“甲醇經(jīng)濟(jì)”的概念由諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主喬治A.奧拉于2006年在其出版的《跨越油氣時(shí)代.甲醇經(jīng)濟(jì)》一書中首次提出,并進(jìn)行了詳細(xì)論述。其重要背景和理論依據(jù)是:隨著油氣資源的減少,尤其石油峰值的到來,全球?qū)⒚媾R嚴(yán)重的能源危機(jī)。而在應(yīng)對(duì)能源危機(jī)過程中,雖然各國(guó)都投入了大量財(cái)力物力研發(fā)生物燃料、核能、風(fēng)能、太陽能、水能、潮汐能、氫能等可替代能源,但由于總體規(guī)模偏小,中短期無法成為主流能源以完全替代油氣等化石能源。經(jīng)多方比較和論證,甲醇以其優(yōu)異的化學(xué)物理性能和廣泛的用途,最終被確認(rèn)為“油氣最佳替代品”,并沿用“石油經(jīng)濟(jì)”的概念拋出了“甲醇經(jīng)濟(jì)”理論。
客觀地說,隨著全球甲醇產(chǎn)能、產(chǎn)量、消費(fèi)量的大幅增長(zhǎng),尤其甲醇制烯烴、甲醇制芳烴、甲醇汽油等技術(shù)的開發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用,大幅拓寬了甲醇新的應(yīng)用領(lǐng)域。由于甲醇理論上既可替代石油用作汽車燃料,又可替代石油生產(chǎn)烯烴和芳烴產(chǎn)品,還可作為化工原料生產(chǎn)醋酸、甲醛、甲醇蛋白等其他化學(xué)品。加之生產(chǎn)甲醇的原料除石油、天然氣、煤炭等傳統(tǒng)化石能源外,包括中國(guó)、日本、英國(guó)、美國(guó)等國(guó)家還先后開發(fā)了H2+CO2生產(chǎn)甲醇實(shí)驗(yàn)室技術(shù),一旦該技術(shù)通過中試驗(yàn)證并得到工業(yè)化應(yīng)用,不僅能為人類提供大量清潔能源,還將解決日益加劇的二氧化碳排放問題,促進(jìn)甲醇工業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展;谝陨峡紤],“甲醇經(jīng)濟(jì)”不僅被眾多學(xué)者追捧,也得到了一些國(guó)家政府部門的關(guān)注。在近兩年的多個(gè)國(guó)際能源論壇上,甚至有專家斷言:甲醇經(jīng)濟(jì)時(shí)代已經(jīng)到來。
但筆者以為:專家的觀點(diǎn)過于樂觀,甲醇經(jīng)濟(jì)時(shí)代離我們其實(shí)還比較遙遠(yuǎn)。
首先,全球甲醇規(guī)模偏小。2013年,全球甲醇總產(chǎn)能約1.04億噸,產(chǎn)量和消費(fèi)量只有約7500萬噸,即便全部當(dāng)作能源(主要指燃料),但與煤炭、石油或天然氣相比,依然微不足道。在這種情況下,斷言甲醇經(jīng)濟(jì)時(shí)代已經(jīng)到來顯然言過其實(shí)。
其次,全球尚未建成快速高效的甲醇儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)。人類經(jīng)歷的煤炭經(jīng)濟(jì)時(shí)代、石油經(jīng)濟(jì)時(shí)代,以及目前的石油天然氣經(jīng)濟(jì)時(shí)代均有如下特點(diǎn):一是這類能源占到能源總需求量至少20%以上,二是形成了龐大而固定的消費(fèi)群體,三是建立了快捷高效完善的儲(chǔ)運(yùn)體系。但即便是甲醇產(chǎn)能與消費(fèi)量最多、儲(chǔ)運(yùn)水平國(guó)際領(lǐng)先的中國(guó),目前也未建成完整高效的甲醇儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò),這無疑會(huì)嚴(yán)重遲滯甲醇消費(fèi)量的增加和甲醇經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來。
再次,甲醇產(chǎn)品全生命周期的能源轉(zhuǎn)化效率、能耗、環(huán)境與排放問題,將制約其規(guī)模的擴(kuò)大,并可能成為制約甲醇經(jīng)濟(jì)時(shí)代到來的硬傷。“甲醇經(jīng)濟(jì)”之所以被業(yè)內(nèi)及有關(guān)政府部門接受,主要因?yàn)榭梢杂脙?chǔ)量巨大的煤炭作原料生產(chǎn)甲醇,然后用甲醇替代石油或天然氣,以解決油氣資源日益減少帶來的能源危機(jī)。
但儲(chǔ)量相對(duì)豐富的煤炭,也屬一次性化石能源,可供人類使用的年限不過區(qū)區(qū)200載。況且,以煤為原料生產(chǎn)甲醇,每生產(chǎn)1噸甲醇,就要消耗2.3噸以上原煤(燃料煤+原料煤)、12立方米以上水,同時(shí)排放2.5噸二氧化碳。如果所得甲醇用作燃料,全生命周期二氧化碳排放量將高達(dá)3.9噸/噸,能源效率不足14%,遠(yuǎn)低于煤發(fā)電、汽油車或天然氣汽車的能源利用效率。也就是說,甲醇燃料的綜合效益并不顯著。
至于被業(yè)界熱炒的H2+CO2生產(chǎn)甲醇技術(shù),目前還處在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)階段,并未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化驗(yàn)證。即便將來獲得了工業(yè)化應(yīng)用驗(yàn)證,由于要增加二氧化碳捕集凈化費(fèi)用和制氫費(fèi)用,成本也將十分高昂。且存在氫氣來源困難或制氫過程消耗大量煤、氣、水、電等問題,能否經(jīng)濟(jì)合理地獲取氫氣,是H2+CO2生產(chǎn)甲醇技術(shù)能否工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。退一萬步講,如果真的能夠方便廉價(jià)地獲得清潔能源氫氣,人類何不直接使用氫能源,而要多此一舉地再用氫氣生產(chǎn)甲醇呢?
最后,甲醇經(jīng)濟(jì)將面臨頁巖氣革命、石油新增可采儲(chǔ)量增加以及可燃冰規(guī)模開發(fā)帶來的巨大挑戰(zhàn)。
一方面,美國(guó)頁巖氣商業(yè)化開發(fā)成功的示范作用,刺激全球擁有豐富頁巖氣資源的國(guó)家和地區(qū),加大了對(duì)頁巖氣勘探開發(fā)的力度,并已經(jīng)取得可喜成就。未來5~10年,全球頁巖氣產(chǎn)量有望實(shí)現(xiàn)井噴式增長(zhǎng),天然氣供應(yīng)緊張狀況將明顯緩解。根據(jù)美國(guó)能源部評(píng)估,全球頁巖氣資源儲(chǔ)量是常規(guī)天然氣資源量的2倍,開發(fā)前景廣闊。
另一方面,隨著石油勘探開發(fā)技術(shù)的提升,石油峰值論正受到理論上的質(zhì)疑和現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn),全球石油資源量遠(yuǎn)沒有石油峰值論者預(yù)想的悲觀。國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)最新的調(diào)研顯示:全球石油可供人類使用至少80年,比此前的預(yù)測(cè)年限增加了近1倍。
另外,目前日本、中國(guó)、美國(guó)、印度均掌握了可燃冰深井鉆探取樣技術(shù),日本還實(shí)現(xiàn)了為期一周時(shí)間的連續(xù)抽采。最新的評(píng)估表明:全球可燃冰儲(chǔ)量,超過目前化石類能源儲(chǔ)量總和的2倍,可供人類使用1000年以上。如果關(guān)鍵技術(shù)獲得突破,安全與環(huán)境問題得到控制和解決,可燃冰得以商業(yè)化規(guī);_發(fā),能源短缺問題將徹底解決。
屆時(shí),全生命周期能耗、水耗、二氧化碳排放量較高,能源利用與轉(zhuǎn)化效率低下的甲醇,其成本優(yōu)勢(shì)將不復(fù)存在,應(yīng)用領(lǐng)域也將被大幅壓縮(甲醇制烯烴、芳烴可能被天然氣凝析液水蒸汽裂解法取代、甲醇燃料可能被更加清潔環(huán)保且價(jià)格低廉的可燃冰取代)。
如此看來,貌似撲面而來的甲醇經(jīng)濟(jì)時(shí)代,其實(shí)離我們相距甚遠(yuǎn)。甚至可能與我們失之交臂,僅存在于奧拉先生的《跨越油氣時(shí)代.甲醇經(jīng)濟(jì)》和一些專家學(xué)者的演講稿中。