甲醇燃料市场分析预测.doc

甲醇燃料市场分析前言随着全球人口的增加和人民生活水平的不断提高，对能源的需求日趋强劲。并且随着工业的发展，能源结构也在不断发生着变化，从工业大革命初期到工业快速发展的20世纪，尤其随着20世纪中期石油化工的迅速发展，更是加快了能源工业发展的步伐。但是传统的石油、天然气资源日渐匮乏，特别是世界剩余可采储量的石油仅可使用40年左右，所以寻求替代能源将成为未来世界经济发展的关键。 近年来，随着我国对能源投入力度的强化，能源供求矛盾得到有效缓解，但是能源结构性矛盾却日益突出，特别是我国石油供不应求的问题更为突出。尽管在“九五”期间的石油消费增长速度有所减缓，但是石油消费的平均增加量和石油消费弹性系数均比“八五”期间有所增加。然而“九五”期间在石油生产方面，尽管原油产量的年均增长率、年均增长量和生产弹性系数，均比“八五”期间略有增长，但是生产量与消费量之差更大。在整个20世纪90年代中，我国石油消费年均增长速度比石油生产年均增长速度高出4.63个百分点，在今后十多年内，这种差额状态还将继续下去。 在我国整个石油消费市场中，其中汽油、柴油的消费超过总消费量的50以上，其中交通燃料约占70以上，这也是我国能源结构性矛盾的关键所在。据汽车行业部门的预测，在未来20年中，我国的汽车拥有量将在2000年的基础上翻两番。到2020年我国汽车拥有量将超过6000万辆。仅对汽、柴油的消耗将超过亿吨。随着我国经济建设的迅速发展，对能源的需求也在飞速增长，特别是油品消耗的大户汽车及内燃机工业的迅速发展，更增加了我国的能源危机感。对于石油资源缺乏的我国来说，无论是从政治方面还是经济方面考虑，能源安全已经成为不可回避的现实问题。1. 甲醇燃料的特点 1.1甲醇燃料的优点(1) 甲醇是液体燃料，储存、保管、充加、携带都很方便，可以利用现有的汽油的储存、保管、充加网络，而且还可以利用地方性的小型甲醇生产体系来供应甲醇、甲醇有比氢气更高的比能量。甲醇充加速度快，不需要特殊的安全装置，只要燃料箱有足够的容量，FCEV的行驶里程就可以大大延长。(2) 甲醇可以用天然气和有机物生产，摆脱了对石油的依赖。甲醇不易燃烧，不会发生燃烧与爆炸的危险，安全性好。(3) 甲醇的重整技术较成熟，重整时温度较低（300），目前一些燃料电池发动机系统的专业公司，已有商品化的燃料电池发动机系统，适合装配各种不同的车型。 1.2甲醇燃料的缺点(1) 以甲醇为燃料的燃料电池发动机系统因为增加了重整器、净化器和管道等，因此降低了其比能量。(2) 以甲醇为燃料的燃料电池发动机系统因为增加了重整器、净化器和管道等，使系统结构变得更复杂，对结构件的密封和耐振动的要求也更高。(3) 甲醇在重整过程中会产生CO2、CO/HC等有害气体，需要装置净化器使氢气纯化，防止CO对催化剂的毒害。在反应过程中有300的高温，需要有热管理系统进行管理并利用其热量。2.甲醇作为燃料的应用形式甲醇是一种易燃易挥发的无色透明液体，具有与现实使用的液体燃料极为相近的燃烧性能，辛烷值高，抗爆性能好，其生产原料非常广泛，产品的运输、储存、分装加注和使用，与目前市场上所供应的内燃机用汽油和柴油燃料特点极为相似。同时，甲醇还可作为燃料电池的重要原料。在目前的开发应用中，甲醇燃料分为直接使用和间接使用两大类。直接使用又分为全额甲醇和部分掺混两种形式；间接使用可通过化学转化方法和电化学转化方法达到能量转化的目的。化学转化主要是将甲醇转化为甲基叔丁基醚和二甲醚等。电化学转化过程又可分为两种方式，一种是直接燃料电池，另一种是间接燃料电池。直接燃料电池主要是甲醇在阳极被电解为氢和二氧化碳，氢通过质子膜到阴极与氧气反应并同时产生电流。间接燃料电池是先将甲醇进行炼解或重整得到氢，然后再由氢和氧通过质子膜电解槽反应而获得供给汽车动力的电能。3.甲醇燃料的优势3.1使用甲醇燃料是减少环境污染的有效措施甲醇是国际上公认的清洁燃料。甲醇为含氧化合物，辛烷值高，燃烧充分，与石油类燃料相比，甲醇燃烧排放比石油燃烧所生成的有害物质明显降低，使用清洁甲醇燃料有利于减少尾气污染，提高空气质量。根据我们在山西省的实践证明，甲醇燃料的环保效果主要表现在：甲醇的汽化潜热高，燃料汽化时大量吸热而使得燃烧室最高温度较低，因而所排放的尾气中NOx含量降低；甲醇的C/H值较汽油小，且含有较高比例的氧，燃烧完全度较汽油的高，因而尾气中的烃类及CO的含量相应较低。我们在山西省的研究表明，甲醇燃料汽车的排放不仅比汽油车好，甚至比压缩天然气和液化石油气汽车的排放也好。桑塔纳轿车使用M15甲醇汽油，CO和HC排放比使用93汽油分别降低23.2%和28.5%，面包车使用M15甲醇汽油，CO和HC排放比使用93汽油分别降低40%和36.7%；M15甲醇柴油在玉柴-YC6105发动机上使用，CO降低79.4%，NO降低31.3%，排烟度降低85.9%。据国家环保中心预测，2010年我国汽车尾气排放污染将占空气总量的64%，形势十分严峻，当务之急是及早采取相应措施预防和治理空气污染。大力推广使用清洁甲醚汽、柴油以减少汽车尾气污染，从而减少和控制空气污染，有效提高空气质量，这是减少环境污染的有效措施。3.2发展甲醇燃料可以发挥我国资源优势，推动产业升级推广使用清洁甲醇汽、柴油不仅可以达到节约石油能源、减少尾气排放的目的，更重要的是通过建立完整的甲醇燃料生产系统，带动上下游产业发展。甲醇生产的原料主要是煤炭和秸秆，我国煤资源丰富，能够长期提供生产甲醇的主要原料，此外，作为农业大国，有大量农副产品秸秆。通过煤炭和秸秆加工提醇，大幅度提高原始资源的附加值，充分发挥地方资源优势，推动煤炭、农业和化工产业升级，增加相关就业机会和地方收入。通过推广清洁甲醇汽、柴油，可以带动如下相关产业发展：煤炭生产甲醇。1.52煤（包括高硫低质煤）可生产1t甲醇。目前煤炭售价约200300元/t，燃料甲醇按现在市场售价2000-2200元/t，能使煤炭资源大幅增值，同时将高硫低质煤由工业废品改制成高级化工产品。助溶剂生产基地。助溶剂是清洁甲醇汽、柴油的核心技术产品，调配清洁甲醇汽、柴油需要添加助溶剂，在全国可以建许多甲醇燃料助溶剂的工厂。 综上所述，在我国推广使用清洁甲醇燃料不仅能达到节约能源、促进环保的目的，还能带动相关产业发展，充分发挥地方资源优势，符合我国实际情况，意义十分重大而深远。3.3甲醇燃料与石化燃料比较的优势(1)甲醇之所以能够作为汽车燃料，是由甲醇本身的性质特点决定了它的优势地位。其主要表现在以下几个方面：抗爆性好。甲醇的辛烷值大于110，远高于普通汽油，因此与汽油混溶后，甲醇汽油辛烷值比同标号汽油提高35个单位，即90甲醇汽油的辛烷值单位在93以上，通常可以提高汽车发动机的压缩比，起到抗爆剂的作用，防止汽油机出现爆震现象。许多赛车使用甲醇燃料，就是因为热效率很高。理论混合气热效率高。甲醇的热值为19.9MJ/kg，只有汽油的1/2左右，但甲醇理论混合气的热效率却与汽油相当，这是甲醇能够成为汽车燃料的主要条件。以M15甲醇汽油为例，汽油里掺进15%的甲醇，混合燃料的热值有所降低，使发动机动力也有所下降，但经过提高热值的助溶剂复配后，明显提高了汽油的辛烷值，把90汽油提升为95清洁汽油。黑龙江鹤岗市在使用南阳基地生产的醇基燃料助溶增标剂后，经黑龙江检测，将90汽油提升到了99清洁汽油。M15混合燃料的弹筒热值为41.23MJ/kg，净热值为38MJ/kg，完全能够满足发动机的动力要求。山西省用大货车、油罐车试验，都得到了证实。着火限宽。汽油和甲醇的着火极限分别是1.4%6.7%和6.7%36.0%。甲醇的着火极限比汽油宽，因此甲醇燃料能够在较宽的混合气浓度范围内工作，不会因空燃比控制得不精确而导致烽火，保证发动机在更宽的混合气浓度范围内稳定工作，而且能使燃料燃烧更充分，这是改善排放和降低油耗的目的。(4)推广成本低。甲醇的蒸汽压力比汽油压力小，比重高，比汽油不易挥发上浮，着火危险性小；甲醇有优良的传导性，可以减少静电产生的危险，意外火灾可能性小，其生产、储存、运输和使用比石油燃料安全。甲醇燃料的凝点低，方便冬季使用。M15甲醇汽、柴油可以与成品汽、柴油混用，在不能加注M15甲醇燃料时，可以随时切换成品油，使用灵活、方便。另外，发动机改造和供应系统建设也是制约替代燃料推广应用的重要因素，如使用天然气、液化石油气等燃料都需要投入大量资金进行发动机改造和建设。使用高比例甲醇燃料或纯甲醇燃料也需要对发动机进行改造，但若合作中、低比例甲醇燃料，几乎不需要对发动机改造，也可以利用现有的燃料供应系统，原使用石油的机动车辆，除老、旧车和油箱特别脏的车辆需要清洗外，其他车辆无需进行清洗。因此，推广的成本很低，这是甲醇燃料推广应用的一个有利条件。3.4经济优势乙醇燃料是以玉米、蔗糖等农作物为原料，采用生物发酵方法生产，具有可再生性，排放也优于汽、柴油。但生产1吨乙醇需要3吨以上的粮食，大规模生产乙醇需要大量的富余粮食。另一方面，乙醇的生产成本很高，据测算，按以3.5吨粮食生产1吨乙醇计算，在玉米价格952元/吨时，乙醇生产成本为3897元/吨。高昂的生产成本，导致乙醇燃料的市场竞争力脆弱。而乙醇燃料的发展依靠财政补贴，加重了地方政府的负担。更严重的瓶颈是产能制约。中国人均耕地很少，剩余粮食不可能很多。2004年，中国进口了1亿吨石油，如果把乙醇作为主要替代燃料，那意味着至少3亿吨以上的粮食。一句话，乙醇燃料的发展受到资源和成本的制约，不适合大规模替代。燃料经济性是制约替代燃料推广应用的重要因素，甲醇燃料在经济性方面具有显著优势。目前我国汽油售价在4500元/t左右，而甲醇的生产成本仅为10001200元，市场售价为20002200元，甲醇的售价基本上是成品油的一半，比汽油低得多。即使考虑使用甲醇燃料时，燃料消耗率有增加的因素，使用甲醇汽油仍有一定经济效益。具体来看甲醇汽油市场价格比较：1吨M15甲醇汽油的比较,90汽油4500元/t，用汽油850kg，3825元；甲醇2200元/t用甲醇147.5kg，324.5元，助溶剂15000元，用助溶剂2.5kg，37.5元，M15甲醇汽油的价格为4187元/t，比成品油1t少313元。1吨M40甲醇汽油的比较：用90汽油600kg2700元；用甲醇393kg，865元，用助溶剂7kg，105元，M40甲醇汽油的价格为3670元/t，比成品油1t少830元。通过对比，可以看出了甲醇汽油的价格优势，其经济效益是显而易见的。目前，有的地方汽油已涨到5000元/t，汽油价格上涨的趋势还会继续，这样甲醇汽、柴油的利润会更大。4.甲醇燃料国内外的应用进展4.1甲醇燃料国外应用进展 甲醇汽油作为甲醇燃料的主要形式，开发及应用在国外开始于二十世纪70年代的第二次石油危机，从替代能源的角度考虑，德国、美国、日本等国先后投入了人力、物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发。在70-80年代期间，德国就推出了甲醇汽车，德国大众汽车公司还在中国推出M100甲醇汽车示范车。美国重点开发M85、M100专用甲醇燃料汽车。美国福特公司还开发了可使用甲醇与汽油以任意比例混合的燃料的灵活燃料汽车（FFV），这种车由燃料传感器识别成分，通过电脑提供发动机最佳运行参数，这样就不会受到加油站限制。目前FFV汽车在美国已经能大规模商业生产。日本对甲醇燃料的研究始于二十世纪80年代后期，进入90年代初期已有300多辆甲醇燃料汽车投入运行，他们将高比例的甲醇燃料用于轻型货车（由柴油机改造）。 4.2甲醇燃料国内应用进展我国对甲醇燃料的研究起步于二十世纪70年代初期，“六五”期间，国家科委与交通部、山西省共同组织，在山西省进行了M15-M25甲醇燃料的研究实验，共有480辆货车参与了试验及示范工作。在此期间建设了5个甲醇燃料加注站，并加入适量杂醇等助剂，在解决甲醇燃料的使用与汽油的相溶性方面积累了许多经验。“七五”期间，由国家科委组织，中国科学院牵头并由大专院校、汽车、环境、卫生等6部门参加组成了攻关组，重点对492发动机进行了扭距、热效率和尾气排放等技术进行了较为系统的研究，并且有3辆车参与了路试，各项试验指标均取得了较满意的效果。进入“八五”，由国家科委组织有关大专院校、石油、化工、煤炭、汽车、环境、卫生等8个单位，与德国大众汽车公司合作，共同进行高比例甲醇发动机和汽车的试验研究，先后共有14辆桑塔纳轿车参与了路试，其中有8辆车在北京累计行驶约150万km，并建成甲醇燃料加注站1个，目前仍有3辆甲醇汽车在运行，单车行驶最长里程超过了22万km，运行车辆性能良好。在此期间，还对德国大众公司的灵活燃料发动机进行了全面试验。对于低比例甲醇燃料的开发应用开展得也比较早，四川省从1980年起开始在汽油中加注低比例甲醇燃料，到目前有客车、卡车和小轿车近千辆在使用，实际运营情况良好，未发现重大技术问题。 到目前为止，山西是我国甲醇燃料的示范性试验较为系统并且已成为推广应用最快、规模最大的地区之一。并且对甲醇燃料的存储、输配、防腐、安全以及甲醇汽车的运营调度、维护保养、试验检测和故障排除等方面，均总结出了较为系统的技术规程和管理办法，为更大范围的甲醇汽车产业化示范提供了宝贵的技木和管理方面的经验。山西省自行研制成功的“华顿甲醇汽油”，在太原经23辆汽车试验运行5个月效果良好。并组织了卡迪拉克、凌志400、雅阁本田、富康、捷达、桑塔纳、金杯、解放140、微型车等十几种车型共23辆汽车参加试用，3个月销售使用20t，无一例不良反应。它不仅每t售价比国标号汽油低出200元至800元，而且二氧化碳等尾气排放平均降低了30%以上。此次检测认定，其各项指标均达到或超过同标号国标无铅汽油，环保与节能功效突出，取得较为理想的效果。 山西省甲醇燃料产业化示范运行及技术测定已进行了8年，醇醚燃料及清洁汽车已完全突破技术关，特别是以15的比例将甲醇掺入汽油中燃烧，无任何技术和环保问题，也不用改造发动机，加注燃料也不受地域限制。2002年山西省在太原、阳泉、临汾、晋城等4个城市进行了甲醇汽油产业化示范推广。到今年3月底，中石化山西分公司所属各试点城市石油公司已新建和改建了100座加油站销售甲醇汽柴油。山西佳新公司生产的M85M100甲醇燃料公交车和城际公交车先后在阳泉、太原至晋中等地投入运营；大同云岗汽车集团公司全甲醇燃料装置在省内外改装在用车的数量已达1000辆，年燃用甲醇1万多吨。全省累计使用甲醇汽油的机动车达到了近50万辆次，涉及近50种车型，共消耗甲醇汽油12192吨，使用变性甲醇1836吨。 经过多年的研究开发，我国在甲醇燃料的开发及应用方面已具有了一定基础，在汽油中掺入5、15、25和85的甲醇及用纯甲醇（100）作为汽车燃料的试验研究方面已进行大量实质性工作，特别是低比例掺烧甲醇，汽车无需做任何改动，可直接掺人汽油中使用。 5.甲醇燃料的推广阻力虽然甲醇燃料在一定范围内得到推广应用，但目前尚未得到大规模的应用，同乙醇燃料相比，推广较慢。主要阻力如下： 尚有争论 2004年7月12日，全国人大法律委员会向国务院提交了一份发展煤基醇醚燃料是我国替代石油的根本出路的建议书，温家宝总理对此非常重视，7月15日批示国家发改委和科技部对此问题提出意见。科技部对发展甲醇燃料表示支持，而发改委则出具了甲醇燃料热值低、成本高、经济性低、腐蚀性大、毒性大等相反的意见。 立法滞后 以山西省为例，经过这么多年的努力，司机们担心的腐蚀、动力、安全，以及政府担心的环保等问题已经基本解决了，现在甲醇燃料推广难的原因主要是无法可依。乙醇燃料得以真正迅速推广的原因是其立法超前关于车用乙醇、变性乙醇的国家标准早在乙醇燃料试验之前就已诞生，因此乙醇燃料在市场推广、成品油输配过程中都有法可依。而在甲醇燃料的开发过程中更多注重了实践，忽视了立法问题，导致了政府决策时底气不足，政策迟迟不能到位。触及原有利益分配格局 如目前中国车用燃料汽油、柴油主要由中石油、中石化两大集团垄断，部分人受自身利益驱使，夸大甲醇燃料的毒性、腐蚀性，干扰甲醇燃料的推广。 又如按照山西省政府有关文件规定，煤制甲醇代用燃料汽车免征有关费用，但一些路政部门出于自身利益，不执行这些有关文件规定，大同市公交公司的甲醇汽车就曾因为没交客运费而被路政部门禁止上路，于是围困给他们安装全甲醇M100燃烧装置的山西大同云岗汽车集团以求解决。配套工程没有跟上如目前汽油、柴油在全国各地已形成加油网络，方便、快捷，服务周到。若要大面积推广使用甲醇燃料，就需要建设一个完整的产、运、销、储系统，主要包括对部分化工厂的技术改造、新建销售网络等，特别是要在各地新建加甲醇站或在加油站旁增设加甲醇的装置，还要对司机进行培训。又如甲醇燃料电池的接口改造，新电池体积增加带来的产品重新设计问题等，都需要包括手机、手持类测量仪器及电动玩具等下游企业的协作和支持。企业的创新意识不强如大连化物所开发出的甲醇燃料电池亮相博览会却无一家电池企业敢“吃螃蟹”与之签约。现在一些企业虽然也强调科技兴厂，但接受科技成果向生产力转化仍缺乏勇气和胆识，产品依然是低端的“大路货”，虽然也打进了国内外市场，靠的却是数量和价格。 6.市场前景6.1专家观点据了解，围绕甲醇燃料能否充当替代燃料问题的争论主要有两方面：一是环保问题，二是安全问题。以全国政协常委、原机械工业部部长、中国机械工业联合会名誉会长何光远为代表的专家学者认为，近年来，我国在甲醇燃料生产和应用技术方面，已经赶上了世界先进水平，并且在山西等地积累了许多成功经验。从经济性、环保性以及安全性的角度出发，甲醇燃料具有明显优势，是合理、清洁的替代燃料，应该和乙醇燃料一样得到公平的待遇。有关毒性问题，他们认为只要遵守正确的操作规程和安全的使用规范，就不会影响人们的健康。在排放问题上，更多专家列举了大量数据阐述了甲醇燃料在环保方面的可行性。针对腐蚀问题，主张推广甲醇燃料的专家学者们的观点是，甲醇燃料对于材料的腐蚀问题已经解决。目前采取的办法是使用防腐蚀材料或添加燃料腐蚀剂、甲醇汽车专用机油等。 争论的另一方认为，虽然甲醇汽油试验了这么长时间，但其中还有很多问题有待解决，之后才能真正与市场见面。他们提出，甲醇汽油在价格成本方面占有一定优势，但目前在环保方面的优势并不突出，有一些关键技术问题没有解决，国家从能源替代的角度应该进行大量的试验和示范，需要用数据说话。更多专家表示，甲醇汽油能不能推向市场要采取科学的态度，要经过能源多样化、节约能源、环保、市场可行性等方面的论证与试验，现在推广时机还不成熟。由于存在争议，目前国家还没有将甲醇燃料列入能源发展规划中。对此，各方人士一致表示，针对甲醇燃料立法并建立统一的标准是当务之急。6.2市场预测6.2.1汽车高速发展已成必然趋势从世界各国社会经济发展的一般规律看，人均GDP达到1000美元左右，汽车进入家庭的趋势开始形成，中国汽车的发展也基本符合此情。近年来在沿海地区和大城市，人均GDP比全国平均值高很多，私人汽车的发展来势甚猛。中国汽车已开始进入高速发展期，连续5年保持两位增长，近两年汽车销售量年增长率已超过30%，2002年销售超过300万辆，2003年达439万辆，汽车产量已跃居世界第4位，销售量第3位。国内外专家都已看到，中国将是世界最大的汽车潜在市场。对此市场作过估计，认为其汽车保有量将会达到1.5亿辆，其中商用车约占60%，轿车占40%。我国城乡商用车和较高收入户的轿车市场都将是很巨大的。根据中国汽车技术研究中心、国务院研究发展中心和清华大学等预测，2010年汽车保有量可达50006000万辆，2020年将达到11.5亿辆。2020年的保有量如为1.25亿辆，则总量将名列世界第2。从以上对汽车发展的估计看，车用油需求的增长也将是十分巨大的。据权威部门的估计，中国2010年约需车用汽柴油1.15亿t，2020年约需2.16亿t。如按石油炼制的产油率（汽柴油总和）为55%计算，则分别约需原油2.1亿t和4.1t。考虑到石油在车用中比例的变化，估计到2020年石油的总需求将可能超过6亿t。而中国2020年石油产量已很难超过2亿t/a，届时缺口量将是十分巨大的。中国石油进口量连年增长，已经超过了公认的国家能源安全的警戒线，且经济负担加大。采取何种途径解决此供需的巨大矛盾，将是保证我国能源安全的重大问题。汽车高速发展后带来的城市空气净化等环境问题也日显严重。面临这两大潜在危机，我们不能再重复发达国家过去曾走过的路，从现在起就应抓紧开发清洁代用燃料，走出一条自己的发展道路。目前中国汽车工业的迅速发展，充斥的都是世界各大汽车公司以石油为基础的汽柴油为燃料的车型，选择出一条符合中国国情的清洁代用燃料和清洁汽车路线，才有可能走出一条有自主发展和有特色的汽车工业路线，并能保证百年以上的燃料安全供应。甲醇燃料除了具有良好的燃烧性能和环保效果外，更重要的是产品价格以及储运等费用方面也具有竞争优势，因此市场前景看好。随着我国甲醇燃料示范规划的成熟及推广工作的进行，未来甲醇燃料的消费量将显著增加。根据我国汽车工业发展趋势预测，到2008年我国的汽车保有量将突破3000万辆，对汽油的消费需求也将有较大增长，预计在今后5年内汽油消费递增保持在5左右，到2008年我国汽油消费量将超过5000万t。如果全国40范围内推广M15甲醇汽油，其消费量将达到300万t左右。另外，M85100甲醇汽油发动机及汽车的开发工作也在推进，如果能在部分地区进行示范应用成功，5年后将推广达到2左右的应用范围，其年消费量也将超过100万t。近年来甲醇车用燃料己经引起了广泛的关注，预计到2010年甲醇燃料对甲醇的总消费需求将超过400万t，使甲醇燃料在甲醇总体消费中的比例将超过40%。 另一方面，甲醇燃料电池的市场同样不可忽视。在国际上，由于氢燃料电池系统的能源利用达到60（现在最好的发动机的利用率才仅有20多），燃料电池系统的制造成本比发动机低得多，也容易得多，而且燃料电池汽车除去