冰岛西南部一条双车道高速公路蜿蜒穿过一个黑色的火山岩石场,不远处坐落着一家普通的工厂。纵横交错的管道让人看不出这家工厂是做什么的。每年都有几十万游客经过这里,前往观赏奇丽的室外温泉——蓝湖,热气腾腾的蓝色温泉水直接从附近的史瓦特森吉(Svartsengi)地热发电厂流淌出来。如果游客注意到工厂的话,可能会好奇它为什么会建在这里。
碰巧,这家工厂也利用史瓦特森吉公司的能源,不过依靠的不是其富含二氧化硅的水,而是二氧化碳。工厂的业务具备显著减少运输行业碳排放的潜力。工厂隶属冰岛碳循环国际公司(CRI),该公司的工程师已开发出利用可再生能源从二氧化碳废气以及电解水中生产甲醇燃料的新方法。CRI断言,用这种方式生产的甲醇将对气候变化带来真正的影响。
森吉输送约5500吨二氧化碳,该公司还提供电力将水分解成氢和氧。氢和二氧化碳结合后,形成含水甲醇,然后蒸馏成纯甲醇。工厂于2012年开业,目前年生产量为4000吨(或500万升)。一些被CRI称为Vulcanol的燃料被中国汽车巨头吉利汽车集团采用,用于打造一支甲醇燃料的测试车队。吉利创始人、亿万富翁李书福已开始在中国推广甲醇汽车。吉利在山西省有一家年产10万辆甲醇燃料车的工厂,并正在贵州省筹建另一家工厂。
当然,在理想的低碳世界里,道路上跑的不应该是甲醇汽车,而应该是由可再生能源充电的电动汽车。不过,我们离这一目标还很远。如今,各国销售的电动汽车占比都很小。即便是最乐观的设想,道路上大部分是纯电动汽车的目标也要到本世纪中叶以后才可能实现。
同时,甲醇是有效降低汽车碳足迹的最好替代品。如果使用可再生能源为甲醇电厂供电,并从钢厂等地捕集二氧化碳废气,那就可以减少一半的碳排放量。因此,尽管汽车内燃机燃烧甲醇确实会排放二氧化碳和一些水蒸气,但其首先也的确从钢厂捕集了二氧化碳。也就是说,这种方法其实是先回收二氧化碳,对它们进行有效利用后才排放出去。这种循环与旨在将二氧化碳永久埋在地下的碳捕集与封存(CCS)相对,被称为“碳捕集与利用”(CCU)。
“很多人相信电动汽车会解决环境问题。”与奥拉保持长期合作关系的南加州大学化学教授G?K?苏里亚?普拉卡什(G.K Surya Prakash)说,“但这种技术还未实现,电池也尚不满足要求。并且很多第三世界国家连最基本的电力需求都满足不了,因此电动汽车还有什么可讨论的呢?”而甲醇目前是可行的,他说。简单的酒精可在内燃机中燃烧,可存储,可运输,并能用装载汽油和柴油的基础装置进行分销保存。
“这就是甲醇的优势。”普拉卡什说,“你不必从头打造全新的基础设施。”
甲醇汽车的理念听起来似乎有点耳熟,可能是因为这并不是新鲜事儿了。20世纪80年代,加州政府大力改进这种甲醇燃料汽车,作为控制本州空气污染以及摆脱对国外石油依赖的方法。福特汽车公司率先开发了一款混合燃料汽车,既能燃烧汽油又能燃烧甲醇等替代燃料。加州的甲醇汽车最终达到1.5万辆。但随着油价下降,加之美国玉米种植户大力宣传毒性较小的乙醇,甲醇汽车最终退出了市场。
这一次的情况则不同,鲍尔?伍本(Paul Wuebben)说。他曾是推动加州甲醇实验的领导人之一,现任CRI燃料应用高级主管。(伍本被同事们称为“甲醇先生”,这个称呼让伍本有些尴尬,却又备感自豪。)“甲醇这次强势回归了。”他说。
欧盟、印度和以色列都在进行甲醇应用于运输业的投资,伍本说道。并且在中国,甲醇占到运输燃料的8%,市场研究公司IHS Markit预测,对甲醇的需求将以每年7%的速度增长。中国甲醇-石油混合燃料中甲醇的占比为5%(M5)到100%(M100)。中国大部分的甲醇是利用煤或煤电生产的,而吉利董事长李书福则呼吁建立一种“液体阳光经济”,即使用太阳能生产这种燃料。4月份,中国汽车初创公司爱驰亿维与德国汽车工程师罗兰?贡佩尔特(Roland Gumpert)和丹麦燃料电池公司SerEnergy合作,在北京车展上发布了一款运动型甲醇燃料电池汽车。
冰岛CRI公司也在追赶甲醇的潮流。公司总部(位于科帕沃于尔,在冰岛首都雷克雅未克城外)的商业开发主管本尼迪克特?斯蒂芬森(Benedikt Stefánsson)说这是相当曲折的旅程。CRI由两个冰岛人和两个美国人于2006年创立,同年奥拉、普拉卡什和埃兰?吉奥佩特(Alain Goeppert)出版了《油气之外:甲醇经济》(Beyond Oil and Gas: The Methanol Economy,威利出版社),为消费者们打开了广阔的视野,让他们看到了全球日消耗量达9700万桶石油之外的选择。2007年,CRI成立了一家小型实验工厂。但2008—2009年的全球金融危机使冰岛经济严重受挫,投资资金枯竭。CRI向本地投资人和家庭成员募集了足够资金,于2012年完成了奥拉工厂的建设。随后,来自加拿大的甲醇生产商麦斯尼克斯(Methenex)和吉利集团的投资让公司得以扩张工厂,并开始在冰岛之外的地区开发项目。
斯蒂芬森说正确看待甲醇燃料汽车的方式是视其为传统石油或柴油动力汽车的替代品,毕竟大多数消费者还未准备好完全转换至纯电动汽车。他说在冰岛,政府采取激励政策支持电动汽车发展,最近纯电动汽车和插电式混合动力汽车的销量大增。然而,冰岛寒冷的气候缩短了电动汽车本就有限的续航里程。因此混合动力车车主仍要定时给油箱加油。
当然,尽管甲醇燃料在很多方面与石油类似,但二者并不完全相同。对启动装置来说,甲醇的内能仅相当于石油的一半,因此一辆M100汽车补充燃料的次数要比常规汽油车多1倍。“甲醇是一种不太常见的商品,所以要换算成汽油来衡量。”加州大学运输研究所主任丹尼尔?斯伯林(Daniel Sperling)说,他对甲醇汽车能否跳出目前有限的利基市场表示高度怀疑。
“汽车行业在电力驱动方面已投入了数百亿美元,”斯伯林说,“他们不需要也不想要其他产品。”
“如果你的主要目标是解决气候问题,甲醇并不是最佳的方式。”鲁宾说。气候模型建议,要避免最恶劣的气候变化效应,到本世纪中叶,电 和其他行业需要实现深度脱碳,他说。碳捕集与利用可能比碳捕集与封存更有吸引力,因为前者可能还能赢利,他指出,不过它也延长了将温室气体排放降至能避免出现危险的水平所需的时间。“气候变化减缓时间表意味着我们真的没有时间再等了。”
斯蒂芬森同意这种紧迫感,但认为任何缓解气候变化的计划都应包含将二氧化碳变废为宝的方案。“在任何方案中,我们都需要快速增加碳捕集方面的投资。”他说,“但碳捕集与封存对运输中化石燃料的使用没有任何影响,它永远都会带来支出成本,因此这种方法一直发展缓慢。”而且对于长途重型货物运输、航运或航空充电,短期内仍没有可行技术,他补充道。
“当前全球仍主要使用化石燃料。”南加州大学的普拉卡什说。如果缺乏强势的奖惩机制,人们还会继续使用化石燃料。甲醇为我们当前的高碳过渡至未来的低碳搭建了一道桥梁,未来电力将由可再生能源或核能驱动,汽车将全部采用电力驱动。同时,普拉卡什说,甲醇能起到作用。举例来讲,既然贝肯岩层浪费着天然气,何不在此建一家甲醇厂生产燃料呢?既然电 无法利用多余的风能和太阳能,何不把它们用于生产甲醇呢?
“甲醇为我们指明了一条崭新的道路,存储能源将不再以千瓦时或兆瓦时为单位,而是千兆瓦时。”普拉卡什说,“这可能会改变游戏规则。”
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