文|能链研究院 

在减碳方面，人们曾给予过甲醇足够的重视和地位，不乏溢美之词，但直至今天，甲醇燃料汽车、甲醇重整制氢燃料电池汽车，才等来了机会。

对大众来说，甲醇汽车、甲醇燃料电池是一个陌生的概念。但实际上，甲醇汽车在中国的发展已经有40多年的历史，自“六五”以来，国家就在不同程度上，试图将甲醇与汽车绑在一起，并进行相关研发、试点城市的示范应用。

2021年、2022年是电动汽车在中国“大行其道”的两年，销量分别为352.1万辆和688.7万辆，以甲醇为燃料或重整制氢的汽车路线，被突然大爆发的电动化大潮淹没。

但如果将时间退回到2013年，夸张一些说，电动汽车与甲醇汽车尚在伯仲之间。

2013年，电动汽车在国内的销量只有1.76万辆，远没到燎原之势。2012年，前后脚的甲醇汽车正式在陕西、山西和上海三地开展试点工作，甲醇的轿车、客车、商用车、微型车共281辆投入运行。两年后的2014年，工信部将贵州、甘肃纳入全国甲醇汽车试点城市，在山西、陕西和上海之后扩大为“四省一市”。

彼时，行业里甚至认为，甲醇汽车虽不能与电动汽车并驾齐驱，但至少可以占据一席之地。

底气恰恰来自于甲醇本身。

01 甲醇：会成为人类的重要燃料？

甲醇的学名为羟基甲烷，俗称“木精”，一个甲醇分子只有一个碳原子，汽油有6-12个，柴油10-22个，因此被称作“清洁的煤”，“廉价的油”、“移动的电”、“液体的氢”。

低碳含氧富氢，甲醇热值低，辛烷值较高，是公认的清洁能源，而且甲醇生产原料来源丰富，主要由天然气和煤炭生产，具有清洁、高效、可再生的特征。

十多年前，诺贝尔化学奖得主、有机化学家乔治·奥拉曾在《跨越油气时代——甲醇经济》中，提出一个解决能源危机的新场景——在油气之后，甲醇将成为人类未来的重要燃料之一。

目前，甲醇的全球需求量已达到1.07亿吨，10年间翻了一倍。中国是世界上最大的甲醇生产国和消费国。2021年，中国甲醇产能、产量分别为9743万吨、7765万吨，2021年中国甲醇消费量8211万吨。

1.35吨煤就可以制1吨甲醇，成本低廉。如果是来自于非化石能源的绿色甲醇，每兆焦热能的碳足迹仅为10g二氧化碳。而且绿色甲醇还是非常重要的固碳载体，绿电通过“电解水制氢+碳捕集利用”，生产1吨绿色甲醇可消耗掉900公斤环境中的二氧化碳。

在交通场景中，甲醇就如一块等待被人发现的美玉。

目前，甲醇仍以煤、天然气制为主，是重要的化工原材料，下游需求以甲醇制烯烃、醋酸等为主，占比51%，来自于甲醇燃料的需求只占16%，远没有扛起低碳的重任，更没有在交通能源领域占到所期望的位置。

不过，转机正在出现，机会就来自于热度持续升温的甲醇重整制氢。

02 甲醇重整制氢大有用武之地

甲醇作为直接燃料，在交通场景下的应用和发展速度，远比想象得难。但搭上重整制氢燃料电池的顺风车，就有了很大的想象空间。

在交通减碳这条路上，电动汽车、甲醇汽车、氢燃料电池汽车是不同的技术路线，每一条技术路线都涉及到相应产业链的技术突破和攻关，最终哪一条路线能跑出来，取决于技术自主化能力、经济性、性能、减碳效果和用户体验。

电动汽车能快速上位并放量，来自于锂电池、光伏风能等上技术的不断精进，让电动汽车在续航能力、充电速度和综合使用成本方面，占到了优势地位。

不像时下关注度高的甲醇制氢燃料电池汽车，甲醇内燃机汽车没这么好的运气。

以四省试点之一的贵州为例，2015年首批甲醇汽车投放贵阳试运行以来，8年时间长跑，截至今年2月，贵州累计投运超过1.84万辆，建设运营甲醇加注站80座，年消耗甲醇25万吨。在所有试点中，贵州甲醇汽车保有量最大，覆盖商用车、出租车、专用车等，占了全国总量的三分之二，开创了“贵阳模式”。

吉利汽车在这一领域潜伏长达17年之久，是甲醇汽车产业化方面的重要推动者，先后开发了20余款甲醇乘用车、商用车，累计投放市场2.7万辆，这一数量级甚至超过了氢燃料电池汽车的规模。特别是甲醇重卡，在新疆、青海、山西、内蒙、陕西、甘肃、贵州等富醇区域推广力度较大。

但甲醇内燃机汽车的发展现状并不理想，特别是与电动汽车放在一起，不可同日而语。

不过，随着氢能产业的加速和政策持续加码，甲醇作为能源转化中枢的角色，有了另外一个重要应用场景——甲醇制氢、甲醇重整制氢燃料电池汽车，并看到了与氢燃料电池汽车、电动汽车同台竞技的机会。

东方不亮西方亮，甲醇与氢能的“伴生”关系正在被发现，并得到重视。

在绿氢大势所趋下，未来，来自于三北风光大基地的绿电通过电解水制氢，可以源源不断输运到全国，但碰到的最棘手的难题就是氢气的储存、运输和加注成本过高，仅运输环节，就占到整体成本的30%。

在氢气的储运环节，高压气态氢气使用长管拖车，目前是主流的运输方式，但装卸时间长、性价比较低，运输半径和能力受限，20MPa单次运输300公斤氢气，而且只适用于低于150公里的短途，一旦超过成本会急剧抬高；液氢可长距离运输，主要用槽车，但需冷凝到零下253摄氏度，既受运输设备成熟度影响，成本又偏高。

相比，长距离的管道输氢的经济性最好，但在加氢站数量少、密度不够的前提下，大规模投建输氢管道，显然不划算。固态储氢的技术才刚刚突破，离商业化应用还远。

可见，优化储运方式，是氢能规模化应用的前提，甲醇可能是当下的“最优解”。

甲醇几乎是唯一的常温常压下为液态的清洁能源，其体积能量密度是氢气的1446倍，是液氢的1.84倍，甲醇的储电能力是5.48Kwh/kg。以甲醇为高密度储氢载体，每吨甲醇与水重整，可以制备超过180公斤的氢气，比气态、液氢储运，具有更高的储氢能量密度。

利用甲醇载体，氢的运输成本能降至原先的一半，长距离的话成本可能差10倍以上，经济性得到大幅提升。

而且，甲醇储、运、用技术成熟，安全高效，不仅成本低，还能复用传统油气供应链和零售终端基础设施。通过将甘肃、内蒙、吉林等产能大的地区生产的绿氢转换为甲醇，就可以储运到全国各地，进行重整制氢。

03 甲醇制氢燃料电池汽车，会打开另外一扇窗吗？

现阶段，这会不会成为推动氢能规模化应用的又一个新风口？其中，有两条路径受到关注。

其一是甲醇制氢加氢一体站，满足氢燃料电池汽车的补能需求，比如氢能重卡、氢能客车等；

其二是甲醇在线制氢燃料电池汽车的新技术路线被提出来，与上文中的甲醇燃料汽车不同，该路线可直接加注甲醇，在线重整制氢，并与质子交换膜燃料电池高度耦合在一起，实现氢气的即产即用，制氢发电，驱动汽车。

前者已经开始落地应用。今年2月份，中国首个甲醇制氢加氢一体站投用，每天可产出1000公斤的高纯度氢气，制氢装置占地面积小，只需要64平米（传统制氢装置需要500平米），项目建设周期短。如果综合考虑制、储、运成本上的节省，相比传统加氢站的方式，成本可降低20%以上。

而且一公斤氢气仅耗不到2度电，远低于电解水制氢的60度电。

随着成本优势凸显，站内制氢的制氢-加氢一体站正越来越受到政策的支持，山东、广东、上海、河北等多个省市接连出台“站内制氢”配套地方政策、标准。

后者同样拥有一众拥护者。爱驰汽车旗下全资子公司氢驰动力，博氢新能源、吉电股份等是首批探路者，他们提出了甲醇重整制氢燃料电池汽车的新路径。

相比传统氢燃料电池汽车，甲醇在线重整制氢，没有加湿器、中冷器、氢气循环泵、高压储氢罐及减压阀等部件，系统体积只有传统氢燃料电池系统的50%。

安全性方面，传统燃料电池系统的高压储氢容器属于压力容器，存在超压爆炸风险，充装时也存在过热、泄露等风险。

碳排放方面，由于目前燃料电池汽车使用的氢气来源大部分为灰氢，其全生命周期碳足迹要高于甲醇重整燃料电池汽车，后者如果是绿色甲醇，优势更为明显。

此外，补能时间上，甲醇重整制氢燃料电池汽车添加的是液态甲醇燃料，等同于汽柴油；能量密度上对比的话，甲醇的能量密度也高于锂电池，意味着更长的续航里程；同等功率下，甲醇燃料的重量低于锂电池，能载更多的货物，更适合商用车场景。

曾经，替换燃油车的技术路线有多种选择，甲醇内燃机汽车也被期待过，但任何技术路线的演进都是动态的，低碳、技术突破、经济性、性能、政策支持等都是影响因素。

所以说，在电动汽车、氢燃料电池汽车之后，甲醇重整制氢燃料电池汽车会打开另一扇窗吗？只能说，多一种选择并非坏事，但技术路线之争更像是长跑，市场最终会给出答案。

参考资料：

【1】李书福14年甲醇汽车梦，马上就要实现了？

【2】全球甲醇市场分析报告：2023年全球甲醇市场现状与前景分析