“十五五”時(shí)期是我國經(jīng)濟邁向高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵階段,也是全球能源格局深刻變革的重要時(shí)期。在“雙碳”目標戰略引領(lǐng)下,我國能源體系轉型進(jìn)入全新發(fā)展階段,新型能源將逐步成為我國能源主體。新型電力系統是新型能源體系的核心,推動(dòng)生產(chǎn)與生活用能類(lèi)型和方式變革?!吨腥A人民共和國能源法》明確將氫能納入能源范圍,醇作為一種氫能形式,是新型電力系統發(fā)展進(jìn)程中的重要轉換載體。醇氫汽車(chē)可解決新能源汽車(chē)在特定場(chǎng)景下的應用短板,正加速從低碳排放走向凈零碳排放,醇氫汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)新的發(fā)展機遇。
我國電力系統正向多元化、綠色化、智能化邁進(jìn)。
2030年,我國將建成多元、綠色、智能的電力系統。截至2024年底,我國火電裝機達14.44億千瓦,占我國電力總裝機的43.14%。未來(lái),火電將向基礎保障性和系統調節性電源并重逐步轉型,2030年我國火電裝機預計可達16億千瓦。水電在我國電源結構中位居第二,2030年水電裝機預計可達5.4億千瓦。風(fēng)電保持強勁增長(cháng)態(tài)勢,2030年我國風(fēng)電裝機量可達10億千瓦。光伏是發(fā)展最快的新能源之一,2030年我國光伏發(fā)電裝機容量可達20億千瓦,成為裝機規模最大的電力品種。同時(shí),核能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等,共同推動(dòng)我國電力系統多元化發(fā)展。到2030年,我國綠色電力裝機容量占總裝機容量的約70%,綠色電力消費量將進(jìn)一步提升,逐步成為電力消費主體。虛擬電廠(chǎng)、智能微電網(wǎng)、車(chē)網(wǎng)互動(dòng)、新型儲能等,推動(dòng)我國電力系統智能化發(fā)展。
綠醇是新型電力系統發(fā)展進(jìn)程中的重要轉換載體。
綠色甲醇,又可稱(chēng)為“液態(tài)陽(yáng)光”,通過(guò)可再生能源(風(fēng)電、光伏等)制取綠氫,再利用綠氫與補集的二氧化碳合成甲醇,實(shí)現間歇性清潔電力能源的時(shí)空轉化與存儲,形成易運輸、易存儲、高安全的液體燃料。
國家政策持續推動(dòng)甲醇汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2023年9月1日,我國正式實(shí)施了《M100車(chē)用甲醇燃料的標準》。今年,交通運輸部等十部委聯(lián)合印發(fā)了《推動(dòng)交通運輸與能源融合發(fā)展的指導意見(jiàn)》,提出提升交通運輸綠色燃料生產(chǎn)能力,推動(dòng)建設一批綠色燃料生產(chǎn)基地,并重點(diǎn)推進(jìn)綠色燃料在交通領(lǐng)域應用和氫能重卡等新能源運輸裝備的規?;瘧?,研究出臺交通運輸綠色燃料“制儲用”標準。
綠色甲醇產(chǎn)能方面,我國領(lǐng)跑全球。在已投產(chǎn)項目方面,截至2024年8月,國內已建成項目5個(gè),合計產(chǎn)能約22萬(wàn)噸/年,采用二氧化碳加氫制取甲醇。在建項目方面,截至2025年3月,已開(kāi)工項目達491萬(wàn)噸,集中在吉林、黑龍江、內蒙古等地。在規劃項目方面,截至2025年3月,全國規劃產(chǎn)能超5000萬(wàn)噸/年(若全部實(shí)現且用于汽車(chē),可支撐3000-5000萬(wàn)輛車(chē)輛運行),涵蓋生物質(zhì)、綠氫耦合、風(fēng)光制氫等技術(shù)路線(xiàn)。
醇氫汽車(chē)在新型電力系統發(fā)展下從低碳走向凈零碳。
醇氫汽車(chē)按照技術(shù)路線(xiàn),可以是甲醇內燃機汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(甲醇內燃機作為動(dòng)力耦合裝置)、增程式電動(dòng)汽車(chē)(甲醇內燃機作為增程器)等。與傳統內燃機汽車(chē)相比,在現有甲醇格局下,甲醇汽車(chē)產(chǎn)生的PM2.5要降低80%,能效提升21%,二氧化碳排放減少約26%。隨著(zhù)我國新型電力系統的快速發(fā)展,甲醇汽車(chē)將實(shí)現從能源生產(chǎn)到能源應用的凈零排放,類(lèi)似現有純電動(dòng)汽車(chē),可以從綠電生產(chǎn)到綠電消納實(shí)現綠色閉環(huán)。
醇氫汽車(chē)可解決新能源汽車(chē)在特定場(chǎng)景下的應用短板。
一是寬溫度適應性。以動(dòng)力電池為能量來(lái)源的新能源汽車(chē),存在溫度適應性較差的問(wèn)題。我國幅員遼闊,部分地區夏冬溫差大,新能源汽車(chē)難以滿(mǎn)足冬季使用需求。醇氫汽車(chē)低溫啟動(dòng)性能好,具有較好的溫度適應性(醇氫汽車(chē)是北方地區凈零碳排放汽車(chē)最優(yōu)解)。
二是高儲運便利性。以氫氣作為燃料的氫燃料電池汽車(chē),氫氣的儲運問(wèn)題難以解決,且長(cháng)距離運輸將大幅增加氫氣成本。醇類(lèi)燃料具備與汽柴油基本相同的儲運便利性。
三是電力系統解耦。純電及插電類(lèi)新能源汽車(chē)需要通過(guò)連接電網(wǎng)獲取能源,隨著(zhù)兆瓦級快充的發(fā)展以及新能源汽車(chē)保有量的快速增加,充電對電網(wǎng)負荷的挑戰逐步加大。醇氫汽車(chē)利用醇類(lèi)燃料加注獲取能量,實(shí)現與電力系統的解耦。
四是補能效率更高。新能源汽車(chē)充電,受環(huán)境溫度、電力系統平穩運行指標、充電車(chē)輛接入量等因素影響,補能效率受限。醇氫汽車(chē)燃料加注與傳統汽車(chē)無(wú)異,可大幅提升補能效率。
五是解決續航限制。新能源汽車(chē)在低溫、高速、重載等使用條件下,續航里程受限。醇類(lèi)燃料體積能量密度高,可大幅提升汽車(chē)續航能力,解決里程焦慮問(wèn)題。
六是安全水平更高。相比氫燃料電池汽車(chē)中氫氣寬爆炸極限、動(dòng)力電池熱失控自燃特點(diǎn),醇類(lèi)燃料安全性更高,可提升汽車(chē)安全應用水平。
醇氫汽車(chē)具有基于灰藍醇的使用經(jīng)濟性,未來(lái)具有基于綠醇的使用經(jīng)濟性。
當前,我國甲醇以灰醇和藍醇為主,綠醇處于快速發(fā)展階段。近年來(lái)甲醇(煤制甲醇)價(jià)格在2100元/噸到2500元/噸之間波動(dòng),甲醇加注價(jià)格為2.3元/升,按照乘用車(chē)百公里9.0L的醇耗計算,平均每公里使用成本約為0.2元,遠低于使用汽油平均每公里0.4元至0.8元的成本。未來(lái),隨著(zhù)新型電力系統的快速發(fā)展,綠色電力價(jià)格有望降低至0.1元/千瓦時(shí)以?xún)?,二氧化碳捕集價(jià)格有望降低至200元/噸,綠色甲醇生產(chǎn)成本有望低于煤制醇和天然氣制醇,推動(dòng)使用綠醇的醇氫汽車(chē)實(shí)現高經(jīng)濟性。
醇氫汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展與創(chuàng )新。綠醇生產(chǎn)布局加快、基礎設施建設有序開(kāi)展、醇氫汽車(chē)示范應用、醇氫汽車(chē)技術(shù)創(chuàng )新發(fā)展等,都將推動(dòng)我國醇氫汽車(chē)產(chǎn)業(yè)迎來(lái)全新發(fā)展機遇。
(朱云堯)