新型液體燃料來了!3分鐘加滿,甲醇汽車才是未來趨勢?
上周,我去了一趟爽爽的貴陽,嘗了一口茅臺冰淇淋,同時了解了一款更新的新能源汽車。
我們經常聽到有人在網上調侃現在的電動車補能速度慢,故意發出這樣的疑問:
“有沒有一種神奇的液體,3分鐘加滿,續航幾百公里?”
你還別說,除了汽油,新能源的范疇之內,還真就有這么一種“神奇的液體”燃料,它就是「甲醇」。
甲醇燃料的優劣勢
注意,接下來我們要說的是甲醇燃料,分子式是CH3OH,它是一種無色透明液體,有刺激性氣味,有毒,不可食用。并不是家里裝修之后的有害氣體“甲醛”,不是酒精乙醇,不是工業酒精(含有少量甲醇的乙醇),更不是甲醇汽油(甲醇與汽油混合)。
實際上,甲醇作為汽車燃料已經有一段時間了。
2004年6月國家發改委發布《汽車產業發展政策》中明確表示:支持鼓勵汽車生產企業生產甲醇燃料等新興燃料汽車。
2012年至2018年,工信部先后在山西、上海、陜西、甘肅、貴州5省市的晉中、長治、上海、西安、寶雞、榆林、漢中、蘭州、平涼、貴陽共10座城市,正式組織開展甲醇汽車試點工作。
貴州省是全國甲醇燃料推廣最為成功的省份,全省投入甲醇出租車超過17000輛,總運行里程接近100億公里,建成甲醇燃料加注站超過60座,最大單車運行里程超過120萬公里,年消耗甲醇約25萬噸,相當于替代汽油15萬噸。其中,貴陽是全球甲醇燃料和甲醇汽車市場化推廣最成功、規模最大、覆蓋區域廣的城市。
甲醇作為汽車燃料,最大的優勢當然是清潔。它自身含氧,辛烷值高,且分子中只含一個碳,具有燃燒徹底、揮發性低,一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物等有害氣體排放少的特點。
相比汽油,甲醇的揮發性更低,且閃點更高,更難被點燃,所以盡管毒性比汽油更高,但是規范使用的安全性并不會比汽油差,這點已經在國內各個試點城市得到了驗證。
與此同時,甲醇的物理特性與汽油接近,且相容性較好,所以發動機經過改造就可以適應甲醇燃料,加油站經過改造也可以變成甲醇加注站。相比推廣純電動汽車或氫能源汽車,推廣甲醇汽車對現有資源的利用更加充分。
當然,甲醇燃料也有它的劣勢,目前主要有三點:
一是甲醇的汽化潛熱高,低溫起動性能差,需要采取措施補救;
二是甲醇熱值只有汽油一半不到,所以同等油耗狀態下動力性能較差,且達到同樣的續航里程需要更大的油箱;
三是甲醇具有腐蝕性,需要對汽車的發動機和輸油管路進行強化。
全球首款甲醇混合動力轎車
結合甲醇燃料的優劣勢,吉利率先推出了全球首款甲醇混合動力轎車——第4代帝豪醇電混動轎車,在第4代帝豪的基礎上換用了1.8L醇電混動專用發動機,并加入了一塊1.83kWh的高性能三元鋰電池和雙電機混動變速箱,實現了類似卡羅拉雙擎的強混動力,用混動的方式提供更強的動力輸出。
1.8L醇電混動專用發動機采用12.5高壓縮比設計,搭配低摩擦技術,熱效率達到41.5%,同時耐醇性能相比上一代提升3倍以上。發動機最大功率97kW,最大扭矩175N·m,電動機最大功率100kW,最大扭矩320N·m,官方0-100km/h加速成績為8.8s。
車速超過20km/h時,發動機和電動機即可實現并聯驅動,通過高效的混動變速箱的控制,第4代帝豪醇電混動可以實現以下8種工作模式:
- 停車等待:怠速狀態下,甲醇發動機可為電池充電。
- 低中速加速:純電機直接驅動,發揮電機扭矩優勢。
- 中速巡航:甲醇發動機&電機串聯驅動,相當于增程式。
- 中高速急加速:甲醇發動機&電機全負荷并聯驅動,發揮全部動力。
- 高速巡航并聯模式:甲醇發動機&電機并聯驅動,提高經濟性。
- 高速巡航發電模式:甲醇發動機直接驅動,并為電池充電。
- 高速巡航直驅模式:甲醇發動機直接驅動,為整車提供動力。
- 行駛減速:任何狀態下減速都會觸發能量回收,以提高行車經濟性。
而在用戶最為關心的使用費用方面,第4代帝豪醇電混動轎車官方百公里醇耗為9.2L,相當于汽油車3.4L的百公里油耗,折合成使用費用每公里不到3毛錢。同時相比同級汽油車減少了42%的碳排放,每行駛一萬公里可減碳0.8噸。
不僅如此,為了解決甲醇燃料啟動性能差的問題,第4代帝豪醇電混動轎車還帶有10L的油箱,啟動時使用汽油熱機,沒有甲醇加注條件時,也可以使用汽油行駛。
為了保證車內的乘坐空間和尾廂的空間,第4代帝豪醇電混動轎車并沒有大幅增加油箱容量。使用甲醇行駛,它的續航里程約為400km,加上汽油提供的續航,整車最大續航里程接近600km。如果只用甲醇行駛,運營車輛一般一個月只需要加注一次汽油即可。
可以看到,在用戶使用層面,成本低是甲醇汽車最大的優勢,但是相比燃油車,它的燃料加注次數會明顯增加。
目前,第4代帝豪醇電混動轎車已經正式上市,醇行版售價129800元。不過,由于尚未進入工信部新能源車目錄,所以購買時暫時還不能免購置稅。
吉利帝豪甲醇車在冰島
很多人不知道的是,第4代帝豪醇電混動轎車已經是吉利推出的第20+款甲醇車型,在甲醇汽車領域,吉利已經發展了17年,總研發投入超30億元,技術專利達到200余項,并保持著多項世界第一:
- 世界第一甲醇車型種類(20余款)
- 世界第一甲醇汽車保有量(2.7萬輛)
- 世界第一單車運行里程(120萬公里)
- 世界第一總運行里程(100億公里)
同時,吉利也是首家走向全球的甲醇汽車制造商,在丹麥、冰島等北歐國家均有測試運行項目。
它才是真正的新能源?
對于甲醇汽車未來的發展,澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學創新創業學院院長 劉科表示:
“綠色甲醇是未來中國實現碳中和成本最低的一條戰略路線。”
甲醇作為重要的化工原料,廣泛用于制造甲醛和農藥等,并用作有機物的萃取劑和酒精的變性劑等。我國是全球最大的甲醇生產國和消費國,產能和產量占全球一半以上,甲醇產能非常富裕。因此,短期內發展甲醇汽車,燃料源頭上并不會有任何限制。
目前甲醇的來源主要依靠煤炭制取,主要利用的是既不能發電、也不能作為燃料直接燃燒的劣質煤炭,制取甲醇過程中還可以獲得硫磺、硫酸等副產品,所以甲醇生產過程稱不上綠色、清潔,但是也算是對劣質煤的有效利用。
而展望未來,甲醇還有很多綠色環保的生產途徑,比如通過捕捉二氧化碳生成甲醇,或利用光伏、風電電解水,生成氫氣,再與一氧化碳反應生成甲醇。不僅如此,甲醇作為易于運輸的液體燃料,不僅可以單獨使用,而且還可以作為氫能源的有效載體,甲醇和水催化反應之后即可生成氫氣,這也可以成為未來氫燃料電池的一種形式。
甲醇作為汽車燃料具有廣闊的未來發展空間,它既是汽油的絕佳替代品,又可以成為氫能源的載體,且不受礦產資源限制,功能性和穩定性比鋰電池更好。
不過,現在的問題是,假如要大規模發展甲醇汽車,勢必又要開始一場汽車產業革命,還要大規模投入燃料生產、儲存、運輸等基建建設。在純電動汽車發展順暢的情況下,進行大規模變革的可能性較小。
無論如何,在前景還未完全明朗的情況下,發展新能源汽車依然需要多條腿走路,這個大方向肯定是沒錯的。在大力推廣純電動和插電混動汽車的同時,甲醇、氫能源等新能源汽車依然有發展的必要性。而在甲醇汽車領域,吉利已經占據了全球領先位置,這是中國汽車綜合競爭力顯著提升的標識。