國外甲醇汽油的發展主要經歷了研發、示範推廣、衰落三個階段。由於20世紀70年代的兩次石油危機，德國、瑞典、美國等相繼開展了甲醇作為替代能源的研究。20世紀80年代，在改善大氣環境質量的推動下，甲醇被列為清潔燃料，得到進壹步示範和推廣。但在20世紀80年代末以後，甲醇汽油在歐洲逐漸被乙醇汽油取代。1998之後，美國的甲醇燃料汽車和甲醇燃料也開始減少。人們不願意接受甲醇汽油的根本原因是它的諸多缺點，包括:甲醇有毒，容易造成人身傷害，嚴重時可導致失明甚至死亡；腐蝕性強，短時間內難以檢測，縮短了汽車的使用壽命；熱值只有汽油的壹半，限制了車輛的行駛距離；甲醇汽油冬天很難冷啟動，夏天卻容易出現“氣阻”。甲醇汽車尾氣中甲醛等非常規排放遠高於普通汽油，甲醛是壹種強致癌物。同時，競爭力的經濟損失也加速了甲醇汽油的衰落。根據對國外甲醇汽油發展過程的調查分析，建議我國禁用甲醇汽油。即使強制使用甲醇汽油，各方面也要做好充分準備。事實上，甲醇汽油在中國的實施最終受益的是中東和新西蘭的甲醇生產商，而不是中國的甲醇行業。
關鍵詞:甲醇汽油，衰退，替代能源，乙醇汽油，腐蝕性，冷啟動，甲醛
1前言
甲醇是壹種可以清潔燃燒的液體燃料，其原料通常是天然氣、煤或生物質。國外甲醇汽油的開發和應用始於20世紀70年代第二次石油危機。從替代能源的角度來看，德國、美國、日本等國都投入了人力物力進行甲醇燃料和甲醇汽車配套技術的研發，但後來由於種種原因，甲醇汽油並沒有在實踐中得到廣泛應用。
2國外甲醇汽油發展概況
國外甲醇汽油的發展主要經歷了研發、示範推廣、衰落三個階段。
2.1研發階段
由於“石油危機”，許多國家為了能源安全都在積極尋找替代石油的能源。醇類燃料作為壹種液體燃料，在儲存、運輸、配送和使用方面與傳統的汽油、柴油相似，而甲醇原料資源豐富，燃燒清潔，因此受到國際社會的關註。德國、瑞典、美國等國家相繼開展了甲醇替代能源的研究。例如，自1975以來，瑞典組織了許多項目，研究甲醇燃料生產技術和甲醇燃料汽車。65438-0976年，第壹屆國際醇類燃料會議(ISAF)在瑞典召開，旨在促進醇類燃料(主要是甲醇和乙醇)的發展。20世紀70年代末80年代初，德國政府組織了超過1000輛的M15車隊，進行跨越北歐邊境的大規模研究和論證。
2.2示範推廣階段
在20世紀80年代，雖然油價下跌，但全球對空氣質量的需求增加了。研究發現，醇類燃料不僅可以替代石油，而且使用醇類燃料的汽車尾氣常規排放低於汽柴油汽車，對環境更有利。在改善大氣環境質量的推動下，甲醇被列為清潔燃料，得到了進壹步的示範和推廣。
瑞典在1980年開始大規模引入甲醇替代燃料M15，計劃在10年使甲醇替代量達到汽柴油消耗量的10%。
為了鼓勵發展替代燃料，改善大氣環境，美國國會在5年內通過了3項立法法案:1988年，裏根總統簽署了《替代車輛燃料法案》；1990年，布什總統簽署了《清潔空氣法修正案》；能源政策法案簽署於1992 [1]。其主要內容有: (壹)生產清潔替代燃料汽車和使用替代燃料的減免稅優惠政策；要求城市實施凈化城市環境的項目；政府部門率先使用甲醇汽車。這些法案從政策和資金上促進了甲醇燃料的發展。
加州能源委員會在1978-1998的20年間在加州啟動了甲醇汽車示範項目。這是世界上最大的甲醇汽車示範項目。展示了65，438+08種甲醇汽車。70年代末開始試驗專用甲醇汽車，但推廣的加油站太少。20世紀80年代，轉向開發既能燃燒M85甲醇又能燃燒汽油的靈活燃料汽車(FFV)，以解決運輸途中加油、冷啟動和甲醇火焰的問題。從20世紀80年代中期到90年代末，加州有65，438+05，000輛甲醇汽車和數百輛甲醇公交車和校車。當時歐美和亞洲汽車廠生產的甲醇FFV汽車主要是用廉價的現成汽車零部件組裝而成，增加了甲醇燃料傳感器、甲醇燃料泵、噴嘴等部件，並更換了燃料系統的部分材料。當時市場上專門生產的FFV有四種:福特金牛座(型號1993-1998)、克萊斯勒道奇Spirit/普利茅斯Acclaim(型號1993-1994)、克萊斯勒協和/Interpid(型號65438+)。這些車輛增加的成本由政府承擔，並沒有增加消費者的額外負擔。福特的金牛座甲醇汽車甚至比同類型的汽油車便宜345美元。到1996，福特金牛座成為美國汽車生產線上唯壹量產的甲醇汽車。
1988年，加州能源委員會建立了加州甲醇燃料儲備，與阿莫科、埃克森、美孚、殼牌等石油公司簽訂了10年的租賃協議，建設了地下甲醇儲罐和60座甲醇加油站，並協助建立了45座方便私人車輛加油的甲醇加油站。80年代中期到90年代中期，除了加州，美國有15個州建立了甲醇加油站。
第壹輛商用M85車輛在1987年投產後，在1997年達到頂峰。美國運營的甲醇汽車達到2.1×104輛，建設了100多個甲醇加氣站。
2.3衰退階段
在德國、瑞典等歐洲國家，甲醇汽油的應用最初是由M15推廣的，但80年代末以後，甲醇汽油逐漸被乙醇汽油取代。1998之後，美國的甲醇燃料汽車和甲醇燃料也開始減少。壹方面，10年的租期到期後，大部分油公司擁有的甲醇加油站掉頭回來加油。沒有加油站的支持，甲醇汽車沒有地方加油，FFV汽車必須加油。另壹方面，之前投入市場的甲醇示範車逐漸被淘汰。到2003年，M85幾乎完全退出市場，各大汽車廠商停止研發生產甲醇燃料汽車。美國三大汽車公司——通用、福特和克萊斯勒甚至在用戶手冊中公開表示，使用甲醇汽油的車輛損壞不在汽車保修範圍內。2008年8月29日，加州空氣資源委員會頒布了《加州新配方汽油條例》，新配方汽油中禁止添加的含氧化合物名單中第壹個就是甲醇[2]。
1998之後，美國甲醇行業發生了很大的變化。當時美國有18套甲醇裝置，年產量為20×108 gal(1 gal = 3.785 l，下同)。到2005年，美國只有5家年產300×104gal的甲醇廠，甲醇燃料逐漸被忽視。
3國外甲醇汽油衰落的原因
目前甲醇汽油在國外已經基本沒落。甲醇作為壹種燃料，經歷了政府扶持、示範推廣，最終在美國、瑞典、德國等國被限制或禁止的過程。除了各國當時的政治經濟狀況外，自身作為燃料的缺陷是最根本的原因。
3.1甲醇汽油暴露出的諸多缺點是人們不願意接受它的根本原因。
甲醇的主要缺陷包括:①甲醇有毒，不小心使用甲醇汽油容易對生產者、加油站人員、使用者和維修人員造成傷害，嚴重時甚至導致失明甚至死亡。(2)甲醇腐蝕性強，在儲存和使用過程中會造成很多麻煩。它會腐蝕儲油罐、加油槍、汽車油箱和油路的金屬和合金材料，容易引起發動機內彈性體和墊片的膨脹，在短時間內逐漸潛移默化地損壞汽車發動機，縮短汽車的使用壽命。甲醇的腐蝕性在低比例甲醇燃料中也會表現出來[3]。③甲醇的熱值只有汽油的壹半，大大限制了車輛的行駛距離。(4)根據甲醇的蒸發和燃燒特性，純甲醇沸點固定在64℃，蒸發潛熱較高，為1178kJ/kg，而汽油僅為330-420kJ/kg，因此甲醇汽油在冬季不易蒸發，冷啟動困難。在夏季，甲醇汽油表現出異常高的蒸汽壓，容易出現“氣阻”。⑤甲醇可能與汽油清凈劑不相容[3]。
美國洛杉磯和西雅圖的交通管理部門因為甲醇燃料的高腐蝕性而放棄了甲醇項目。洛杉磯交通管理官員宣布，他們的甲醇汙染防治項目失敗的主要原因是甲醇汽車需要經常維修。經過五年的試驗，西雅圖地鐵運輸部門的官員取消了甲醇汽車示範項目。項目測試結果表明，客車行駛6× 104-7× 104英裏(1英裏= 1609.344米)時，會發生嚴重的發動機故障，主要是燃油的腐蝕性造成的。
汽車制造商也反對將甲醇與汽油混合。1998之後，汽車生產企業停止生產甲醇汽車。他們解釋的原因是甲醇汽車技術雖然成熟，但沒有市場，用戶不願意使用。1998 65438+2月，世界汽車制造商組織聯合發布的世界燃料規範要求“不允許使用甲醇”；2000年4月的新版燃油規範中，再次明確要求“不允許使用甲醇”。
美國石油公司也不願意支持甲醇汽油。雖然這些石油公司曾經將壹些加油站出租給加州能源委員會，但他們並沒有承擔甲醇汽油的營銷工作。相反，他們反對在各種公共場合使用甲醇作為替代燃料。7家美國石油公司提出要建81座甲醇加油站，但到1996，只建了52座。雪佛龍在1992宣布撤回承諾；阿科、殼牌在1995宣布不建M85加油站；當加州能源委員會要求重建時，其他石油公司也拒絕繼續建設甲醇加油站。10年租期到期後，這些石油公司建設的甲醇加油站全部轉回常規汽油加油站。
同時，用戶不願意接受甲醇汽油。甲醇汽車故障多，維修費用高。最麻煩的是加甲醇汽油不方便。在歐洲，汽油中允許含有3%的甲醇，但統計顯示燃料中添加的甲醇不到0.5%[4]。
3.2環境優勢相對減少也是甲醇汽油下滑的重要原因。
環保曾經是推動甲醇汽油發展的重要因素，後來卻成為制約其發展的重要原因。
首先，90年代初，美國根據《清潔空氣法案修正案》推出新配方汽油。首先，這種清潔燃料規定限制汽車汽油中化學成分的含量，以減少排放和改善空氣質量，從而導致汽油成分的優化，導致全球汽油清潔化的發展。新汽油配方的應用使得甲醇的環保優勢相對降低。值得指出的是，甲醇曾經在新配方汽油中使用MTBE(甲基叔丁基醚)作為含氧成分，顯著降低了汽車排放對空氣的汙染。但後來發現，MTBE存在水溶性高、生物降解性差、向飲用水遷移快等問題，對人體健康有害。因此，美國立法禁止添加MTBE。
其次，使用甲醇汽油雖然可以減少尾氣中CO和氮氧化合物的排放，但是尾氣中非常規排放的總醛增加了3倍以上，甲醛是致癌物。汽油中加入甲醇後，蒸汽壓明顯升高，在運輸、加工和使用過程中揮發損失增加。另外，甲醇的毒性相當大，所以使用甲醇汽油對環境有明顯的負面影響。
國際能源署(IEA)委托芬蘭國家實驗研究中心對幾種清潔燃料的汽車尾氣排放性能進行測試[5]。1995中的測試評估報告見表1；瑞典在上世紀80年代也做過這個測試，結果見表2。
終於在90年代，溫室效應導致地球表面溫度升高的事實得到了證實，並引起了極大的關註。各國首腦同意采取措施減少溫室氣體排放，這也成為發展酒精燃料的動力。乙醇燃料是由生物質制成的。植物在生長過程中通過光合作用吸收大氣中的CO2，可以補償乙醇燃料燃燒時排放的CO2，有利於減少CO2向大氣的排放。然而，甲醇主要由礦物原料(煤和天然氣)生產，這是壹種不可再生的燃料，不能減少CO2的排放，對氣候有負面影響。因此，世界各國政府都轉向發展生物乙醇。
3.3歐美等國家的政策決定了甲醇汽油逐漸被乙醇汽油取代。
21世紀，由於石油生產技術和汽車生產技術的進步，汽油車的排放性能有了很大的提高，從環保角度來看，甲醇燃料的優勢相對降低；同時，由於石油短缺的加劇和人們對氣候變化的關註，生物乙醇受到了更多的關註。美國農業州的州政府為了支持自己的農業，願意支持乙醇燃料的發展。此外，農民對國會的政策有很大的影響力，這使得乙醇燃料獲得了更多的支持。歐美政府逐漸放棄對甲醇燃料的政策支持，轉而支持生物乙醇的發展。
2005年,《新能源法案》推出了6543.8+08億美元的能源稅減免計劃，以鼓勵乙醇能源的使用。預計到2012年，燃料乙醇或生物燃料的年產量將達到75×108加侖。同時，為防止地下水汙染，將禁止在汽油中添加甲基叔丁基醚(MTBE)。此外，美國無鉛汽油標準ASTM 4814要求汽油中的甲醇含量不得超過0.3%。
在美國，1997年M85甲醇汽車數量超過2.1×104，M85甲醇燃料最高年消耗量達到245×104加侖汽油當量。但是1998之後，美國的甲醇燃料汽車和甲醇燃料都在減少。同時，毒性低、安全性好的乙醇汽油克服了甲醇汽油的上述缺點，得到了大力發展，消費量迅速增加。到2003年，甲醇燃料幾乎完全被乙醇燃料取代。65438-0992-2007年美國汽車保有量和甲醇、乙醇燃料消耗量見表3[6]。
在德國、瑞典等歐洲國家，甲醇汽油的應用最初是以M15推廣的，但80年代末以後，甲醇汽油逐漸被放棄。目前歐洲汽車汽油中甲醇的添加量限制在3%(體積分數)，僅相當於添加了增氧劑來改變汽油的性能。早在1993，歐洲* * *就已經要求汽油混合燃料中含有5%的乙醇。
3.4經濟競爭力的暫時喪失也加速了甲醇汽油的衰落。
當時歐美國家主要以天然氣為原料生產甲醇，天然氣主要依賴進口。70年代兩次石油危機後，世界各地大力開發石油，石油生產蓬勃發展，供求關系全面調整。20世紀80年代中期和90年代，世界油價持續下跌，從1993-1995跌至15-20美元/桶。與此同時，天然氣和甲醇價格持續上漲，甲醇最高價格已升至500多美元/噸，使甲醇燃料失去經濟優勢，導致各國失去繼續發展甲醇燃料的積極性，加速了甲醇汽油的衰落。
4國外甲醇汽油發展的啟示
近年來，我國甲醇產能快速增長，產能嚴重過剩，現有消費領域無法消化快速增長的產能。2008年，我國甲醇產能達到約2800×104t/a，而開工率僅為40%左右。另壹方面，隨著近年來國際原油價格的大幅上漲，成品油和甲醇的價差不斷擴大。因此，甲醇行業和壹些地方政府熱衷於推廣甲醇汽油，試圖將推廣甲醇汽油作為擴大甲醇市場需求的重要途徑。壹些地方政府已經發布了甲醇汽油的地方標準，並開始試點工作。甲醇行業宣稱甲醇汽油應用中的技術問題已經徹底解決，不斷呼籲國家出臺明確的政策措施，制定國家標準。壹些無良加油站經銷商或明或暗地在普通汽油中摻入甲醇，當作普通汽油銷售，損害了消費者，利用普通汽油與甲醇的差價獲取不義之財。但出於對環保和安全的慎重考慮，國家始終沒有出臺針對甲醇燃料的明確政策和措施。
通過對國外甲醇汽油從研發到示範推廣再到衰退的發展過程的考察和分析，作者提出以下建議。
4.1中國應禁止使用甲醇汽油。
雖然甲醇常規排放低於普通汽柴油，當前價格(相同熱值下)低於汽油，國內產能嚴重過剩，但筆者還是建議國家禁止使用甲醇汽油。主要依據如下:
首先，甲醇作為汽車燃料有明顯的缺陷。主要包括:①甲醇有毒，易造成人身傷害，嚴重時可導致失明甚至死亡；(2)甲醇具有腐蝕性，短時間內難以檢測。壹般5-6年後出現發動機故障，縮短汽車使用壽命；③甲醇的熱值只有汽油的壹半，限制了車輛的行駛距離；④甲醇汽油在冬季很難冷起動，但在夏季容易出現“氣阻”；⑤使用甲醇汽油時，汽車尾氣中甲醛的非常規排放遠遠高於普通汽油，甲醛是壹種強致癌物。因此，發達國家的消費者不願意接受甲醇汽油。
第二，甲醇不能和乙醇、MTBE相提並論。乙醇和MTBE作為汽車燃料，沒有明顯的缺陷。乙醇的主要問題是遇水容易分相，導致腐蝕問題，甲醇也存在且更嚴重。MTBE的主要問題是可能汙染地下水，所以美國禁用了MTBE，但歐洲和亞洲還沒有發現這個問題，MTBE被視為重要的汽油調合成分。可見甲醇作為汽車燃料有明顯的劣勢，無法與乙醇和MTBE相比。所以發達國家的汽車公司和石油公司都不支持甲醇汽油。
第三，使用甲醇汽油與當前世界發展低碳經濟、實現中國大幅降低二氧化碳排放強度的承諾目標背道而馳。目前，世界各國都在陸續發展低碳經濟，中國也承諾單位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40%-45%。為了發展低碳經濟，實現承諾的目標，必須調整能源結構，大幅度降低高碳熱比(二氧化碳排放量與燃料燃燒熱值之比)的煤炭比例，增加低碳熱比的天然氣在壹次能源中的比例，大力發展碳熱比基本為零的可再生能源和核能。在我國，甲醇生產主要以煤為主，生產過程中的能耗也較高。無論從發展低碳經濟還是高效利用能源的角度來看，甲醇都不適合作為汽車燃料。因此，發達國家政府最終不得不放棄甲醇汽油。
是中石油壹直不推甲醇汽油的原因。