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欧洲押宝的“合成燃料”到底是什么?为何被称为内燃机最后的希望?

文章作者:作者 人气:发表时间:2023-04-14 10:14:49

欧盟2035年后禁售燃油车,在老牌汽车大国德国反对后,欧盟又有松口,改为2035年后允许销售带内燃机的汽车,但需要使用碳中和合成燃料

也就是说德国希望将新能源革命的矛头对准化石燃料,而不是内燃机,思路果然新奇。那这个碳中和合成燃料究竟是什么来头?未来能和传统汽油柴油相提并论吗?

1、欧盟新能源政策谁说了算?

为什么德国交通部长的表态会引起争议?因为就在上个月 2 月 14 日,欧盟议会在法国斯特拉斯堡以 340 票赞成、279 票反对和 21 票弃权的投票结果通过了一项逐步淘汰内燃机汽车的法律。

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就在这个节骨眼上德国和意大利表示反对,并将碳中和合成燃料也加入到了新能源计划中。

国和意大利都有顶尖的豪华车和跑车制造商,为了保全在内燃机领域积累了上百年的优势,它们这样做也很合理。特别是德国,号称欧洲经济发动机,在欧盟地位举足轻重。

2、什么是碳中和合成燃料?

合成燃料,又称电子燃料(e-Fuel),其并非来自化石能源,而是人工制造,使用氢气与大气中的二氧化碳进行催化反应进而合成碳氢或醇醚燃料。

从环保性来看,合成燃料有绿色和非绿色之分。如果采用可再生能源制氢,例如光伏制氢,得到的就是绿色合成燃料;如果采用煤炭制氢,就是非绿色合成燃料。德国等国提出的合成燃料解决方案,指的就是绿色合成燃料。合成燃料燃烧时所产生的二氧化碳本质上是生产过程中捕获的大气中现有的二氧化碳,因此理论上在全生命周期内满足净碳要求。

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德国提出的碳中和合成燃料称之为 e-Fuel,化学成分其实和甲醇汽油类似,只不过它的整个制造过程是碳中和的。其中氢气由绿色的太阳能风能发电电解水而来,合成 e-Fuel 的碳元素从空气中提取。

当然 e-Fuel 在燃烧的过程中会产生碳排放,只不过这个碳本身就来源于空气,所以没有新增碳排放,因此形成了一个环保的使用闭环。

e-Fuel 的制造过程中经过了多次能源转换,使用的电能、氢气都可以直接用来驱动汽车,为什么还要多此一举去生产 e-Fuel?看上去有点不可理喻。

实际上这和德国汽车工业很贴合,因为德国电动车及其产业链都比较弱,如果彻底放弃内燃机,德国在高档车上的优势将荡然无存。

氢燃料其实很有潜力,也可以在内燃机中直接使用,不过氢燃料的大部分技术都握在日本手中,加上氢气储存的技术和运输成本没有实质性地改善,短时间内无法得到应用。

e-Fuel 就不同了,本身和汽油差别不大,除了最初的制造以外,其他所有的方方面面都可以直接套用现有的以内燃机为基础的产业链,无需任何改变,对于德国汽车工业来说简直太完美了。

3、合成燃料在国内推广情况如何?

合成燃料在国内应用很广泛,但主要是非绿色合成燃料,而绿色合成燃料才刚刚起步。去年11月,在埃及沙姆沙伊赫举行的一次会议上,中国科技部直属的公益一类事业单位——中国21世纪议程管理中心与国际能源署曾联合发布了《中国耦合CCUS制氢机遇》研究报告。报告显示,2020年中国氢产量约为3300万吨,约占全球产量的30%,中国约有2/3的氢产自煤制氢工厂,中国成为目前世界上惟一大规模采用煤炭制取氢气的国家。

今年2月,由吉利控股集团和河南顺成集团共同投资、基于冰岛CRI公司二氧化碳加氢制甲醇(ETL)技术的绿色低碳甲醇工厂正式投产。项目综合利用顺成集团焦炉气中的副产氢气与从工业尾气中捕集的二氧化碳合成绿色低碳甲醇,达产后,每年可综合利用焦炉气3.6亿标准立方米,生产甲醇11万吨和联产LNG 7万吨。

欧洲押宝的“合成燃料”到底是什么?为何被称为内燃机最后的希望?

“假如国内三分之一的车辆使用绿色甲醇燃料,可减少8000万吨的石油进口,回收1.32亿吨二氧化碳,保障我国交通领域能源安全。”吉利控股集团董事长李书福表示。

据工信部甲醇汽车推广应用专家指导委员会秘书长魏安力介绍,中国已完成了甲醇汽车政策许可、法规许可、标准许可,以及市场准入许可,包括后市场维护保养,即,维保许可和保险许可权全系列许可。在供给侧,甲醇汽车目前不仅已完成产业链、技术链和供应链布局,同时国内还完成了多型号、多品种、多用途甲醇汽车的产业准备。

“甲醇新能源产业在汽车领域并非吉利一家,宇通、陕汽、一汽等都是试点企业,2023年下半年就将会有新的企业公告研发的甲醇汽车。”魏安力透露道。

天津大学教授姚春德表示,我国现在使用的合成燃料主要是甲醇,这种甲醇主要是用煤炭生产的,与可再生能源生产的合成燃料相比成本并不高,但之所以在汽车行业没有得到大规模推广,原因之一是“煤制甲醇碳排放高,不绿色”。但从能源安全的角度来说,合成燃料的使用势在必行。

工信部甲醇汽车推广应用专家指导委员会秘书长魏安力也持类似观点。对于欧盟的“禁燃”决议,魏安力指出,欧洲化石能源贫瘠,推广电力驱动车辆是很好的选择;而中国在能源转型进程中,应坚持资源禀赋、因地制宜的原则,实现产业升级和高质量发展。

一些企业也开始行动起来。长城汽车旗下子公司蜂巢动力此前表示,将基于汽油、柴油、合成燃料、氢气4种燃料形式推出发动机产品。据介绍,蜂巢动力的第一款合成燃料专用发动机将于2024年推出,热效率超过40%,采用耐腐高压喷射系统、耐溶胀油路传输技术,适用于多燃料的合成燃烧系统,具备智能燃料识别控制系统,适配范围广。

或许合成燃料在成本、环保性等方面还有待改进,但其存在本身是有意义的,为构筑能源安全提供了更多选择和可能性。从技术中立的角度看,合成燃料被纳入允许范围体现了欧盟最大化的妥协,未来合成燃料或将成为新的风口技术。目前,欧盟这项新协议还未进入实施阶段,协议内容的最终落地效果如何,将有待时间验证。