我們拿什么替代瘋狂的石油
http://www.kblhh.cn 2008-02-19 09:42 來源:中國改革報
在過去的一年中,油價繼續瘋狂上漲,突破了100美元/桶大關,比年初最低點上漲近一倍。
國際能源機構在去年7月預測,未來5年石油需求遠高于供給,全球將面臨能源短缺,油氣價格將繼續走高。昂貴的石油正在成為經濟發展的瓶頸,尋找替代石油的新能源是大勢所趨。
生物液體燃料潛藏隱憂
生物液體燃料是指通過生物質資源生產的燃料乙醇和生物柴油。許多科學家認為,生物液體燃料是最有可能大規模取代石油的替代能源,不少國家制訂了雄心勃勃的開發計劃。
據《環球財經》雜志報道,美國計劃在今后10年內將其國內的汽油消費量減少20%,其中15%通過使用替代燃料實現,計劃到2017年時,每年使用燃料乙醇達到1億噸,是目前年使用量的7倍。歐盟計劃到2020年實現生物燃料乙醇使用量占車用燃料的10%。近兩年,我國開發生物燃料乙醇的熱潮驟然升溫,2006年產量達到144萬噸,成為繼巴西、美國之后第三大燃料乙醇生產國和消費國。
由于以纖維素、半纖維素和木質素為原料的第二代技術尚不成熟,目前生產燃料乙醇的原料都是糧食類作物。基于全球糧食供應和安全的考慮,燃料乙醇的生產是不可持續的。
第二代生物液體燃料,以木質纖維素為原料,這種技術的成熟成為能否大規模替代石油的關鍵。目前,纖維素燃料乙醇在原料預處理技術和降低酶成本方面還有待突破,取得重要突破的時間分歧很大,美國認為在2012年左右,歐洲認為在2015~2020年左右,還有一些研究機構則認為在2025年之后。美國業界普遍認為目前生產纖維素乙醇的成本在0.8美元/升~1美元/升。在纖維素燃料乙醇實現商業化生產之后,預計成本在0.53美元/升左右。生產纖維素乙醇的前期投資較大,據美國機構的測算,在生產規模相同的條件下,纖維素燃料乙醇需要的投資是玉米燃料乙醇的7~8倍。 我國纖維素乙醇技術方面還沒有取得根本性突破,目前各單位中試研究的每噸纖維素乙醇的原料消耗都在6噸以上,生產成本估算在5000元~6500元/噸乙醇以上,不適合于工業化生產。理性估算,中國的纖維素乙醇形成規模化生產至少還要3年~4年以上時間。
煤基液體燃料污染嚴重
煤基液體燃料主要包括煤制油、煤制甲醇和煤制二甲醚等液體燃料。煤制油包括直接液化和間接液化,直接液化工藝的研發已基本完成,美、德、日等國成功完成了日處理150噸~600噸煤的工業性試驗。我國神華集團公司正在神東煤田建設煤直接液化生產線,計劃于今年9月投入試運行并正式生產煤制油產品,預計每年生產各種油品108萬噸。在間接液化方面,南非薩索爾公司最有經驗,已經建立了3個間接液化廠,年產成品750萬噸。神華也計劃與薩索爾公司合作,在陜西榆林建設一家煤間接液化企業。此外,山東兗礦集團煤炭間接液化技術取得中試成功,已生產出合格的柴油、汽油和液化石油氣,其中汽油達到98號標準。
近3年來全球甲醇進入產能擴張期,每年產能保持5%?6%的增長。我國近年來新開工建設的煤制甲醇項目較多,2006年國內甲醇產能合計1344.4萬噸,預計“十一五”末期產能可達到2500萬噸~3200萬噸。
全球二甲醚產能也大幅增長,2006年產量在50萬噸以上。我國近年來對煤制二甲醚的投資呈井噴之勢,國內產量從2002年的2萬噸增長到2006年的32萬噸。國外大型工業化二甲醚裝置的建設計劃正在實施,投資商以日本公司居多,最大規模達到250萬噸/年。我國已經具備建設百萬噸級二甲醚裝置的能力,預計到2010年,國內二甲醚總產能將超過1580萬噸,年產量達到500萬噸。
我國發展煤基液體燃料具有資源優勢,成本低廉,具有很大的利潤空間。與傳統氣柴油相比,煤基液體燃料機動車在道路行駛過程中能大幅減少污染排放。但煤基液體燃料生產過程中耗費大量化石能源和電力,導致二氧化硫、煙塵和溫室氣體排放量上升,在現有技術條件下會造成地區性的環境破壞。如果以煤制甲醇和煤制二甲醚作為車用燃料,需對現有汽車的發動機和尾氣排放系統等進行改造,這將是一筆巨額投入。
氫燃料電池任重而道遠
氫能開發在本世紀初有過一次開發熱潮,但由于儲氫、用氫領域的技術不成熟,短期內氫燃料電池車很難大規模產業化。去年的美國總統國情咨文首次未提及氫燃料電池。歐盟對發展氫燃料電池汽車相對積極,去年10月,歐盟通過了發展氫燃料汽車的立法建議,在未來6年里歐盟和私有企業將各出資4.7億歐元發展氫燃料汽車。世界各國普遍認識到氫燃料電池可能是車用能源的終極發展方向,但氫燃料電池車大規模產業化是一個“長跑”過程。
初始成本高、使用壽命短是燃料電池車應用的主要障礙。滿足商業化要求的車用燃料電池系統的目標壽命應不小于5000小時,國外公開報道的車用燃料電池壽命不超過2200小時,國內燃料電池的壽命大多在1500小時左右。不過,隨著高壓儲氫技術的發展,燃料電池汽車的續航里程在緩慢提高。去年初,通用公司的Sequel燃料電池車,在實際道路測試中首次實現單次加注續航里程300英里;去年9月豐田公司的FCHV燃料電池車在實際道路測試中僅利用儲氫罐中的70%的氫氣成功行駛348英里,其續航里程可以達到450英里。
中國目前的燃料電池轎車已經發展到第四代,樣車的性能參數基本達到國際水平。燃料電池的客車方面,2007年上海神力公司等聯合研發的氫燃料電池客車首次出口國外,并且中標多項國際燃料電池城市客車示范運營項目。
燃料電池或許是替代石油作為車用動力的一個長遠解決方案。但燃料電池技術的研發將是一個長期過程,預計燃料電池技術及其混合動力系統至少到2020年才有可能大規模商業化。(陳曉進)