前言
面对油气能源危机和生态环境污染问题,必须找出解决的办法。
搜寻残存的油气资源是必要的,但这不是化解油气能源危机的根本办法。发展铀裂变核电站是一把“双刃剑”,必须高度注意安全问题。大力开拓太阳能及其衍生的风能、水能、生物质能的现代化利用,很有必要,但是,它们目前还难以成为替代油气能源的主导性能源。油页岩、可燃冰、地热干热岩等,都应该积极研究开发,但是,它们也只能替代一部分油气能源。化解油气能源危机的根本办法,是要找到能够替代有限化石能源的、可以供应人类持续使用的新型能源。
关于生态环境污染问题,主要是伴随着煤炭和石油产品的大量直接燃用而产生的,由于煤炭和石油产品直接燃用的数量越来越大,致使生态环境污染和雾霾天气到了人们难以容忍的程度。要彻底解决生态环境污染问题,必须用“釜底抽薪”的办法,改造煤炭和石油产品使其转变为清洁能源,或者另外寻找一种清洁能源可替代煤炭和石油产品。
那么,有没有可以替代有限化石能源供应人类持续使用的新型清洁能源呢?
有!自从1973年发生全球性的石油能源危机后,人们奋力研发寻觅了近半个世纪,其中之一,就是选择了一种化工新能源甲醇。我国的科学工作者和能源界的一些领导干部和企业家,从20世纪八九十年代与德国及美国有关方面联合探讨和我国自己广泛地进行试验、示范应用,迎来了1998年在我国召开的“世界第13届醇燃料会议”。此后,我国进一步开展研发和示范应用、都位居世界前列。
据《中国化工报》报道,2008年我国甲醇的产能2083万吨,实际产量1061万吨,均占到全球甲醇产能、产量的40%以上,成为世界上唯一既大量生产又大量使用甲醇的国家。2017年我国的甲醇产能达到8351万吨,产量6147万吨。根据“全球甲醇行业协会”提供的信息,我国甲醇产能、产量、用量,在全球所占比例进一步增加,高居首位。
甲醇原是在水果、蔬菜、发酵产品酒类和植物体中天然存在的一种有机化合物,后来从木材干馏产物木焦油的焦木酸中提取出来,成为一种化工原料。它燃烧时无烟、无味,贵族们还将它用于高档炊事和取暖,称其为“木精”或“木醇”。
1973年发生世界性的石油危机后,人们进一步认识到,甲醇不仅是一种基础化工原料,也有一种清洁能源燃料。甲醇(CH3OH)组分的“低碳高氢”,与天然气的主要组分甲烷(CH4)相同,碳氢原子数比例都是1:4。它们的燃烧产物中,可能导致温室效应的二氧化碳相对较少,清洁无害的水分相对较多。在甲醇(CH3OH)分子中,按照质量计算还有50%的助燃内含氧,使得燃烧更加完全、排放更加清洁。因此,甲醇是比天然气更清洁的燃料。
甲醇不仅本身可以作为一种清洁能源燃料,而且可以通过人为的化工工艺技术,把其他各种能源能量变成清洁的甲醇贮存起来,还可以随时把这些贮存的能量重新释放出来。这使得甲醇成为类似于电能的又一种“二次能源”。
本书推崇化工新能源甲醇,不仅是因为它能够解决我国和全世界面临的能源和生态环境污染问题,而且是因为它有坚实的理论基础。
本书有关甲醇燃料行业协会建设和醇基清洁燃料应用方面的内容,由钱奕舟编写,其余内容由冯向法编写。
感谢中国农村能源行业协会、中国民营科技促进会、北京超燃索阳清洁能源研发中心、安徽省甲醇燃料行业协会、福建省甲醇清洁燃料燃具行业协会、南京市醇基燃料安全协会、《甲醇时代》、《中国新技术新产品》杂志社、《中国能源报》和参与筹建灯塔醇基清洁燃料燃具技术联盟的各个单位,并对北京国泰民昌石油化工有限公司、上海超燃能源科技开发有限公司、河北坤圻恒醇科技有限公司、安徽圣宝新能源科技有限公司、新疆奥威能源科技开发有限公司、湖南衡阳市天添加新能源有限公司、山东凯利迪能源科技有限公司、浙江川崎新能源科技有限公司、石家庄速德机械设备有限公司的大力支持和提供资料,表示感谢。
陶瓷膜甲醇燃料电池领域的专家孟广耀教授、太阳能利用领域的专家韩培学先生、标准化建设领域的专家降连保教授级高工、《甲醇时代》秘书长张二红先生、河南隆正生物能源有限公司孔永平高级工程师,在相关章节提供了宝贵的资料和信息,在此一并表示衷心的感谢。
编著者