碳中和時代，甲醇燃料電池能否走上逆襲之路？
時間:2022-10-27 10:51來源:鈦媒體 作者:韓敬嫻
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2006年，諾貝爾化學(xué)獎得主、著名有機化學(xué)家喬治·奧拉寫了一本書，名叫《跨越油氣時代——甲醇經(jīng)濟》。書中，喬治圍繞全球面臨的能源危機，提出了一個解決能源問題的新概念：甲醇經(jīng)濟。
他提到，未來在油氣之后，人類的燃料就是甲醇。總體而言，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)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。時代大背景，讓甲醇再次進入人們的視野。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。
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)濟發(fā)展，將加快推廣甲醇汽車，支持晉中市等試點地區(qū)因地制宜，進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，孫雯率隊打進決賽。
捕捉到熱點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可待機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)用在手機等通訊產(chǎn)品上。更進一步地，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上，筆記本電腦、攝像機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，加入衣寶廉院士團隊，進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，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，吉利倔強地選擇了第二種路徑，也就是用甲醇燃料發(fā)動機取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機的路線，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工作。
與吉利的路線相似，當(dāng)時政策的重點主要是，在技術(shù)路線上走“甲醇作為替代燃料的內(nèi)燃機”路線， 而沒有選擇“拋棄內(nèi)燃機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)展進程。
兩條路徑同時向前，但從后面的實踐來看，拋棄內(nèi)燃機的方案明顯更勝一籌。因此，國家有關(guān)部門的支持重點也轉(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、試點進入了一個新的發(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。
與吉利的甲醇發(fā)動機路線不同的是，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，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。
不過，如果從2012年工信部啟動五省十城試點工作算起，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)進入商業(yè)化階段，在家用乘用車、物流車上進行過應(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>
(責(zé)任編輯：子蕊)
“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)到消費者這一側(cè)，“在科普程度遠不及純電車的背景下，消費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。
也有一種觀點認(rèn)為，評價甲醇經(jīng)濟，還要先找準(zhǔn)出發(fā)點。“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。”
文章標(biāo)簽：
甲醇燃料電池
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