甲醇，新的石油替代者？

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2018年9月14日，英国伦敦召开的CCC5国际海事组织大会上，经过全体成员国投票，通过了以甲醇作为船舶燃料内容的《低閃点燃料技术规则》。甲醇与水的互溶性对于船舶使用甲醇燃料的安全性给予更大的支撑，如果船载甲醇泄露进入水体，由于江湖河海风浪湍流能够极大地帮助扩散，泄露点附近的甲醇浓度也会非常迅速地降低，从而达到对鱼类和其他水生动植物无害的水平。而烃类燃料汽柴油一旦进入自然界，尽管也会有微生物降解，但是由于油水不溶，无法借地表水稀释扩散，并且生物降解只能存在于有限的油水界面，相比之下整体降解速度就会慢得多。出现漏油事故，水面上常用的手段是围栏加吸油毡吸附回收，渗入土壤中的油品回收就十分困难，因此常常会扩展酿成具有长期影响的环保事故。

变废为宝成燃料

在冰岛，人们开创了一种使用可再生能源和二氧化碳废气生产甲醇的方法。冰岛西南部一条双车道高速公路蜿蜒穿过一个黑色的火山岩石场，不远处坐落着一家普通的工厂，纵横交错的管道让人看不出这家工厂是做什么的。每年都有几十万游客经过这里，前往观赏绮丽的室外温泉—一蓝湖，热气腾腾的蓝色温泉水直接从附近的地热发电厂流淌出来。如果游客注意到工厂的话，可能会好奇它为什么会建在这里。这家工厂利用了地热发电厂的能源，不过原材料是电厂排放出来的二氧化碳。

工厂以已故诺贝尔奖获得者、化学家乔治-奥拉的名字命名，在过去的10年中，工厂的工程师们不断改进、审核该工厂的工序。一根管线每年可从地热发电厂输送约5 500吨二氧化碳，该公司还提供电力将水分解成氢和氧。氢和二氧化碳结合后，形成含水甲醇，然后蒸馏成纯甲醇。工厂于2012年开业，目前年生产量为4 000吨（或500万升）甲醇燃料。这些燃料被中国汽车巨头吉利汽车集团采用，用于打造一支甲醇燃料的测试车队。吉利在山西省有一家年产10万辆甲醇燃料车的工厂，并正在贵州省筹建另一家工厂。

说起甲醇（CH30H），可能很多人并不陌生，尤其是理科生，它具有酒精味，燃烧后的产物是二氧化碳和水。现在主流的汽车燃料汽油燃烧后，由于燃烧不充分，会产生一氧化碳，以及碳氢化合物、氮氧化合物等，相比之下，甲醇就显得“单纯”的多，并不会产生有毒有害物质，只要技术过关，实打实地可以作为替代燃油成为新型的汽车燃料。

当然，在理想的低碳世界里，道路上跑的不应该是甲醇汽车，而应该是由可再生能源充电的电动汽车。不过，当前距离这一目标还很远。如今，各国销售的电动汽车占比都很小。即便是最乐观的设想，道路上大部分是纯电动汽车的目标也要到本世纪中叶以后才可能实现。同时，甲醇是有效降低汽车碳足迹的最好替代品。如果使用可再生能源为甲醇电厂供电，并从钢厂等地捕集二氧化碳废气，那就可以减少一半的碳排放量。因此，尽管汽车内燃机燃烧甲醇确实会排放二氧化碳和一些水蒸气，但其首先也是从钢厂捕集到的二氧化碳。也就是说，这种方法其实是先回收二氧化碳，对它们进行有效利用后才排放出去。这种循环与旨在将二氧化碳永久埋在地下的“碳捕集与封存”相对，被称为“碳捕集与利用”。

卷土重来的甲醇汽车

甲醇汽车的理念听起来似乎有点耳熟，可能是因为这并不是新鲜事儿了。20世纪80年代，美国加州政府大力改进这种甲醇燃料汽车，作为控制本州空气污染以及摆脱对国外石油依赖的方法。福特汽车公司率先开发了一款混合燃料汽车，既能燃烧汽油又能燃烧甲醇等替代燃料。加州的甲醇汽车最终达到1.5万辆。但随着油价下降，加之美国玉米种植户大力宣传毒性较小的乙醇，甲醇汽车最终退出了市场。

目前，欧盟、印度和以色列都在进行甲醇应用于运输业的投资。在中国，甲醇占到运输燃料的8%。市场研究公司预测，对甲醇的需求将以每年7%的速度增长。甲醇可在内燃机中燃烧，可存储、可运输，并能用装载汽油和柴油的基础装置进行分销保存，这就是甲醇的优势。

中国大部分的甲醇是利用煤或煤电生产的，而中国吉利集团则呼吁建立一种“液体阳光经济”，即使用太阳能生产这种燃料。2018年4月，中国一家汽车公司与德国汽车和丹麦燃料电池公司合作，在北京车展上发布了一款运动型甲醇燃料电池汽车。为消费者们打开了广阔的视野，让他们看到了全球日消耗量达9700万桶石油之外的选择。

替代传统石油

要避免最恶劣的气候变化效应，到本世纪中叶，电网和其他行业需要实现深度脱碳。碳捕集与利用可能比碳捕集与封存更有吸引力，因为前者可能还能赢利，不过它也延长了将温室气体排放降至能避免出现危险的水平所需时间。任何缓解气候变化的计划都应包含将二氧化碳变废为宝的方案。

当前全球仍主要使用化石燃料，汽车行业在电力驱动方面已投入了数百亿美元，他们不需要也不想要其他产品。如果缺乏强势的奖惩机制，人们还会继续使用化石燃料。甲醇为我们当前的高碳过渡至未来的低碳搭建了一道桥梁，未来电力将由可再生能源或核能驱动，汽车将全部采用电力驱动。同样，甲醇也能起到作用。举例来讲，既然电网无法利用多余的风能和太阳能，何不把它们用于生产甲醇呢？甲醇汽油（添加了甲醇的汽油，得到了国际认可，甲醇汽车是主要使用甲醇为燃料的汽车）具有环保、成本低、节省资源等优点，所以一直被国际公认为新型节能燃料。在动力性方面，甲醇辛烷值高，抗爆性好，自身含氧，燃烧热效率高。在排放方面，甲醇是含氧化合物，具有燃烧完全等特性，因此，可有效降低一氧化碳和碳氢化合物的排放，减少有害气体的排放。甲醇为我们指明了一条崭新的道路，存储能源将不再以千瓦时或兆瓦时为单位，而是干兆瓦时，这可能会改变游戏规则。

正确看待甲醇燃料汽车的方式是视其为传统石油或柴油动力汽车的替代品，毕竟大多数消费者还未准备好完全转换至纯电动汽车。在冰岛，政府采取激励政策支持电动汽车发展，最近纯电动汽车和插电式混合动力汽车的销量大增。然而，冰岛寒冷的气候缩短了电动汽车本就有限的续航里程。因此混合动力车车主仍要定时给油箱加油。当然，尽管甲醇燃料在很多方面与石油类似，但二者并不完全相同。对启动装置来说，甲醇的内能仅相当于石油的一半，因此一辆甲醛汽车补充燃料的次数要比常规汽油车多。