碳中和時代，甲醇燃料電池能否走上逆襲之路？
時間:2022-10-27 10:51來源:鈦媒體 作者:韓敬嫻
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2006年，諾貝爾化學獎得主、著名有機化學家喬治·奧拉寫了一本書，名叫《跨越油氣時代——甲醇經濟》。書中，喬治圍繞全球面臨的能源危機，提出了一個解決能源問題的新概念：甲醇經濟。
他提到，未來在油氣之后，人類的燃料就是甲醇。總體而言，煤、天然氣、石油、電能等等都可以用來生產甲醇，是目前人類見到的生產原料最為豐富的燃料產品。“甲醇是一個取之不盡的，它是一個能源載體。”南方科技大學清潔能源研究院院長、澳大利亞國家工程院外籍院士劉科曾在公開場合這樣評價甲醇。
除了“取之不盡”，甲醇的也是國際上公認的清潔燃料：易于充分燃燒，燃燒后的產物主要是二氧化碳和水，而二氧化碳也可制備甲醇，它是完全可以實現碳中性循環的低碳燃料。作為全球最大的甲醇生產國和消費國，數據顯示，2022年上半年，我國甲醇產量約為3835萬噸，較去年同期同比增長2.43%。
2020年9月，中國在第75屆聯合國大會上正式提出2030年實現碳達峰、2060年實現碳中和的目標。時代大背景，讓甲醇再次進入人們的視野。雖然甲醇仍然未被納入國家能源體系，但綠色甲醇的的探索已經在加速推進。
而汽車產業，則成為了甲醇在助力碳中和之路上的一方絕佳試驗田。
“下一步將圍繞推廣甲醇汽車、支持甲醇汽車產業發展、探索綠色甲醇汽車新模式等方面，加大工作力度，推動甲醇經濟發展，將加快推廣甲醇汽車，支持晉中市等試點地區因地制宜，進一步加快推廣甲醇乘用車、甲醇重卡等商用車。”近日，工信部在對十三屆全國人大五次會議第2276號建議的答復中這樣表示。
一時之間，對于“甲醇汽車是否靠譜？甲醇燃料電池能否借此機會迎來快速發展？”眾說紛紜。
“國家在氫能規劃中已經明確把甲醇燃料電池列入規劃， 疊加目前甲醇汽車政策，會推動甲醇汽車及甲醇燃料電池產業高速發展 。”元航資本合伙人周清哲對鈦媒體App表示。當然，也有人認為甲醇汽車不是未來汽車發展的主流方向，技術還處于產業化早期階段，短期市場更多是情緒炒作。
質疑與討論都無可厚非，因為甲醇燃料電池并非新鮮事物，很長一段時間并未得到主流認可，擔任的不過是“備用”角色。時隔多年，再次被推到前臺，甲醇燃料電池到底經歷了什么，在碳中和的呼聲中，甲醇燃料電池確能擔此重任嗎？
早期僅是備用角色
1999年，中國體育界發生了一件大事：女足世界杯上，孫雯率隊打進決賽。
捕捉到熱點的南孚電池迅速將孫雯簽約成代言人，并把廣告投放到了CCTV的黃金時段。
也是在同一年，大連化物所與安徽天成電器有限責任公司成立了直接甲醇聯合實驗室，開展了有關DMFC（直接甲醇燃料電池）關鍵材料及其制備技術的研究工作，并取得了一些進展。
雙方的交集發生在兩年后，2001年，直接甲醇聯合實驗室與南孚電池簽訂了一份為期四年的R&D合作計劃，目標是小型移動電源的研制，合同總金額為1000萬元人民幣。
彼時，南孚電池早已穩坐國內堿性電池市占率第一的寶座，它選擇與大連化物所共同研發甲醇燃料電池的一個背景就是：遠在大洋彼岸的一家名為Manhattan Scientifics的公司，注冊了一個Micro-Fuel Cell商標，目的是生產用于手機電源的微型直接甲醇燃料電池，而以這個電池為電源的手機可待機6個月，連續通話一個星期。
這釋放出一個信號——甲醇燃料電池已經開始應用在手機等通訊產品上。更進一步地，與所有電池一樣，甲醇燃料電池的應用不僅僅局限于手機上，筆記本電腦、攝像機這類需要用到電的便攜式電子產品都能夠實現應用。
2004年大連化物所的孫公權團隊曾成功開發了“國內第一套筆記本電腦用直接甲醇燃料電池范樣品”。孫公權是在2001年從美國歸來，作為杰出人才受聘大連化物所，加入衣寶廉院士團隊，進行甲醇燃料電池研究。
甲醇燃料電池在便攜式電子產品上的應用優點突出，但同時也有不可回避的天生缺陷。比如甲醇是易燃品，很多場合不允許攜帶，這多多少少帶來了一些使用上的不便。因此，甲醇燃料電池只出現過很短的時間，便迅速淡出了人們的視野。
在便攜式電子產品上的折戟，并不意味著甲醇燃料電池的全盤失敗。同樣來自大洋彼岸的另一家公司，已經找到了一條更長的跑道。
1997年，德國奔馳公司提出甲醇重整燃料電池A級轎車方案。2001年11月，戴姆勒克萊斯勒公司在柏林發布了以甲醇為燃料的燃料電池車NeCar 5，并將其定位為全球第一個達到試用階段的甲醇重整燃料電池汽車。
第二年，為了系統地測試NeCar 5在日常運行狀態中的技術極限，奔馳NeCar 5從美國舊金山出發，經高溫的加利福尼亞、低溫和多雪的內華達山脈和落基山脈，海拔2640米的山口，交通擁擠的大城市，歷時14天抵達華盛頓，創造了甲醇燃料電池汽車5250公里的長途行駛紀錄。
在研發上同樣熱忱的汽車廠商本田也在1996-2004年間，就甲醇重整制氫做了相應的研究，并推出了相關車型。
不過，囿于種種限制，甲醇重整制氫研發隨后進入低谷，鮮有汽車企業推出相關產品，只是在一些特定領域，人們開始用甲醇重整制氫作為備用電源。
兩條路線
從上世紀九十年代末開始的近十年間，甲醇燃料電池雖在研發和應用上向前跨了一步，有星星之火,但并未形成燎原之勢。
這個時間段，中國對甲醇汽車同樣興趣寥寥，僅有零星企業下場研發，直到2009年新能源政策的推動，才將行業帶入了探索、試點的階段。
簡單來說，汽車行業在新能源化的道路上，可以分為兩大路徑：
一條路徑是以拋棄內燃機為目標的方案，如主張純電動技術路線、燃料電池技術路線和混合動力技術路線。
另一條路徑是以繼續使用內燃機，尋求替代燃料為目的的方案，如天然氣、甲醇、乙醇、二甲醚等。
2005年，吉利倔強地選擇了第二種路徑，也就是用甲醇燃料發動機取代傳統內燃機的路線，開始了甲醇汽車的產品研發。
新能源汽車的發展依賴政策的推動。在2009年，作為全國政協委員的李書福便提交了一份題為“關于盡快出臺甲醇車國家標準的提案”，呼吁國家發改委、國家工信部、國家標準化管理委員會盡快完成甲醇汽車的國家標準的制定工作。
很快這份提案就有了回應。同年，工信部有關司局調集汽車和內燃機行業專家開展了甲醇作為車用燃料的調研工作。
通過市場調研和基礎驗證，全面梳理甲醇作為車用燃料在應用中存在的問題，針對甲醇燃料的特性，工信部于2012會同有關部委先后在山西、陜西、上海、甘肅和貴州等5省10市組織開展甲醇汽車試點工作。
與吉利的路線相似，當時政策的重點主要是，在技術路線上走“甲醇作為替代燃料的內燃機”路線， 而沒有選擇“拋棄內燃機的甲醇燃料電池系統”。
同時期的中國新能源汽車市場，電動汽車開始跨過培育階段走向成長階段。尤其是2014年，中國第一批Model S車主從特斯拉CEO馬斯克的手中拿到“車鑰匙”，這標志著特斯拉開始正式進入中國市場，同時也加速了中國市場的智能電動汽車的發展進程。
兩條路徑同時向前，但從后面的實踐來看，拋棄內燃機的方案明顯更勝一籌。因此，國家有關部門的支持重點也轉向電動汽車，對甲醇應用研究的政策支持并不多。
政策方面無利好，資本市場給予的關注也有限。2010年，放棄光鮮的美國綠卡，賣房舉家回國的歐陽洵創辦了氫璞創能，主要做燃料電池電堆和甲醇制氫核心部件產品，但直到公司成立的第四年，氫璞創能才終于迎來了天使輪投資1000多萬元。
行業混沌，外力有限，但這并未打消吉利汽車的堅持。2017年、2019年全國兩會期間李書福繼續兩次提案，要求對甲醇汽車的問題給予政策性的關注。
2019年3月，工信部連同國家發改委、科技部、公安部等八部委，聯合發布《關于在部分地區開展甲醇汽車應用的指導意見》，預示著我國甲醇汽車開始由探索、試點進入了一個新的發展階段。
政策催動，吉利汽車不再是甲醇汽車領域的“孤勇者”。
2019年愛馳汽車注資丹麥甲醇燃料電池系統開發商Blue World Technologies公司。2020年8月，愛馳汽車的甲醇重整制氫燃料電池項目在山西高平開工建設。隨后，又與中科院大連化物所簽署關于甲醇燃料電池的戰略合作協議。
與吉利的甲醇發動機路線不同的是，甲醇重整燃料電池是先用甲醇制造氫源，再將氫源的化學能轉變為電能驅動車輛前進，可以理解為由甲醇重整系統和氫燃料電池兩部分構成的電池。這種路線成本更高，設備更復雜，但是擁有更高的能源利用效率。
2021年，生態環境部正式打開公告申報端口，吉利等企業滿足國六排放標準的甲醇車輛開始投放市場，預示著甲醇汽車正式進入市場推廣階段。
捷徑還是彎路？
“甲醇是清潔的含氧液體燃料，儲運用便捷，資源豐富，用途廣泛，綠色甲醇是全球公認的碳中和必由之路。”李書福曾在2021年9月召開的太原能源低碳發展論壇上大談甲醇汽車的優點。
不過，如果從2012年工信部啟動五省十城試點工作算起，甲醇汽車推廣至今已有十年的時間，但一個明顯的問題是：發展到現在，全國保有量也僅有3萬臺左右。
除吉利、愛馳汽車之外，僅有遠程新能源商用車、宇通客車以及一汽等幾家企業披露了相關的產品動態。
海馬汽車7月20日在投資者互動平臺表示，“公司氫能汽車正在研發過程中，公司不排除甲醇制氫研究路線”，但整體來看，市場上推廣甲醇產品的車企并不多。
2018年在如皋舉辦的第三屆國際氫能與燃料電池汽車大會上，威馬汽車曾展出過直接采用甲醇燃料電池電動概念車，但后續便沒有了消息。
為何會中途放棄？威馬汽車內部人員曾在接受媒體采訪時表示，之所以在后來沒有實質性技術落地計劃，正是考慮到市場推廣等因素。
今年3月份，恒久科技在互動平臺上回答投資者提問時也提到， 目前旗下奧加華公司的直接甲醇燃料電池研發進入商業化階段，在家用乘用車、物流車上進行過應用、測試，取得過不錯的效果，但從性價比角度車廠沒有采用。
為什么性價比低？鈦媒體App了解到，關鍵的一點在于，甲醇至今沒有被納入國家的能源體系中，這就意味著甲醇燃料的生產、銷售以及加注站的審批建設等缺乏政策依據，也導致國內很多區域對于甲醇加注站未能普及。
“橋”沒搭好，車廠自然不敢真金白銀地大規模投入。工信部甲醇汽車推廣應用專家指導委員會秘書長魏安力在接受媒體采訪時曾表示，一方面這些車企出于經濟考量，甲醇汽車暫時的收益并不高；另一方面，當前甲醇加注站建設不完善，推出甲醇汽車后銷量也不會太好。
傳導到消費者這一側，“在科普程度遠不及純電車的背景下，消費群體對甲醇汽車不甚了解，自然會抱有觀望態度。”一位車廠工作人員對鈦媒體App說道。
盡管面臨的挑戰繁雜，但周清哲仍然認為，若從能源載體的角度看，說甲醇技術路線不是未來汽車主流發展方向，結論下的為時過早。
當然，他也坦誠“目前甲醇燃料電池還處于起步階段，標的較少，大部分還是處于示范性工程階段。供應鏈的建設、燃料電池和發動機的成熟度還待提高。”不過，他也表示，甲醇方案雖然有少量的碳排放，但在存儲，運輸方面可以完全復用目前的化石燃料的供應鏈，整體的社會建設成本非常低。
也有一種觀點認為，評價甲醇經濟，還要先找準出發點。“在傳統化工領域，甲醇代表的是存量市場。在能源領域，甲醇代表著增量市場”，2022年太原能源低碳發展論壇中科院上海高等研究院副院長黃偉光分析，他認為，從能源這一增量市場的角度，隨著甲醇作為清潔燃料的大規模應用，有望實現爆發式增長。
數據顯示，2022年上半年，甲醇表觀需求量達到4425.72萬噸，較去年同期增長2.83%。
但任何技術在發展初期，具體發展道路都是曲折的、迂回的，成熟技術的魅力在于經過了時間的檢驗。“現在甲醇汽車及甲醇燃料電池類似10年前鋰電在汽車產業的發展階段”，周清哲說。
在這個階段，“技術路線尚處于探索階段，同時，業界、政府部門對甲醇作為能源載體的屬性的理解和認知尚不及純氫的路線 ”，因此“國家政策和政府引導非常關鍵。”
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甲醇燃料電池
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