自从长春“9.28”火灾事故之后,国家应急管理、消防部门介入调查与处置。得出的结论是:事故为瓶装液化石油气罐泄漏引发爆炸燃烧所致。但也因此一种用于餐饮炉灶的醇基液体燃料被推到了风口浪尖上。为此,我们从国家政策与科学实践的诸方面作简单的剖析,探讨醇基液体燃料在餐饮燃具上应用是否合理合法的问题,为国家的能源安全、节能减排,保护环境做出有益的研究。 

一、醇基液体燃料的定义
醇基液体燃料的主要成分是甲醇CH3OH,也包括乙醇CH3CH2OH、丙醇CH3(CH2)2OH以及其他多碳醇和多元醇,因其羟基-OH拥有内含氧,使得燃烧完全,高效节能,具有排放清洁之优点。其理化形态与现有的汽油、柴油、煤焦油、燃料油等基本相似。
二、醇基燃料的合法性
醇基液体燃料是具有中华人民共和国国家标准GB16663-1996的规范性产品,是由中国能源研究会新型液体燃料及燃具专业委员会制订、由国家技术监督局发布并归口管理的。它与国家行业标准NY312---1997《醇基民用燃料灶具》配套使用,是将醇类作民用清洁燃料的创新与发展,合法使用的法律依据。
车用醇醚燃料中的乙醇,国家层面早已给它认定为通用的车用清洁燃料。我国的国标产品GB18351“车用乙醇汽油(E10)”已于上世纪末公开推广应用。国外以及欧美发达国家早有ASTND5797-07“点燃式发动机用甲醇燃料”(M70/M85),我国也相继颁布了国家标准GB/T23799“车用甲醇汽油(M85)》”。 三、生产醇基液体燃料与其他传统燃料的对比优势
1、生产甲醇的原料十分充足。从天然气、沼气、页岩气、可燃冰中提取的甲烷及其相关的煤层气、焦炉气、劣质煤和一切可以燃烧的有机物都可以用来提取甲醇。早期的甲醇是用干馏木材制作的,当今的农作物秸秆和竹木杂草生物质,都可以参照早期的干馏法制作甲醇,也可以用化学催化合成法制作甲醇。据目前的前沿科技信息中得到,利用太阳能、水及二氧化碳制作甲醇的技术也非常成熟。水和二氧化碳在地球上是用之不竭的,用各种能源从水中分解出氢气,就是合成甲醇的原料。二氧化碳不仅在空气中循环产生,而且海水中也溶解有大量的二氧化碳,碳酸盐矿物更是可以集中大量采集二氧化碳。
2、我国是一个富煤贫油的国家,利用煤炭资源,提升炼制工艺,可生产甲醇,这比发酵法生产乙醇更加先进且成本低廉。目前生产乙醇是借用传统的粮食发酵法,1吨乙醇耗用3吨多粮食,加上3吨多煤炭做为热源,浪费资源且产生大量废水废气。在欧美一些国家利用剩余的玉米、廉价的甘蔗生产燃料乙醇尚可,但在我国,用粮食发酵法生产燃料乙醇,与人争粮,是不符合国情的。我国炼钢所需焦炭伴生的焦炉气,每年也可以生产1亿多吨甲醇。如果利用占我国煤炭资源半数的劣质煤生产甲醇,可以确保我国百年能源安全。
3、目前较先进及普遍采用天然气经过特殊工艺:精馏-催化-合成的方式提取甲醇,如中海油海南东方建滔化学股份公司就是利用海南丰富的天然气资源年产150万吨甲醇,如果不生产甲醇,那些天然气难以贮运,不仅会造成浪费,还污染环境,这样每吨甲醇的生产成本不足1600元人民币。 四、使用醇基液体燃料的环境效益尤为突出。
最近十多年来,全国大部分地区的环境污染及北方的雾霾天气主要原因是大量直接燃用煤炭、劣质生物质颗粒、木柴和石油燃料,因而迫切需要能够替代煤炭和石油等燃料的清洁燃料来解决雾霾。以甲烷为主要组分的天然气和以丙烷、丁烷为主要组分的液化气被称为低碳清洁燃料,实际上应该是“低碳高氢”清洁燃料,“低碳高氢”才能少排碳和多排水。天然气的主要组分甲烷CH4,是一个碳四个氢原子组成的,是极端的“低碳高氢”。甲醇CH3OH也是极端“低碳高氢”,还有50%的内含氧助燃,因而甲醇比天然气、液化气更能完全燃烧和清洁排放。考核石化产品的传统燃料排放物污染程度的常规指标是不完全燃烧的一氧化碳、碳氢化合物和碳粒PM,甲醇燃料的这些排放物可以减少70%以上。车用燃料、灶用燃料、锅炉和窑炉燃料等,凡是排放污染物超标的燃料,改用或掺入甲醇燃料,排放物就会大大降低。另外,传统的石化产品燃料是含硫、烯烃和芳烃,甲醇则不含硫、烯烃、芳烃这些组分。因此,其清洁性可想而知。 五、醇基液体燃料的安全性远优于天然气和液化气 我们考核一种燃料的危害性,主要的考核指标:是否易燃、易爆、毒性、高度污染等。醇基液体燃料与天然气、液化气相比,哪个更安全一些呢?
考量火灾和爆炸安全性的主要指标是闪点、扩散性、爆炸阈值和蒸气压力。天然气、液化气的闪点在-98℃以下,即是没有闪点,见火就爆炸;甲醇原料的闪点是12.5℃,称为“中闪点”易燃液体,但配置成醇基液体燃料时其闪点在32-38℃之间,因此被国家权威部门认定为:3.2类危化品(或为乙类易燃品);可见其安全性比天然气、液化气好得很多。 天然气、液化气是气态,其容器、管道只要有空隙就会向四面八方扩散;常温下的醇基液体燃料是液态,只有容器破损才会漏出。因此,天然气、液化气必须采用有资质单位生产的高压容器,液化气钢瓶必须耐受1.6MPa的高压,相当于16个大气压,45℃的气温就会超过液化气钢瓶的耐压极限,因而液化气钢瓶不允许在烈日下放置,一旦环境温度超过45℃,就有爆炸的可能。根据有关方面统计,天然气管道、液化气储罐爆炸事故是经常发生的,造成了许多惨剧。据不完全统计,就2019年全国液化气罐泄漏、爆炸事故就高达近800起;2022年1-7月份,全国共累计发生燃气泄漏爆炸事故达675起;辽宁省葫芦岛市就某半年时间内接连发生两起液化气泄漏爆炸致楼体坍塌事故,死伤近30人。而醇基液体燃料是在常温、常压下存放和使用的,相对是比较安全的,个别认为比液化气更容易燃爆是既不客观也不科学的。 由于天然气、液化气的理化特性,一旦出现燃烧、爆炸,其破坏性是异常惨烈的,不会给消防留下扑灭的黄金时间,往往给生命和财产带来巨大的伤亡与损失。醇基液体燃料主要的成分是甲醇,甲醇完全融于水,一旦发生燃烧成火情,只需用足够的水进行稀释即可扑灭。所以,甲醇燃料与天然气、液化气相比安全得多。 关于毒物危害,甲醇在我国便是蒙受了冤屈!有资料将甲醇毒性计算使用的剂量毫升误作毫克,夸大毒性达790倍,列入了“剧毒”范围;实际上,甲醇和乙醇都是“中等”毒性,假酒中掺入甲醇是犯法的,而作为燃料,甲醇的毒性比汽油还低。甲醇遇水会产生甲酸,如果溅入眼睛,会危害视力,这是需要防止的。只要按规范操作,防止甲醇溅入眼睛或误食,是不影响甲醇作为燃料使用的。
还值得提出的是,天然气、液化气燃烧需要耗用≥13倍空气中的氧气,甲醇燃烧只需要耗用≤5.5倍空气中的氧气,在通风条件不好的室内,天然气、液化气很容易造成缺氧和燃烧不完全,一氧化碳中毒事件就比较容易发生。 六、甲醇的用途十分广泛
在工业能源动力、化工、民用燃料方面,凡是石化产品能做的事,甲醇几乎都能做。比如,相同热值的液化气,甲醇的燃效可以高出20%以上;又如,甲醇燃料可以制成高压缩比发动机,提供更大的动力。赛车、飞机发动机驱动燃料可以不用汽油而用甲醇燃料就是这个道理。再如,我国北方地区农村炊事和冬季取暖大量燃用散煤,是造成雾霾天气的一个重要原因。采用“煤改气”,一是天然气管道难以铺设到偏远农村、山区、农场;二是液化石油气时而继供且价格昂贵;三是天然气、液化气在燃烧过程并没有减少氮氧化物的排放。采用“煤改电”是清洁的,但目前多数的地方还是相对缺电。当前太阳能、风能、核能、水力发电等只占整体发电量的28.8%,无法从根本上改变火力发电占主导的局面。
以海南省为例,2021年全省用电量405.47亿千瓦时,第三产业用电量146.04千千瓦时,同比增长21%;靠新能源供电不足29%,其余均由外输入与煤炭火力发电,总体还有一定的缺口,从而必定影响工农业与新兴产业的发展。醇基液体燃料却可以帮助解决代煤问题。“电光醇”三结合方能满足产业发展的用电增量。海南省应当利用南海丰富的天然气资源,发挥“电量不足醇补电”的优势。 七、国家和海南省的相关政策
1、海南省工业和信息化厅(琼工信【2012】115号)《全省油、气供需状况调查报告》报告中提及“依托甲醇资源组织新能源开发利用”的建议;最近省工信厅又提出“关于在海南率先发展甲醇为生态能源替代品”的规划。再如,《醇基液体燃料》更大的用量是替代车用燃料、船舶燃料、蒸汽锅炉和工业窑炉燃料。 2、今年3月12日工信部等八部委发布的61号文件提出了“关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见”。此文从国家层面肯定了甲醇汽车的应用,清除了对于甲醇燃料的污蔑之词。我国的燃料油用量是汽油用量的两倍,如果加上燃煤锅炉和窑炉改造,燃料油的用量更大。燃料油的硫含量高达0.5%到5%,是造成环境问题的大祸害,如果利用清洁的醇基液体燃料取而代之,不仅可以大量节省石油,而且可以大大减轻燃料油造成的环境污染。如:环保部复函河北省环保厅的函件,已经向全国指出了醇基液体燃料可以用于锅炉和民用炉灶领域。 八、醇基液体燃料现状与亟需解决的问题
醇基液体燃料在我国的研发和推广应用大多于2000年之后,先在相对煤炭充足地区的山西、陕西、贵州等地区由一些民营企业、个体工商户开展起来的,由于相对的安全、环保和廉价的优点,很快就推广至几乎全国各地的餐饮行业。由于符合民生,2018年中国农村能源行业协会在《中国能源报》公布了《民用醇基液体燃料安全技术规范》(T/CAREI001-2021),从而在山西、陕西、湖南、湖北、重庆、贵州、天津、福建等省市相继推出了地方标准和团体标准,给醇基液体燃料引上了正确的发展方向。由于缺乏国家政府层面的支持,缺少统一的标准规范和一些业务主管部门对醇基液体燃料的认识比较欠缺,因此该能源的发展处于尴尬的局面。在国家层面的支持力度方面,石油、天然气、煤炭支持力度大;与赶潮的粮制乙醇燃料、页岩气、可燃冰、地热岩等相比也相差很远!因此,醇基液体燃料的产品质量和市场经营比较混乱。有的自称“环保油”、“低醇燃料”、“植物油”等,既没有自己的产品标准,也不执行国家标准GB16663--1996《醇基液体燃料》,有的添加一些容易引爆的强氧化剂,有的掺入一些废料或腐蚀性很强的煤焦油,有的把“工业白油”当做生物油进行宣传误导。因此,亟需注意和解决几个问题:
1、积极加强宣传,落实党的二十大会议精神:“推动产业高质量发展,调整能源结构,保证国家能源安全,积极推广新型清洁燃料”。
2、普及有关的科学知识,提高认识醇基液体燃料优点与亟需规范的安全意识。 3、亟需进行市场整顿,清除假冒伪劣产品,消除安全隐患,同时,要政策扶持一些符合标准的优质醇基液体燃料和燃具产品。
4、落实中央部委领导的有关批示:“抓紧制定醇基燃料的质量标准和使用规范”。有关的产品标准和使用规范应当分为多个系列,制定在车船、餐饮、采暖、烘烤、锅炉、窑炉等不同领域的安全使用规范。国家标准委和技术质量监督检验部门应当做好指导工作,实行国家标准、行业标准、地方标准、团体标准、企业标准分头并进给予完善。
5、加大投入,搞好醇基液体燃料及其燃具优秀产品的示范应用,让用户得到实惠,让环境得到改善,让国家能源安全得到帮助,让国家主管部门认可。 九、甲醇和醇基液体燃料发展的历史性事件
1、1973年发生全球性的石油危机后,我国就开始研发煤制甲醇新能源,八十年代开始与联邦德国及美国有关方面的合作研发,九十年代开始在汽车燃料和民用炊事燃料方面推广应用,当时都处于世界先进水平。
2、1998年,世界第十三届醇燃料会议在我国召开,我国随即出现了关于开发甲醇新能源的强烈呼吁:李琼玖等四位化工专家向朱镕基总理建议利用我国众多的合成氨化肥厂联产甲醇。2001年4月12日和7月21日,朱镕基总理作了批示:“要抓紧制定质量标准、使用规范,规划改造一批6~20万吨中型化肥厂”。
3、2002年10月25日,何光远、谭竹洲、倪维斗等23位省部级干部和院士专家向国务院“建议选择煤制清洁能源作为汽车新的主导替代能源”。
4、2004年3月18日,吴养洁院士等14位专家,向河南省委省政府提出“关于大力发展我省醇类替代能源的建议”,时任省委书记李克强批示:“此建议值得重视。发展醇类替代能源总的看来是有前途的,……请发改委、科技厅对此事予以高度重视,抓紧进行规划和研究”。
5、2004年7月2日全国人大常委王茂林提出书面意见《发展煤基醇醚燃料是我国替代石油的根本出路》,有关国家领导都作了重要批示。 6、2005年12月4日,何光远、王茂林、谭竹洲、彭致圭、倪维斗、谢克昌、蔡睿贤等七位省部级干部和院士,向党中央、国务院提出了“关于推广煤基醇醚燃料以替代汽油、柴油的建议”,胡锦涛总书记批示:“请发改委对替代能源问题进行科学论证,从总体上提出开发方向和重点”。 7、2008年7月1日,金涌、谢克昌等29位院士提出了“以功能储备补足资源储备的建议”。
这些建议和批示,体现了我国上下对于开发甲醇新能源的高度重视!关于甲醇在“新能源革命”中的重要性,2005年1月12日《中国化工报》通版刊载了论文“甲醇,后石油时代的希望之星”,这在当时是世界上的首创。我国的科技界、企业界,陆续研发出一批世界领先的醇基燃料燃具新产品。至2019年,我国的甲醇产能、产量、用量,都占到全球50%以上,使用量达到近亿吨。我国成为世界上唯一既大量生产又大量使用甲醇燃料的国家。近些年来,伴随我国工业化的进程,生态环境污染成了全民关注的大问题。以京津冀地区为例,实施了“煤改电”、“煤改气”,但是都有缺欠。如果采用“电光醇三结合”,问题很快得到解决。如果实施“煤改醇”,全国上百万台燃煤锅炉、窑炉,就都有了活路!并将形成一个化工甲醇能源新产业,仅按与煤、油、气等传统能源平行计算,就会形成一个年产值万亿元以上的新产业。2022年两会热词之液态阳光—甲醇,竟能为风电、光伏消纳打开新通路,发展绿色甲醇经济有助于建立燃料多元化的消费体系,为实现“双碳”发展目标做出贡献,为替代石油能源提供燃料保障。明确了在新时代高新技术、高质量发展路线的引领下,“绿色氢能和液态阳光—甲醇是实现碳达峰碳中和的重要技术路径。” |