的生存和发展,因而,必须高度重视替代石油的清洁能源的开发。本文为解决能源及环境问题,分析了各种替代能源的选择,回顾了我国醇基燃料开发的经历及与其他能源的比较,阐述了甲醇燃料的应用领域及推广时应注意的事项。
一,化石能源及其造成的环境问题究竟有多大?
世界能源的大规模消耗是从化石能源,特别是石油的大规模开采应用开始的。仅仅用了一百多年的时间,就使得亿万年的石油积累贮藏即将耗尽。这种不可再生的石油耗尽后,世界就进入了“后石油时代”。那时,必须有替代石油的新能源。这个观点是公认的。
由于煤炭、石油等化石能源的大规模粗放型耗用,带来了严重的环境问题,威胁着人类的生存和发展。这个观点也是公认的。
但是,当今人们对这两个公认观点的认识,在紧迫性和对策上却有较大差异。一些人轻视这两个问题的严重性,用化石能源的地质贮量或者尚能得过且过来安慰自己,用逃离环境污染重灾区来应付环境污染。岂知,化石能源造成的环境污染,已经严重威胁人类和地球生物的生存。
全世界的石油资源究竟还能维持多少时间呢?全球石油的总贮量,乐观地估算为6500亿吨,悲观地估算为2700 亿吨,实际上已探明的可采贮量比这少得多。在21世纪开始的时候,全球已探明的石油可采贮量为1476亿吨。按2000年实际日耗7300万桶计,还能维持40年;按美国能源部预测每年油耗增加2%,只能维持25—30年。到2010年,全球石油可采资源的一半将消耗掉,那时就是石油的“半寿期”,那将是引起人们因为石油能源危机而恐慌的一个关键时刻!
我国的石油贮量丰度低于全球的平均值,虽然预计地质贮量为940亿吨,但是,当新世纪开始时,已探明的可采贮量只剩33亿吨。2004年我国的油耗为2.7亿吨,2005年为2.86亿吨,如果不进口或想别的办法,只能维持到2012年。平均每年进口1亿吨石油,也只能维持到2019年,“半寿期”仍在2010年以前。由此看来,这个问题的严重性是无法回避的。
关于环境污染问题,从大规模使用化石燃料以来,至今已经到了地球无法承受的程度。例如,目前全球每年作为燃料耗用化石燃料折合标煤120亿吨,燃烧后共产生二氧化碳达370亿吨。据瑞典气象学家B·博林估算,陆地植物每年经光合作用固定的二氧化碳为200—300亿吨。上述仅化石能源人为燃烧就产生二氧化碳370亿吨,加上生命呼吸、生物体腐败及火灾等产生的二氧化碳,就严重地超过了绿色植物光合作用吸收转化二氧化碳的量,破坏了自然界的二氧化碳循环平衡,已经开始造成保护地球的臭氧层破坏和其它一些反常现象。同时,燃烧含硫的煤炭和石油产生的大量二氧化硫形成了危害很大的酸雨,致使地球植被破坏,农业减产。化石燃料燃烧产生的包括致癌物质在内的许多其它有害物质也正在造成一些疑难病。因此,联合国1972年即召开了人类环境大会,1992年又召开了世界环境和发展大会,并一致通过了《里约宣言》和《21世纪议程》。围绕这个大会还缔结了《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》和《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》等,已经开始高度重视和防治环境污染问题。包括中国在内的所有缔约国都承担了相应的义务。
中国人口众多,改革开放以来经济发展迅速,一次性燃料能源以煤为主,而直接燃煤是最脏的一种燃烧方式。中国燃用石油的数量也很大,并且缺少必要的清洁措施,因此,在燃料燃烧污染方面,中国是最严重的国家之一。联合国开发计划署在其2002年的《中国人类发展报告》中指出:“中国城市的空气质量远低于国际标准”,“世界受污染最严重的20个城市中,有16个在中国”。这些情况已经引起中国政府的高度重视,中国参加了1972年联合国人类环境大会后,成立了国务院环境保护领导小组,通过了,《环境保护法》,1983年开始把环境保护列为“基本国策”,1992年参加联合国环境和发展大会并签署了有关文件,1995年和2000年两次修订了中国的《大气污染防治法》。中国还建立了空气污染指标(API),它综合了二氧化硫、氮氧化合物和总悬浮颗粒在内的总体空气质量,1级、2级表示适合长期生活,3级表示短期可以接受,4级和5级表示不适合人们居住。1999年,在335个空气受到检测的城市中,超过40%的城市只能达到4级和5级。世界银行估算了中国城市人口由于空气污染而死亡和得病的数量,如果空气污染下降到中国标准允许的水平,每年可以避免17.8万人死亡,相当于城市死亡总人数的7%,由此可见,这实在是与人们生死相关的大问题了!
由于上述能源和环境两个方面的严重问题,用清洁燃料替代或取代现有的石油以及直接燃烧煤炭,势在必行。
二,替代石油的各种能源选择
替代石油的能源,目前有天然气、煤炭、含水甲烷和可再生的生物质能、风能、水能、太阳能等,还有核能和取之不尽的氢能等。原则上,由于科学技术的高度发展,石油枯竭是难以阻止人类社会继续前进步伐的。可是,究竟谁是替代石油的最佳选择呢?
相比情况如下:
1)天然气资源也是很有限的,它比石油的寿命长不了多少;
2)煤炭的贮量相对比较丰富一些,在我国,采用清洁煤工程以后,保证还可以使用百年以上;
3)含水甲烷就是蕴藏在亚北极海底的“可燃冰”,据说,数量与石油资源大体相似,但是,开采的难度比石油大得多,难以充当替代石油的主要角色;
4)核能的发现,是20世纪最伟大的发现之一,但是,核燃料的数量也是很有限的,也不可能充当替代石油的主要角色;
5)风能、水能、太阳能等,是非常理想的可再生清洁能源,但是受地域条件等方面的限制,也只能少部分替代石油能源;
6)氢能。在此指氢与氧化合成水释放出来的热能。由于氢元素在海洋中取之不尽,并且,氢的燃烧值很高,燃烧后产物只有水,因而氢能是人类最理想、最清洁、最巨大的能源。有人提出“氢能源”替代“石油能源”的观点,是有一定道理的。但是,氢是很难液化的气体,作为燃料能源直接利用的难度很大,因此,在相当长的时期内,氢能的直接利用还只能是一个美丽的理想,不可能成为用来替代石油的主导能源。海水氢的间接利用,是用它与空气中循环产生的CO2合成甲醇!这个伟大的方案,是诺贝尔化学奖获得者美国加利福尼亚大学乔治教授首先提出来的,我们非常赞成。
7)可以再生的生物质能,指包括粮食在内的植物果实、果壳、秸秆、杂草、林木枝叶、动植物体及其排泄物等含有的能量,它们数量巨大、分布广、再生快,万千年来,它们一直是人类在炊事和取暖方面实际使用的主要燃料能源。特别是在我国广大的农村和牧区,现在仍然是主要的燃料能源。只是在化石能源煤炭和石油大量开采使用后,它们的利用才减少了,有些地方,焚烧秸秆甚至成了环境污染源。可是,一旦战争或者其他原因造成化石能源紧缺时,它们仍然是民用燃料的主要材料。生物质能的利用有两种方法,一是传统方法,二是现代化方法。直接燃烧的传统方法非常简单,但是,效率太低,很不方便,还污染环境,不适用于现代社会。现代化方法,包括垃圾沼气、秸秆裂解气化或液化及其制取燃料醇、生物发酵制取燃料醇、油料作物及其制取生物柴油等。这些都有很好的前景,在后石油时代,它们将是接替清洁煤工程或者穿插实施,造福于人类的主要燃料能源之一。生物质能的现代化利用,对于我国的新农村建设尤其具有重要意义,可以利用的农作物秸秆资源就有7亿吨以上,变废为宝加以利用,可以使农民增加一大笔收入。还有一个值得注意的是,生物质制取燃料醇,可以是以乙醇为主,也可以是以甲醇为主。采用发酵法时,取决于采用什么菌种。因为粮制燃料乙醇可以借助于酿酒工艺,所以好象是发酵法只能生产乙醇,实际上利用秸秆生产甲醇或者醇基燃料比生产乙醇更容易,特别是采用化学催化裂解时,生产甲醇为主的醇基燃料更容易。因此,以此为据褒乙贬甲是站不住脚的,特别是在我国粮食资源也很紧张的情况下,大规模推广粮制乙醇燃料,甚至是一个误区。
根据以上比较,在后石油时代,可以取代石油的主导能源,首先是煤净化工程,接着或者同时与清洁煤工程互相配合的是生物质能的现代化利用,再后是各种碳氢化合物的现代化利用,最后是海水氢与空气中的CO2合成甲醇。而这些现代化技术的最佳选择,都是通过制取甲醇及其衍生物二甲醚为佳。具有中国特色的合成气直接生产新型醇基液体燃料,实质上是一种同时生产多种液态醇和二甲醚的廉价的醇基醚化液体燃料,是最佳选择中的最佳选择。
三,醇基液体燃料开发经历的回顾
1,开发甲醇燃料(醇基液体燃料或者按照NY311叫做醇基民用燃料)的必然性
拥有十多亿人口的中国,民用炊事燃料历来都是国计民生的一个重要问题,“柴米油盐柴为首”的谚语,形象地说明了这个问题。目前,中国城乡居民在炊事和取暖燃料方面支出的费用,与粮食支出的费用基本相同。自古以来的炊事燃料,柴薪使用了上万年,煤炭从北宋时代京城汴梁普遍使用至今也有上千年的历史。使用柴薪、煤炭烧锅了灶,向来都是一种严重的环境污染源,不仅锅底熏黑、厨房四壁熏黑,而且农村家家户户供奉的灶君,也烟熏成了“皂君”。近几十年来,煤气、液化石油气(LPG)、天然气(CNG)和沼气等气体燃料陆续进入了城乡家户和宾馆饭店,烟熏火了的环境污染略有改善。与上述柴煤固体及燃气相比,液体燃料却用得很少。首先使用液体燃料的是单身职工住所和小医院病房走廊曾经出现的煤油炉和酒精炉,因为煤油炉使用麻烦、污染严重,酒精价格昂贵,所以它们使用的时间和范围,都极其有限。近些年来,由于城市环境污染严重,禁止使用煤炉,而使用LPG供应没有保障,价格又贵,因此出现了一批使用液体燃料的柴油炉。但是,燃料柴油也有货源紧缺、价格昂贵和污染严重的问题,因此,有些地方出现了煤炉回潮。在这种情况下,开发替代煤炭和燃料油以及LPG的历史任务就提出来了。以煤炭为原料大规模工业化生产廉价的甲醇,为民用燃料开辟了一个新途径,在上世纪八十年代燃气替代柴、煤的过程中,也出现了甲醇燃料及其灶具竞相开发的景象。我们中国人命名的“醇基燃料”,最初含义就是以70%以上的粗甲醇为主的燃料。
2,制订醇基液体燃料、灶具标准的重大意义及其发展缓慢的原因
1992年中国农村能源行业协会成立新型液体燃料燃具专业委员会以后,又在农业部环保能源司组织下,相继出台了GB16663——1996和NY311——1997、NY312——1997等醇基燃料和燃具的产品质量标准,为民用醇基液体燃料燃具在中国的发展创造了良好的条件。这项工作在国内国外都是首创,在醇类应用拓展到燃料能源领域的新形式下,它的重大意义更是与日俱增,因为醇类不仅可以用化石原料制备,而且还容易利用可以再生的各种碳氢化合物制备,从而最有希望成为后石油时代的主导能源!(这种重大意义,后面还要进一步谈及)。
但是,十多年来我国醇基燃料燃具未能取得应有的快速发展,有时甚至出现一些反复,大体上有两个原因:
一是早期的醇基液体燃料,为了增加甲醇的热值,添加其它组分品种多达十多种,数量最高可以达到30%,因而增加了燃料的复杂性。相应的民用炉灶,必须适应燃料的复杂性。从外加压式到自增压式,结构越来越复杂,但是功能问题和安全问题,长期未能很好解决。即使偶然出现的安全事故,对于一种新产品来说也是致命的!广西桂林爆炸引起火灾的事件和四川某地事故被当地电视台暴光的事件,都是我们在推广应用醇基燃料时,必须吸取的沉痛教训。炉灶问题反过来必然影响醇基燃料的发展。
另一个影响醇基燃料发展的因素是市场竞争和对于甲醇毒性、腐蚀性、热值等的科学认识问题。由于石油、天然气资源是很有限的,因而各种有可能替代石油的候补者,竞相登场争夺替代权,石油商也不愿轻易放弃其巨额利益,因此,各种非科学手段也竞相使出,最有可能替代石油的甲醇燃料,自然成了被攻击的对象。
3,甲醇究竟毒性如何?(这个问题必须弄清楚!)
甲醇是最简单的饱和一元醇,分子式为CH3OH,早期一直是由木材干馏产生的焦木酸中提取,因此叫做“木醇”,在美国,至今仍然通称甲醇为“木酒精”,它是一种与乙醇非常相似的化工原料。但是,当甲醇的用途向燃料领域拓展时,就开始受到许多无端的攻击,其中,关于腐蚀性和热值等问题,还比较容易解答,(腐蚀性与乙醇相似,可以从多种途径解决;热值是与效率结合起来发生作用的,况且醇蒸气与空气组成的混合气的热值,甚至比汽油与空气混合气的热值还要高一些)关于毒性问题,却在相当长时间内,使得许多主管领导和业内人士,望而却步。甚至在几本互相引用的“权威”著作中,也被迫将甲醇列为“剧毒”物质。我国原国家科委委托北京医科大学做了3年跟踪实验得出来的结论和美国工程院罗伯特·尼考丽丝院士应我国中科院潘奎润研究员要求专门写的文章,似乎都改变不了甲醇“剧毒”说。
那么,究竟是怎么一回事呢?因为本人曾经搞过食品添加剂和安全卫生工作,清楚地知道,根据我国的食品添加剂标准GB2760规定,甲醇可以作为食品加工助剂,而且用量不受限制,联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)也是这样规定的。还有许多确凿的证据,例如,中国石化出版社最新出版的《有害物质及其检测》一书,根据国内外有关规定,将有害物质分为剧毒、高毒、中等毒、低毒、微毒等五个档次,详见下表。
1996年化工出版社出版的张树林主编的《急性中毒诊断与急救》一书中,列出了“常见有害物质的中毒量和致死量”,其中,甲醇对于人的致死量为75ml,乘以密度0.7914g/ml,等于59.3g,确切地在“中等毒”范围内。乙醇也在这个范围内。该书中的数据还表明,常见的三酸两碱,都比甲醇的毒性大得多!
那么,甲醇的“剧毒”说究竟从何而来的呢?有资料表明,有人误把“ml”当作“mg”,因而把甲醇的毒性扩大了791倍,这样荒唐的事,却有人以讹传讹,还有人出于市场竞争的目的,借用来作为攻击甲醇的炮弹。关于甲醇的“剧毒”说和腐蚀性、热值等,自2001年以来,主要用来攻击甲醇用于车用燃料领域,但是对于醇基燃料用作民用燃料,也有一定的影响。本人澄清甲醇“剧毒”说的观点,2005年1月10日,《中国化工报》以“甲醇,后石油时代的希望之星”为题,作了整版刊登报导,其他报刊分别作了转载,自此,“剧毒”说的负面影响,在大多数人们中间基本上被消除了。
4,关于醇基燃料灶具不够成熟的影响,正在被消除
这是因为近年来研制成功的“醇基液体燃料自动气化灶”,既摆脱了外加压式的麻烦和空气与燃气混合后可能出现的安全问题,又回避了自增压式火力不稳和可能出现“正反馈”的安全问题。它采用液醇燃料分小批在特设的气化器中气化、翅片导热、水气化控温和彻底排除烃基组分等多项专利技术,较好地解决了醇基液体燃料灶具的功能问题和安全问题,创造了热负荷0μ5——2μ5KW的2JW微型火锅灶、热负荷2μ91——4μ64KW的2JZ中型家用灶和热负荷21、28、35、42KW却不需要鼓风机的2JD大型中餐炒菜灶等新型醇基燃料灶具。
JZCZ1——2JW型醇基燃料火锅灶
这种2JW型火锅灶,采用燃料罐容量为600——1600ml的优质不锈钢连体结构,特制灯芯汲取燃料后,利用翅片传导强化加热专利技术加大火力,利用灯罩吸风原理调控火力,利用水气化控温专利技术保证安全燃烧,不仅创造了热负荷0μ5——1μ0KW的单人火锅灶,而且创造了热负荷1μ0——2μ5KW的多人火锅灶。这种多人火锅灶,实际上对于三人小家庭和哨所、鱼船、野炊等多种场合都适用。加料1次,可以使用4——6小时,根据城市高楼层用户反映,与搬扛LPG罐相比,既方便,又省钱。
JZCW1(2)——2JZ型单(双)灶头家用醇基燃料自动气化灶
这种2JZ型家用灶,采用燃料罐与灶头分体结构。燃料罐悬挂在高于灶头1. 2米以上的适当地方,精巧设计,使得具有装饰品的效果。炉灶壳体分为简易型和豪华型,以适应不同的用户。灶头核心部件分为脉冲点火预热、翅片强化传热加热、自动定量加料、充分气化、混气喷燃和保温等六部分。整体方便程度和热效率都与LPG相似,在不用钢瓶常压操作、不黑锅底和燃料价格便宜等方面,优于LPG灶。
这种2JD型中餐炒菜灶,分为全气化不用鼓风机的2JD(1)型和仍然用鼓风机的半气化2JD(2)型两种,它们采用大型燃料槽罐与灶头分体和金属管道连接输送燃料结构。燃料槽罐设置在高于灶头1.5米以上的安全部位。灶头可以安装在类似柴油灶的不锈钢壳体内,也可以安装在砖块和耐火材料砌成的炉膛内。灶头核心部件分为自动定量加料、点火预热、翅片强化传热加热充分气化、混气喷燃和保温等部分。现有系列产品按照GB7824—87的原来规定,单灶头额定热输出分别为7、14、21、28、35、42KW,以适应不同用户的需要。与市售的柴油灶相比,在以下几方面具有优势:
1)清洁环保保健。既不积碳黑锅底,也不冒黑烟污染环境,更没有串至菜肴的异味。
2)高效节能省钱。它改变了柴油灶的雾化为气化,燃烧效率显著提高。在完全相同的条件下,5次测试平均值表明,柴油灶的热效率为17.9%,2JD灶的热效率为32.6%。这就是说,柴油灶的热效率只有2JD灶的54.9%,因此,虽然柴油的热值高出一倍左右,但是,烧开同样数量的水,两种燃料的用量却相差不大。按照当前的市场价,柴油比甲醇贵得多,因而醇基燃料用户花钱省得多。
3)设备简化,2JD(2)型不用风机不用电。相比之下,现有柴油灶和其它液体燃料雾化灶,必须使用中压电动鼓风机,因此,油、风、电等管路都是不可缺少的,而且,风量和油量的比例必须恰当。油多时不仅冒黑烟,而且还经常出现“火雨”;风多时经常由于稀燃造成离焰或熄火。本产品只需要一条燃料管道,依靠高速燃气流自动吸取空气,燃气多时吸取空气多。值得提出的是,由于不用电,大大扩充了这种灶具的使用领域,尤其适用于野战部队。对于无电的偏远地区和经常跳闸停电的山野农村也迫切要求使用,例如那里的馒头、包子制作商,假使碰到暂时停电,就会造成半熟的馒头、包子作废。
4)替代石油。新型醇基液体燃料替代柴油灶用油,每套灶每年使用燃料10吨,超燃公司现在示范性应用12000套/年,燃料用量12万吨/年,计划推广应用30万套,燃料用量可以达到每年300万吨,符合我国积极提倡替代石油产品的国策。
5)为我国的新农村新牧区建设,提供了必需的炊事燃料新能源。由于经济收入有限、地区偏远和居住分散,在我国广大农村和牧区的炊事燃料,多数还是以柴薪、煤炭和牛粪为主,这与我国现阶段奔小康和新农村、新牧区建设的目标极不相称。本项目的新型醇基液体燃料及其灶具,比较适合农村和牧区使用。首先,它的设备成本和燃料费用比较低,农牧民用得起。超燃公司专门制作的简易型家用灶,售价只有30元左右,燃料费用只比燃用蜂窝煤略微高一点(蜂窝煤每天1.50元,超燃燃料燃具1.80元)。第二,它不用管道和高压容器,甚至可以不用电,适合偏辟、分散和缺电的农牧区使用。第三,它可以与秸秆、杂草、树枝等综合利用相结合,增加农牧民的收入。第四,它可以大大减少农牧区的环境污染,为新农村新牧区建设做出贡献。
有了上述系列化新型醇基液体燃料灶具,反过来又促进了醇基燃液体料的发展。仅以河南超燃清洁能源科技有限公司计划推广应用的30万套中餐炒菜灶为例,每年就需要醇基燃料300万吨。如果取代国内大部分城市中污染严重、资源紧缺、价格不断攀升的柴油灶和LPG炒菜灶使用的燃料,就需要上千万吨的醇基液体燃料。针对这样的市场需要,河南融鑫化工有限公司在其立项建设年产300万吨甲醇项目之中,按照协议,将负责每年供应超燃公司60万吨由合成气直接合成的新型醇基液体燃料。超燃公司自己的投资伙伴河南恒昌新能源发展有限公司,也在筹备年产量更大的由合成气直接合成的新型醇基液体燃料建设项目。这样,由我们中国独创的醇基液体燃料,以民用炊事燃料为突破口,将会取得一种跳跃式大发展。
四,醇基液体燃料的新内容和应用领域的新开拓
1,由合成气直接合成高热值的新型醇基燃料
原来的醇基燃料,基本上都是调配型的,除了70%以上的甲醇以外,添加剂的主要成分是轻烃或其它高热值材料,其物理化学性质,与甲醇差别很大,沸程范围很大,有的组分互溶性很差。也有一些加入二甲醚(DME)和高碳醇作为气化剂和改良剂的,但是工艺复杂,成本大大提高。
“新型醇基燃料”,是由合成气按照特殊工艺直接合成的高热值醇基液体燃料,是“中科大LH科技园超燃清洁燃料研究院”和“河南超燃清洁能源科技有限公司”的专有技术产品。它与现有的各种甲醇生产工艺条件及设备大不相同,与现有甲醇生产过程中的半成品含有5%左右水分的“粗甲醇”也很不相同。其中,无用或有害的组分水分和CO2的含量很低,必须在0.5%和0.3%以下,以便在其有效成分中,除了甲醇以外,含有大量的高碳醇和醚类,使得这种新型醇基燃料热值显著增加、性能显著改善、成本显著降低。经过国家授权的河南省节能及燃气具产品质量监督检验站测试,各项指标完全符合GB16663——1996标准中一级指标要求。还应该指出的是,这种新型醇基燃料,完全不含轻烃或者其它石油组分,可以完全摆脱对于石油资源的依赖。
在此,应该非常感谢醇基液体燃料的最初开拓者,感谢农业部科教司能源生态处、中国农村能源行业协会及其新型液体燃料燃具专业委员会,感谢GB16663和NY311醇基液体燃料质量标准的制订者!这些提出“醇基液体燃料”并且制订了产品质量标准的工作,是世界首创,十年来,“醇基液体燃料”仍然为中国所独有!我们在国际会议上表明上述观点后,国际上的许多朋友都赞同这一点,并且希望我们进一步引领全球燃料甲醇开发应用的大潮。历史将会证明,由合成气直接合成高热值的新型醇基燃料,是我国对于全球燃料甲醇开发应用的一个巨大贡献。有关情况,我们在“世界甲醇论坛和在美考察报告”文章中有所阐述,欢迎参阅和批评指导。
2,醇基液体燃料应用领域的新开拓
迄今为止,GB16663、NY311产品质量标准界定的醇基液体燃料,主要还只是供应民间炊事和取暖使用,虽然在这个领域的用量已经很大,但是,还远远没有发挥醇基液体燃料应有的作用。按照我国现在石油产品的消耗比例,民用炊事、取暖用量,以LPG计算,约有4000多万吨;工业窑炉用量以石油计约有8000多万吨,车用数量与工业窑炉类似;其它用于石油化工。除了石油化工大都必须使用化学纯的甲醇以外,其它三项都是使用高热值醇基液体燃料更好,因此,醇基液体燃料的应用领域,将有新的大开拓。
河南超燃清洁能源科技有限公司的前期开发计划,是每年生产销售12万吨新型醇基燃料,实际情况表明,这个前期计划,明年就可能实现。因为到明年6月底前,预计将售出1万套左右的中餐炒菜大灶,每套这样的大灶年耗燃料10吨以上,所以每年产销12万吨的计划是可以实现的。现在的几家投资商,都瞄准了新型醇基液体燃料的生产和扩大应用领域。例如,河南省的耐火材料行业和广东省的佛山陶瓷,都面临着消除环境污染和缺少清洁燃料的问题。在车用石油替代燃料领域,虽然技术比较复杂一些,竞争也很激烈,但是,新型醇基液体燃料向这个领域拓展,也是大势所趋,特别是高压缩比的甲醇汽车投放市场后,新型醇基燃料将占据主导地位。河南恒昌新能源发展有限公司筹备年产1000万吨新型醇基液体燃料项目,实际上也考虑了这些应用领域的扩大。
五,需要加以分辨的四个现实问题
1,醇基液体燃料与石油比较,是否到了可以开始替代的时候?
资源有限的石油将要退出历史舞台是大势所趋,原料无限的新型醇基液体燃料取代石油成为主导能源也是大势所趋,并且,现在已经到了可以替代的时候,其理由如下:
1)石油资源即将枯竭,尚余的部分最好用于有10倍效益的石油化工。
2)石油作为燃料使用,造成了严重的环境污染,因此,石油燃料被清洁的新型醇基燃料取代,越早越好,越快越好。
3)作为燃料使用的新型醇基液体燃料,已经具备了替代石油燃料的功能和市场竞争能力。
4)科学和实践均已证明,不仅用作燃料时新型醇基液体燃料可以取代石油燃料,而且在用作化工原料和其它方面,凡是石油能做的事情,甲醇都能做,有的甚至做得更好。
2,煤变油及其与煤制新型醇基燃料比较,孰优孰劣?
煤变油目前在我国很有一些热度,但是非常值得三思!它有两种工艺技术:
1)煤直接液化——将煤在高温高压条件下催化加氢,直接液化合成液态烃类化合物,再精制制取汽油和柴油。国际上有德国IGOR工艺、美国H——COAL工艺等,中国神华集团正在内蒙建设一个年产320万吨油品的装置,计划2007年10月投产。这种煤变油工艺条件苛刻(高压15——30Mpa、高温440——550℃)、装置投资大(7000元/吨油品)、耗煤多(4吨煤/吨油品)、产品成本高、质量差。
2)煤间接液化——将煤先气化成合成气,通过费托工艺,转化成为烃类化合物,再精制制取汽油、柴油。南非萨索尔公司拥有此项技术。我国有关方面,曾与萨索尔公司签定了意向书,拟在陕西和宁夏建立两套煤变油装置,总投资60亿美元,规模为年产600万吨油品。这套工艺比煤直接液化条件温和,油品质量也比较好,但是投资更大(10000元/吨油品),耗煤更多(5吨煤/吨油品)。
上述两套工艺共同的问题还在于,它们既不符合市场经济的形势,又不符合科技的新发展。南非当年是在国际制裁下被迫作出的选择,现在是否行得通,应该看它的成本费用在当前的国际市场上是否具有竞争能力?关于不符合科技新发展的问题,有两个铁的事实:一是必须适应“新配方燃料”含氧2%以上的要求,二是新型醇基燃料的必然兴起。新配方燃料标准虽然是针对车用汽油制订的,但是,它要求必须含有2%以上的氧,对于燃料是具有普遍意义的。新型醇基燃料是符合含氧要求的。如果仍然一定要制造出不含氧的烃类汽油、柴油,然后再加入含氧化合物,那只能认为是自找麻烦。
另外,今年7月7日国家发改委“发改工业【2006】1350号文”,已经明确规定“暂停煤炭液化项目核准”,因为“煤炭液化尚处于示范阶段,应在取得成功后再推广”。
3,新型醇基燃料与单纯二甲醚(DME)燃料比较,哪个更好一些呢?
DME是举世公认的超清洁燃料,它的性能与LPG相似,甚至可以借用LPG的高压钢瓶和炉灶,如果建设规模达到年产20万吨以上,在当前的市场情况下,就可以与LPG相竞争,国家发改委要求建设规模在年产100万吨以上,自然更是具有对LPG的竞争优势。
但是,与新型醇基燃料相比,可能后者具有更多的优势,在此提出如下三个观点,供参考:
1)DME是2个甲醇分子脱去1个水分子的衍生物(2CH3OH→CH3OCH3 +H2O),即使100%的产率,100kg甲醇只能生产72kg的DME,加上运行费用,其价格至少是新型醇基燃料的2倍。
2)单纯的DME是气态,必须使用高压容器贮运。而新型醇基燃料,实际上是甲醇和其高碳液态醇的醚化产物,DME是溶解在甲醇中共同成为混合液体的,并不需要高压容器贮运。
3)DME的一个重要特点是十六烷值高,可以在柴油车上使用。但是,新的趋势表明,高压缩比的甲醇汽车,效率比现有汽油车和柴油车都高得多,也就是说,尽管甲醇的热值低一些,但是消耗同样数量的汽油、柴油、甲醇,甲醇车比汽油和柴油车跑得路程都远。因此,现有的汽油车、柴油车都将被甲醇车所取代。这已经不是遥远的事,我国奇瑞汽车公司已经看准了这个趋势,投入人力物力开发几年,并且取得了多项重大突破。国内其他汽车公司也有重大行动。2005年10月份,我们参加在美国休斯顿召开的第四届国际甲醇论坛会议上,许多论文都是关于甲醇汽车的,并且,多家拥有这项技术的汽车商,都表示愿意无偿提供这项技术,与中国的汽车商共同在中国开发这个项目。如果这种趋势得以实施,甲醇或者说我国特有的“新型醇基燃料”,将有更大的发展前途,DME替代柴油汽车的优势,也将不复存在。
4,当前,推广应用醇基液体燃料及其灶具的注意事项
尽管醇基液体燃料及其灶具的国家标准和行业标准颁布已经有十来年的时间,但是,实际上,现在仍然处于示范性推广应用阶段。广大用户对它还比较陌生,行政管理部门对它还没有普遍认可,竞争者对它还会施放一些明枪暗箭,我们的技术和产品可能还有一些值得改进的地方,因此,当前推广应用醇基液体燃料及其灶具,还有一些必须注意的地方,例如:
1)必须保证实际贮运和使用过程中的安全,做到万无一失。为此,必须选择最有把握的产品稳步推出。河南超燃清洁能源科技有限公司现有的三个系列炉灶产品,虽然都可以成功演示和投放市场,但是遵照中国农村能源行业协会专业委员会的指导意见,目前只向市场提供2JD型中餐炒菜灶和2JW型火锅灶,而暂缓提供2JZ家用灶。这是因为2JD、2JW两种型号的炉灶,不仅本身安全系数更高,而且用户使用者都是专业的炊事员或者饭店服务员。2JZ家用灶的用户使用者,就复杂得多了,万一出了事故,即使完全是操作上的原因,也必须由灶具新产品生产者承担责任。
2)要保证产品质量。要坚决杜绝粗制滥造产品上市,决不允许掺水使假、以次充好,或者使用不规范、不合格的燃料燃具。
3)要与环保部门结合起来。提倡清洁环保是我国的国策,我们提供新型醇基燃料燃具,可以使得城乡环保问题解决,得到支持。
4)醇基液体燃料供应系统要健全、方便,要比为用户送LPG和纯净水更及时,使用户感到更方便。
5)要与我国的新农村建设结合起来,要诚心诚意地为三农服务。目前,广大农民只是刚刚跨进温饱的门槛,还没有太多的钱用于炊事燃料,应该使得他们少花一些钱,多得到一些温饱。因此,超燃公司提出了这样一个口号:“引来无价清风造化大千世界,点燃有情灶火温饱天下黎民”。引来无价清风,就是依靠技术多用一些不花钱的空气氧,使得炊事燃料燃具高效节能省钱和清洁环保;点燃有情灶火温饱天下黎民,就是要情系我国亿万农民的温饱。