不要誤解甲醇燃料

導(dǎo)語：2018年，中國石油對外依存度超過70%，天然氣對外依存度達到46%。國家經(jīng)濟發(fā)展和人民生活消耗的大量石油和天然氣長期依靠進口，直接導(dǎo)致我國能源安全難以得到保障。堅持底線思維，發(fā)展甲醇經(jīng)濟，將甲醇燃料廣泛應(yīng)用在動力燃燒和熱力燃燒領(lǐng)域，已逐漸被我國政府、科技和產(chǎn)業(yè)界所接受。《中國汽車報》“專家講堂”專欄兩次邀請上海焦化有限公司技術(shù)經(jīng)濟委員會原秘書長謝振華，撰文介紹甲醇作為車用燃料的基礎(chǔ)知識，推薦給汽車和內(nèi)燃機業(yè)界的工程技術(shù)人員和管理者一讀。但在甲醇汽車和甲醇燃料推廣應(yīng)用的今天，一些錯誤認識和誤解仍然存在，甚至還有繼續(xù)擴散的趨勢。

為此，我們再次邀請謝振華，采用通俗易懂的邏輯，引用現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和科學(xué)語言，厘清業(yè)界對甲醇燃料的誤區(qū)。此外，我們還邀請了全球甲醇行業(yè)協(xié)會(MI)駐中國首席代表趙凱，請他從甲醇易燃易爆和對水體動物影響危害度，進行相關(guān)介紹。

希望此文能改變大眾對甲醇的錯誤認識和誤解，讓甲醇汽車和甲醇燃料推廣應(yīng)用開展得更加廣泛，為國家替代石油的能源安全戰(zhàn)略做出貢獻。

甲醇產(chǎn)品含一個碳原子(汽油7～13個碳，柴油14～22個碳)，生產(chǎn)原料十分豐富，煤炭、焦?fàn)t氣、煤層氣、天然氣、生物質(zhì)以及二氧化碳均可制備甲醇，是完全可以實現(xiàn)碳中性循環(huán)的低碳燃料，所以又稱其為“可再生合成能源”。

我國是全球最大的甲醇生產(chǎn)國和消費國，產(chǎn)能和產(chǎn)量占全球一半以上。中國的煤炭資源豐富，但有相當(dāng)一部分劣質(zhì)煤炭，既不能發(fā)電，也不能作為燃料直接燃燒，但卻能用來生產(chǎn)甲醇，還可以獲得硫磺、硫酸等副產(chǎn)品。生產(chǎn)甲醇過程中的高濃度二氧化碳可以收集再生甲醇，實現(xiàn)資源綜合利用。

我們可以得出這樣一個結(jié)論，使用甲醇做燃料，一是可以大幅減少石油和天然氣的對外依存度，節(jié)省大量購買石油的經(jīng)費;二是實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)資源綜合利用，激活煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步，實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和就業(yè);三是創(chuàng)建一個新興的甲醇燃料制備、儲備、輸配送、應(yīng)用新興的萬億產(chǎn)業(yè)。

中國甲醇汽車的技術(shù)和應(yīng)用，已被全球汽車和能源領(lǐng)域所認可，其技術(shù)和推廣應(yīng)用保障體系，已經(jīng)走在世界前沿。這要感謝政府工業(yè)主管部門，感謝參與甲醇汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的企業(yè)，感謝敢于自主創(chuàng)新的甲醇汽車工程技術(shù)人員，感謝實施推廣應(yīng)用的各界人士。

■甲醇燃料與人體健康

甲醇(CH3OH)，與乙醇同屬醇類物質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)中都有一個羥基(OH)，化學(xué)性質(zhì)很接近，在產(chǎn)生人體中毒效應(yīng)的生物化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)活性和作用機制相對一致，二者的毒性數(shù)據(jù)和中毒表現(xiàn)也很相似。

甲醇在自然界天然存在，在發(fā)酵生產(chǎn)酒類過程中會同時生成微量甲醇，國家標(biāo)準(zhǔn)也對酒類中的甲醇含量做出限定。因此，人類生存活動中一直都與甲醇有實際接觸。并且，國際癌癥研究機構(gòu)IARC認定乙醇屬于1級確定致癌物，而甲醇并不致癌。

在毒理學(xué)數(shù)據(jù)中，甲醇與乙醇的LD50數(shù)值大小互相交叉，處于同一水平。在國家標(biāo)準(zhǔn)《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》(GBZ230-2010)中，根據(jù)分級和評價依據(jù)計算所得甲醇的毒物危害指數(shù)THI為20，而汽油的毒物危害指數(shù)為28，即：在職業(yè)性接觸標(biāo)準(zhǔn)下，甲醇的毒性低于汽油。

甲醇汽車及甲醇燃料供應(yīng)系統(tǒng)的使用運行安全方面，已具有成熟可靠的裝備和工藝措施。工信部組織甲醇汽車試點工作五年以來，組織相關(guān)人員2500人次體檢，檢測相關(guān)加注站點、維修工廠等環(huán)境空氣中甲醇含量112次，均未出現(xiàn)影響涉醇人員人體健康的病例，涉醇場所空氣中甲醇濃度也都低于我國職業(yè)接觸標(biāo)準(zhǔn)限值。

■甲醇燃料與安全應(yīng)用

甲醇的火災(zāi)(包括爆炸)發(fā)生風(fēng)險也小于汽油。在相同的情況下，汽油更容易揮發(fā)，它產(chǎn)生的蒸汽壓是甲醇的2～3倍;汽油蒸汽比空氣重2～4倍，更容易貼近地表運動接觸到周邊火源，而甲醇蒸汽僅比空氣略重，更容易擴散、稀釋到起燃濃度以下;甲醇的熱值低于汽油熱值的一半，甲醇閃點12℃，汽油閃點-50℃，因而甲醇更難被點燃。即使被點燃后，造成的危害也比汽油小。

安全性好，是甲醇被美國印地賽車選作為燃料的主要原因。美國政府在推廣甲醇汽車期間，也對甲醇燃料在安全方面的優(yōu)越性做了詳細介紹。

■甲醇燃料與環(huán)境友好

甲醇發(fā)動機工況在精細標(biāo)定后，甲醇汽車實際尾氣的常規(guī)排放中，一氧化碳、碳氫污染物大幅下降，氮氧化物也有所降低，整體排放得到有效、平衡的控制，對改善大氣污染有明顯的貢獻。

甲醇生產(chǎn)過程高溫高壓，裝置全密閉，三廢排放控制達標(biāo)，固體廢渣用于生產(chǎn)建材，原料煤中的硫化物成為硫磺、硫酸等副產(chǎn)品，得到綜合利用，是我國煤炭資源清潔化利用的有效途徑。

如果在甲醇使用過程中出現(xiàn)事故或其他方式進入環(huán)境，產(chǎn)生的危害相對而言也比較輕微。因為在自然界環(huán)境里，甲醇會依靠微生物等進行降解。同時，由于甲醇在水中的高溶解性，很快就被地表水、地下水稀釋。因此在環(huán)境中，甲醇的生成與降解，有著非常廣泛的分布，也很自然地達到平衡。

此外，甲醇作為船舶燃料目前進展迅速，如若發(fā)生事故導(dǎo)致大量甲醇泄露到水體中，甲醇對水體動物的影響也有專門研究。以魚類為例，甲醇的半數(shù)致死量為15400mg/L，廣泛作為船舶燃料的重油、柴油分別為79mg/L和65mg/L，大概是甲醇的194倍和237倍。而汽油的半數(shù)致死量達到8.2mg/L，達到甲醇的1878倍。也就是說，甲醇對水體動物(魚類、甲殼類、軟體動物等)的毒性遠遠小于汽柴油等其他船舶燃料。

甲醇除了大量用于化學(xué)生產(chǎn)以外，通過生物發(fā)酵工藝培養(yǎng)微生物生產(chǎn)蛋白質(zhì)，也成為一個很熱門的下游產(chǎn)品。英國ICI、德國赫斯特-伍德、法國IFP、日本三菱瓦斯化學(xué)、美國菲利浦石油等都有研究和中試，英國ICI還建成并投產(chǎn)年產(chǎn)10萬噸的工業(yè)化生產(chǎn)裝置，歷時8年的毒理學(xué)試驗結(jié)果表明甲醇蛋白無毒，可用于動物飼料，甚至還能成為供人類食用的高級蛋白質(zhì)。

■甲醇燃料與碳排放

從等熱值能量轉(zhuǎn)換效率角度看，汽車發(fā)動機直接使用甲醇相比煤制油生產(chǎn)車用液體燃料等途徑，非但避免了生產(chǎn)工藝過程的資源、能量消耗，還能包含了甲醇直接進入發(fā)動機使用方式大幅度提高發(fā)動機熱效率的節(jié)能效果。

比照煤炭制油工藝生產(chǎn)車用液體燃料，甲醇生產(chǎn)相對煤耗大幅度降低，從本質(zhì)上減少了生產(chǎn)過程無法利用的能耗，同時也和發(fā)動機端一樣，實現(xiàn)大幅度降低環(huán)境污染物與二氧化碳的排放。

此外，甲醇生產(chǎn)中采用空分脫氮后的純氧進入氣化爐，合成氣的脫硫脫碳凈化工藝是集中排放二氧化碳的出口，并且排放的濃度可高達90%以上。國內(nèi)現(xiàn)有工藝已經(jīng)進一步將其精制成為食品級二氧化碳，以及用于消防、工業(yè)惰性氣體和下游化工生產(chǎn)原料等的實際產(chǎn)品。如果今后需要配合捕集埋地治理，或者配合地?zé)帷⒐夥L(fēng)力、水力等綠色發(fā)電發(fā)展二氧化碳加氫制甲醇時，這樣高濃度的二氧化碳相當(dāng)于已經(jīng)完成了捕集提純，更為方便、直接，相比捕集發(fā)電廠煙氣中二氧化碳的治理方案，節(jié)能節(jié)效和節(jié)省投資方面也十分突出。