破解能源不可能三角-内燃机应用新能源与发展新能源内燃机(五)
发布时间:2023-01-05     作者:    浏览量:2525    分享到:

搭载内燃机的燃油车解决高效低排问题;电动汽车解决高温、高寒安全、提高有效行驶里程问题;氢燃料电池汽车解决氢气安全携带供给问题。各有挑战,各有分工。

三者都必须面对实现“碳中和”能源(含原料)应用的挑战和转型升级。不需要谁拯救谁,更不需要谁替代谁,也没有谁覆盖谁,唯有融合与多边合作。

一、能源领域“不可能三角”理论的约束

我们知道,在开放宏观经济学中,有一个著名的蒙代尔“不可能三角”理论。不可能三角(Impossible trinity)是指在经济社会的财政金融政策目标选择上,面临诸多困境,难以同时获得三个方面的最佳目标。

在金融政策方面,“不可能三角”理论指的是资本自由流动、固定汇率和货币政策独立性三者不可能同时兼得。

在能源领域,也有一个“不可能三角”理论,指的是能源的清洁、供应稳定和价格低廉三者不可能同时兼顾。

在电力储能方面,同样有一个“不可能三角”理论,即电力大容量长时间存储、存储和释放便捷性、电力价格低廉且可移动,均不可能同时兼得。

面对能源转型升级,面对实现“碳中和”能源的选择,寻找低碳、清洁、可再生能源,成为当今人类在能源领域(指一次能源和二次能源)破解上述两个“不可能三角”理论的新挑战。

二、科学认识我们今天消耗的能源

在当今人类消耗的能源中,大体分为两类,一类是一次能源,一类是二次能源。一次能源包括化石燃料(如原煤、石油、原油、天然气等)、核燃料、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。

一次能源又分为可再生能源和不可再生能源,前者指可重复产生的天然能源,如太阳能、风能、水能、生物质能等,这些能源均来自太阳,可以重复产生;后者主要指各类化石燃料、核燃料等。能源危机以来,各国都重视不可再生能源的节约,加速对可再生能源的研究和开发与利用。

二次能源是指由一次能源经过加工转换得到的能源,包括电能、汽油、柴油、液化石油气和氢能、氨能等。二次能源又可以分为“过程性能源”和“含能体能源”,电能就是应用最广的“过程性能源”,而汽油、柴油、天然气等是目前应用最广的“含能体能源”。

二次能源与一次能源转换间必定有一定程度的损耗。二次能源不是直接取自自然界,只能由一次能源加工转换以后得到,严格说是“二次能”。

三、甲醇燃料 破解能源“不可能三角”成为可能

在人类认知的乙醇、氨、氢和甲醇新能源中,笔者认为甲醇燃料具有破解能源“不可能三角”理论的可能。理由如下:

1、甲醇燃料由光(风)等可再生能源发电制氢,与用可再生能源发电捕捉或回收的二氧化碳资源合成,制备甲醇燃料。属于清洁低碳“碳中和”能源。

2、甲醇燃料属于常温常压液体燃料,与汽柴油燃料一样,便于运输、储存、保管、携带,可以与现有液体燃料输配送体系共存共享,实现稳定供应。

3、甲醇燃料既可以用于动力燃烧(汽车、船舶等内燃机动力燃料),还可以用于热力燃烧(工业取暖制热锅炉、陶瓷和低熔点合金烧结窑炉、食品烘焙、烟叶烘烤和果蔬大棚气肥机、炊事餐饮等),还有甲醇无火焰催化制热应用等。甲醇燃料大量消耗和多渠道多模式应用,具备低成本价格优势。

如果我们将新能源乙醇用于锅(窑)炉燃料,一是原料无保障,二是成本没优势。如果我们将新能源氨或氢,用于锅(窑)炉燃料,安全和稳定供应几乎为零。如果我们将新能源氨或氢用于炊事餐饮燃料,后果几乎不可想象。

4、甲醇车载制氢(在线制氢)气体燃料。由常温常压液体甲醇产出,一是规避氢能制、储、运、加注高成本投入痛点问题;二是解决道路车辆携带氢能储备装置安全保障难点。甲醇车载制氢(在线制氢)装置,既可为氢燃料电池在线提供氢气,又可为甲醇燃料电池在线提供氢气,还可为氢燃料发动机在线提供氢气。

作为能源消费端的道路车辆、内河航运船舶、水面船艇、特殊要求的使用装备(包括固定发电装备),都可以在燃料电池和氢燃料发动机之间,选择所需。

试想一下,可再生能源发电制氢,与二氧化碳合成甲醇,以液态常温常压状态存放,是不是一个破解电力储能“不可能三角”理论的路径。既长时间存储、存储和释放便捷、价格低廉且可移动。

5、按照国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》(GBZ-230)规定,甲醇、乙醇和汽油均属于中等毒性分级,按标准给出的公式计算,甲醇的危害指数为20,比乙醇和汽油都更小,危害更低。

您可以接受汽、柴油运输车及加油站存在您的生活环境中,对甲醇燃料就没有必要恐惧、排斥和误解。

甲醇燃料里有甲醛,汽、柴油里有苯,从致癌物质的角度,彼此彼此。国家标准有规定,没必要恐惧和排斥。

甲醇燃料有一定的腐蚀性,汽、柴油也有腐蚀性,这是耐腐蚀材料选取的问题,中国是全球甲醇最大的制造国,腐蚀问题早有对应的技术方案,如何选择什么材料应用,还是彼此彼此。

只要这个地球还有石油,常温常压下的液体化石燃料就会给内燃机源源不断地提供能源;只要这个地球还在太阳系里,液态阳光甲醇就能持续地给人类可持续提供常温常压液体燃料。甲醇-破解能源领域“不可能三角”理论,一定会成为可能。


作者:魏安力

编辑:杨慧中

来源:今日头条   

仪器共享平台 离您最近的甲醇加注站