吉利控股集团董事长李书福日前在世界动力电池大会上表示,现在电动车技术用的电70-80%都是由煤炭发出来的,其实并不清洁,不稳定绿色能源最好变成甲醇。不久前,吉利汽车推出了全球首款甲醇混合动力轿车——第4代帝豪醇电混动轿车。随着制备和应用技术的进化,甲醇储能的想象空间正在无限扩大。
甲醇是一种重要的有机化工基本原料,易燃、易溶于水、易降解。最大下游以甲醇制烯烃为主,占比达到50.59%,其次是甲醇燃料,需求占比达15.66%。李书福最近的这番表述涉及的是更为宏大的愿景——完全清洁的储能。人们都知道风电、光伏代表了生产清洁能源的主流,但要实现真正的碳中和,还需要储能的帮助。电解水制氢一度被认为是实现碳中和的重要技术路线之一。但是,氢能易燃易爆,储备、运输成本高(运输成本占总氢气成本超过60%)。现在不少研究成果表明,甲醇才是最好的化学储能方式,它的生产可以变革为清洁化,本身可以直接或者间接作为燃料,而且还是最佳的储氢形式。
首先说说制备。传统而言,甲醇生产可采用多种原料,如天然气、煤炭、油、焦炉气、乙炔尾气等,国外生产甲醇以天然气为主要原料,而中国则以煤炭为主。不断涌现的新技术正在颠覆这一现状,使得甲醇制备过程完全清洁。我国天津工业生物技术研究所、大连化学物理研究所等研究机构的研究者实现了以二氧化碳、氢气为原料,前驱反应制甲醇,最终到淀粉的人工合成。这是全球视野内,合成生物学的颠覆性进展。上海科技大学物质科学与技术学院创始院长杨培东的研究,可以将太阳能转化成甲醇。
国海证券研究报告指出,甲醇分子结构简单,利用二氧化碳制备甲醇,过程也较为容易实现,因此甲醇是从二氧化碳还原获得的理想产物之一。通过二氧化碳制备甲醇,可以依托现有的C1化工体系来实现化工品的绿色制造,因此甲醇有望成为二氧化碳资源化利用的重要的方向。目前研究的较多的二氧化碳制甲醇的技术路线分为:(1)二氧化碳电催化还原制甲醇;(2)二氧化碳加氢制甲醇。其中,二氧化碳电还原制甲醇工业化尚存一些关键性挑战,相比之下二氧化碳加氢耦合水电解制甲醇被证明是最具可实施性和规模化的路线。
反过来,甲醇制氢的技术也已经成熟。甲醇与脱盐水的蒸汽混合物在转化器中加压加热催化裂解和转化一步完成,生成氢气和二氧化碳,氢气纯度最高可达99.9%以上。甲醇水蒸气重整制氢使用条件温和,产物成分少,易分离,制氢规模在10~10000Nm3/h内均能实现,且产能可以灵活调整,已在工业上应用广泛,尤其在中小型用氢气领域,现场制氢,现制现用,更经济更合理。更进一步,甲醇重整制氢系统可分别应用于动力电源、分布电站、备用电源、移动电源领域。
再往下游来看,甲醇的应用相当普及。甲醇汽车之所以能得到大力推广并被用户追捧,核心难题的破解是关键。吉利花了17年深耕掌握核心技术,比如,甲醇燃料的腐蚀性一直是困扰甲醇发动机发展的一大难题。为了让甲醇汽车“走得更远”,吉利通过对发动机缸套、缸盖、气门等重要配件基础材料的研究,完成了材料升级,并辅以表面喷涂、镀层等先进工艺,解决了甲醇燃料腐蚀的问题。除此之外,吉利甲醇汽车还解决了甲醇高效燃烧的问题。过去大家都觉得甲醇汽车开起来很‘肉’,那是因为燃烧不充分。吉利通过改造燃烧系统、气道等核心部件,让甲醇做到高效燃烧,现在的甲醇汽车在快速反应方面已经优于同级别燃油车型。
其实,甲醇燃料汽车最早诞生于1973年石油危机后,美国,德国,日本等国相继开展甲醇汽车研究和示范运行。我国甲醇汽车产业与国际市场基本同步,从20世纪70年代至今已经过四十余年的发展,甲醇汽车相关的发动机技术、电控技术、零部件技术等各项技术已经成熟。
目前,在落实碳中和政策的背景下,新能源汽车得到国家政策的大力支持。早在2019年,工业和信息化部等八部委就联合印发《关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》指出,可因地制宜,鼓励甲醇汽车应用。2020年,生态环境部还出台了《甲醇汽车非常规污染物排放测量方法(征求意见稿)》,对相关排放参数作出严格规定。我国工业和信息化部发布的《“十四五”工业绿色发展规划》,正式将甲醇汽车纳入绿色产品,并提出要促进甲醇汽车等替代燃料汽车推广。2021年9月,生态环境部正式打开甲醇汽车公告申报端口,甲醇汽车被纳入国家汽车工业统一管理范畴,甲醇汽车开始进入市场推广阶段。
整体来看,甲醇储能技术已经实现闭环,接近大规模应用窗口。全球储能市场累计装机规模将从2018年的9GW/ 17GWh增长到2040年的1,095GW/ 2,850GWh,总投资额达6620亿美元。 目前我国的甲醇制备技术、太阳能发电技术、风电发电技术达到世界领先水平,液体燃料的基础设施在全国范围内建设完善,这些为绿色甲醇的生产和应用奠定了基础。未来,甲醇储能在行业共同推动下,有望迎来政策支持,技术突破,应用落地的爆发期。
A股不存在新鲜事 今天发生的一切,过去曾发生,将来依然会发生,因为人性不变,关注证通社,带你前瞻市场,洞悉人性。