3.3 石油能做的事甲醇都能做
自从有了化学合成甲醇的工艺技术,规模化生产的甲醇,首先用作基础化工原料,例如,生产甲醛及甲醛树脂、乙酸及乙酸树脂。还用于制备低碳烯烃乙烯、丙烯及其相关化工产品橡胶、涂料、塑料、纤维等。还用作染料、农药、医药、化妆品、溶剂、防冻剂、清洗剂等精细化工产品的原料。
大量研究结果表明,凡是石油、天然气能做的事,甲醇都能做,而且可以做得更好(表3-2)。
表3-2 甲醇和油气功能比较
还有一些石油不能做或者做不好的事,甲醇却可以做,或者做得更好。
最显著的例证是,因为甲醇本质上是“低碳高氢”和拥有50%助燃内含氧的燃料,燃烧完全,高效节能,比所有的石化燃料都更为清洁环保,可以防止石化燃料造成的环境污染,可以抑制雾霾天气,捍卫蓝天。这在环境污染严重、雾霾天气频发的当今中国,尤其具有重要的现实意义。
从科学的角度分析,环境污染和雾霾天气,主要是大规模直接燃烧煤炭和石化燃油造成的,因而解决环境污染和雾霾天气的根本措施,应该是“釜底抽薪”,用清洁能源燃料,替代和取代直燃煤炭和石化燃油。醇基清洁燃料正是替代和取代直燃煤炭和石化燃油的理想选择。
例如,赛车燃料原来使用的是汽油,既不安全,又难以进一步提速,而甲醇燃料既安全,又可以利用高压缩比技术装备进一步提高车速,实际上,世界上已经用甲醇燃料取代汽油用作赛车燃料。
又如,在空气稀薄的地方或者沙漠地带,燃用甲醇燃料,可以比汽油、煤油、柴油节省2/3的空气,因而也可以更好地用作飞机和潜艇燃料。
再如,以石油做基料生产菌体蛋白饲料,因为石油本身组分复杂,众多的毒性难以消除;而以甲醇做基料生产菌体蛋白饲料,已经实现了规模化生产。
还有,在农用蔬菜大棚里喷洒微量的雾化甲醇,可以增强光合作用,显著提高蔬菜产量;在沙漠地带或者干旱季节,对农作物喷洒微量的甲醇,可以利用甲醇的吸水作用抗旱。
关于用甲醇燃料直接替代航空煤油的事,主要是高压缩比发动机的问题,这在赛车上已经有了应用。2017年7月23日央视13频道报道了美国首架醇基燃料A-10攻击机试飞成功,证实了这种构想能够实现。
甲醇燃料比煤炭、石油、天然气等化石燃料更优越的方面,如前所述,是它更加“低碳高氢”,拥有助燃内含氧,燃烧完全,高效节能,排放清洁。关于低碳高氢,甲醇与天然气的主要成分甲烷一样,碳氢原子数比例都是1︰4;关于拥有助燃内含氧,是超越煤炭和各种烃类燃料柴油、煤油、汽油、液化气、天然气的特别优势,比它们燃烧更加完全,高效节能,排放清洁。针对当前我国环境污染和雾霾天气比较严重的现实状况,国家高度重视生态环境建设,使得甲醇清洁燃料在这方面的意义,不亚于化解石油危机。如果说化解石油危机还不太紧迫的话,解决环境污染和雾霾天气问题,却是更为燃眉之急。
可以毫不夸张地说,如果把采用甲醇清洁燃料作为战略决策,用它来替代或改造煤炭、石油等污染性燃料,我国的环境污染和雾霾天气问题,可以迎刃而解!
根据河北省新能源办公室江光华在2016年4月27日廊坊会议大会发言中 “河北省民用散煤使用现状”提供的统计数字,全省人口7383.8万人,其中,乡村人口5695.4万人,1575万农户,每年使用散煤约3000万吨。
据此推算,全国农村农户约3亿户,按照半数使用散煤计算,每年使用散煤约3亿吨。这个数字与2008年的统计数字2.65亿吨比较符合,因为农民经济水平提高,燃用煤炭取代柴薪和垃圾燃料的数量也在增加,占全国煤炭用量30亿吨/年 的1/10。发电用煤占全国煤炭每年用量30亿吨的4/10。但是,发电用煤的尾气经过处理净化了,散煤排放的污染物是煤电的5~10倍,因而散煤污染,超过了煤电污染。
我国燃煤锅炉用煤数量显著超过了燃用散煤的数量,实行煤改醇以后,也可以大规模控制燃煤锅炉造成的污染。
另外,造成环境污染和雾霾天气的因素,还有燃料油和石油焦等高含硫燃料的大量使用。燃料油和石油焦的含硫量平均在2.5%左右,是G4柴油硫含量限额50mg/kg(0.05%)的50倍,如果改用醇基清洁燃料,也可以大大减少环境污染。
如果将来利用陶瓷膜甲醇燃料电池把甲醇变成电能作为更加清洁的能源,可以更好地解决直接燃用化石燃料造成的环境污染问题。