一種經濟低碳、節能環保工業爐燃料第二代符合改性甲醇燃料團體標準的新配方技術,由海南省海洋油氣研究所占小玲創新成功。這是占

一種經濟低碳、節能環保工業爐燃料第二代符合改性甲醇燃料團體標準的新配方技術,由海南省海洋油氣研究所占小玲創新成功。這是占小玲繼2020年發明第一代符合國家標準的《爐用燃料油》技術后，又一次進行后續改進，創新出第二代改性甲醇燃料新配方技術。

2022年03月17日國家團體標準T/CERS 0001-2022《工業用改性甲醇燃料》發布并實施，該標準在引言中提到：“……工業用改性甲醇燃料是通過科技手段使改性甲醇燃料消除了甲醇作為燃料的副作用，可供工業鍋爐、窯爐、陶瓷爐、冶煉爐等使用，是經濟、節能、環保的新型工業用燃料。”

占小玲憑借30多年對甲醇燃料的研究經歷，根據該T/CERS 0001-2022民用改性甲醇燃料團體標準的“術語和定義中”規定：“工業用改性甲醇燃料：在工業甲醇中加入一定比例的改性劑和熱值劑制備而成的改性甲醇燃料”，研發出以下改性甲醇燃料配方。

據2021年05月11日 【人民資訊】報道，題為《聚焦第二屆世界內燃機大會！專家‘論道’甲醇燃料應用》。4月21日～24日，第二屆世界內燃機大會在濟南舉行，來自全球線上線下2000多名專家學者和行業代表，圍繞內燃機的可持續發展及節能減排展開了深入研討。甲醇作為消納二氧化碳和氫能最佳載體，以常溫常壓液體、低碳清潔的本質，被業界視為重要的可再生新型清潔燃料。甲醇原料來源豐富，在自然界有“萬物生甲醇、甲醇生萬物”的生態特點，甲醇作為燃料，同時還具備較高的經濟性、安全性、環保性、可靠性和適用性，在原有常溫常壓液體燃料儲備、輸配送和加注體系的基礎上，增加甲醇燃料加注功能，僅需在增加（或者替換）部分基礎設施以及防腐蝕的專用密封零件，此舉投資少、改動小、見效快，普及容易，時效性迅速。甲醇燃料在鍋（窯）爐、低熔點合金冶煉、醫藥制造、甲醇生物化工、農副產品烘焙、煙葉烘烤、果蔬大棚二氧化碳氣肥機、炊事餐飲、北方農村冬季取暖替代散煤燃燒等熱力燃燒領域的推廣應用，同步推動了甲醇燃料輸配送體系，瞄準最后一公里配送的服務體系建設，開展運營管理和服務創新。由于甲醇燃料更加清潔、更加安全、更加高效且來源更加廣泛，非常符合國家保障能源安全的戰略發展方向，未來前景可期。不過，世界上沒有任何一種能源方式可以覆蓋所有應用場景。多種能源互補、多種能源形式并存，才能從根本上滿足我國未來的能源發展需要。

《中國環境與發展國際合作委員會》的一份報告以及國內外的一些權威文章中,已經明確提出:“若干年后,甲醇燃料將占壓倒其他燃料的主導地位,直到新的更好的燃料真正開發出來和投入實際應用。”毫無隱晦地亮明“后石油時代初期惟有甲醇燃料甲天下”的觀點,以解能源、環保等有關部門以及廣大消費者關于替代石油清潔燃料的憂慮。同時堅定甲醇燃料開發者的信心,盡早發揮我國的優勢,開發煤制甲醇燃料投放市場。煤制甲醇燃料這條路線,不僅在我國必然要推行,在富煤的美國、南非及其他國家也必將要推行。在秸稈或其他碳氫化合物制甲醇的技術問題更好地解決后,或隨著“液態陽光-甲醇”的不斷發展壯大，全世界所有國家也將會走這條甲醇燃料路線。

目前甲醇燃料主要有三種類型：醇水型燃料、醇烴型燃料、醇醚型燃料。其中醇水型熱值低達不到團體標準；醇醚型的甲醇甲醚燃料暫無標準可依不能合法經營；醇烴型燃料在甲醇中加入烴類物質來提高燃料的熱值，并加入助溶劑使甲醇與烴類混合。但是，加入烴類的改性甲醇燃料隨著溫度升高，其飽和蒸氣壓將成倍增加，危險性也大幅度增加，同時低溫下極易分層不穩定。在配方的研發上，為了避免上述三種類型燃料的不足，攻克了一種熱值既能達到團體標準，又不會增加飽和蒸氣壓而導致爆燃事故，與以上三種類型燃料截然不同的創新改性甲醇燃料安全配方。

據不完全統計，我國現有62萬臺燃煤鍋爐，每年燃煤7億噸。污染物排放主要監測為PM2.5、PM10、臭氧、SO2、NO2、CO六大指標，現在的爐窯(工業鍋爐、窯爐、爐灶)燃煤和機動車燃燒傳統汽柴油是主要貢獻者。當前甲醇燃料爐窯的優勢比較突出。甲醇燃料爐窯燃燒系統可替代煤炭、柴油、天然氣、液化氣、電等加熱爐窯。面對石化能源的枯竭，甲醇燃料是最有潛力的新型替代能源，深受各國企業組織的青睞。因此，改性甲醇燃料的問世，完全可以被市場接受，將會受到廣大用戶的好評。作為一種新型清潔能源，改性甲醇燃料的原料來源渠道很多。相比石化燃料，甲醇低碳，其燃燒產物為水和二氧化碳，一氧化碳實測濃度大大降低，不含二氧化硫和氮氧化物，對節能減排具有重大意義，應用前景十分廣闊。目前市場上甲醇燃料的生產和應用多數規模較小，小作坊較多，符合國家團體標準的合格改性甲醇燃料將推動其大規模應用是首要因素。

改性甲醇燃料的燃燒特性包括其熱值、與空氣燃燒的理論空燃比、理論體積分數 最小點火能量、 最大火焰傳播速度、與空氣燃燒的最低與最高極限范圍等一系列因素。由于甲醇具有極性,而且液態甲醇分子之間有強的氫鍵的相互作用,結合成較復雜的分子,這種分子稱為締合分子,這種作用稱為締合作用。締合作用是可逆的,進行締合時放熱,而要減弱或者破壞這種締合,必須給予較多的熱量,因此甲醇汽化時需要較多的熱量。甲醇的汽化潛熱是汽油和柴油的3～4倍。當燃料與空氣混合成混合氣體時,燃料汽化時吸熱,對空氣-燃料混合氣起冷卻作用。對于理論空燃比混合氣在完全絕熱蒸發時,汽油/空氣混合氣溫度將下降21.6℃,柴油/空氣混合氣溫度將下降20℃,而純甲醇混合氣則將下降約122.4℃，實際上由于溫度較高的周圍管壁傳熱,混合氣的溫度下降得沒有那么多。因此,單位質量的甲醇燃料燃燒產生的熱值要低于汽油和柴油。 燃料的熱值有高熱值和低熱值之分。高熱值是指燃料完全燃燒后發出的熱量加上燃燒產物之一的水蒸氣冷凝后放出熱量的總和,它是燃料完全燃燒后所能發出的總熱量。低熱值則是指高熱值減去水的汽化潛熱后的熱值，所以燃料的熱值常用低熱值表示。甲醇的最大火焰速度比較高,甲醇的最大火焰速度僅次于氫和乙炔等常用燃料,而高于醚類、汽油和航空燃料等。點火能量是衡量燃料點火性能的參數,能量越小的燃料在使用時越容易點火。甲醇的最小點火能量僅為O.140MJ,屬于點火能量比較低的燃料。如何提高甲醇的燃燒值是關鍵，通過在甲醇中添加熱值劑來提高甲醇的燃燒熱值，在熱值劑中釆用添加一類具高密度、高熱值、低冰點和高熱安定性的增熱、高熱材料方法來提高熱值。同時添加多功能綜合添加劑的改性劑來解決甲醇的副作用和低溫點火啟動問題。在此基礎上進一步研發了一種高強度氧化劑，具有一次燃燒，多級反應，熱量倍放的功能，能明顯提高爐膛溫度，大大增加燃料的熱值和亮度，由此解決了工業燃燒機使用改性甲醇燃料的技術性難題，為改性甲醇燃料的規模使用提供了有利條件。

2021年3月29日，《中國甲醇燃料行業調研報告（2020）》通過線上發布，受到了業內的普遍關注。改性甲醇燃料熱力應用，是以甲醇為主與改性劑/熱值劑為材料進行調配，直接在特定設備上燃燒，以獲得熱能用于生產和生活。按照熱力燃燒使用的專用器具不同，分為兩大類：一是在鍋爐、家用采暖爐和窯爐的燃燒器上應用，主要用于冬季取暖、生活熱水、工業生產等領域，替代燃煤、燃油、天然氣等燃料；二是在專用灶具上應用，主要用于各型灶用設備，替代液化石油氣、天然氣、煤等灶用燃料。目前國內企業已研制出35蒸噸鍋爐的甲醇燃料燃燒器，同時部分企業順勢研發推出小巧便捷的甲醇燃料壁掛爐，供暖面積可達100平米～2400平米，可適用于家庭、單位和小型酒店等，安裝簡單且費用低，運行成本小，升溫快速。目前多地政府給予了民用采暖爐經濟補貼，提高了民眾的安裝積極性。2019年山西省鍋爐、家用采暖爐及窯爐用甲醇燃料年消耗量達到35萬噸，是全國該類別甲醇燃料消耗最大的省份。山西省各級政府給予了強有力的政策支持，從地方標準、產業規劃、政策支持、金融優惠等方面，在執行層面從上至下引導當地能源結構轉型，有序推進以醇代煤項目。工業窯爐主要是以用固體、液體或氣體燃料在窯爐內燃燒產生的熱量對工件進行加熱。工業爐窯廣泛應用于鋼鐵、焦化、冶金、建材、石化、化工、機械制造等行業。受我國能源結構局限，直到本世紀初，我國的工業窯爐仍是以煤、石油焦、渣油、重油等為主要燃料。新世紀之后，隨著國家各項政策推動，能源結構得到變化，基礎設施逐步建設完善，環保要求與監管力度極大提升，傳統燃料工業爐窯逐漸被改造或拆除退出歷史舞臺。

2017年，開灤煤礦范各莊礦（中國煤炭工業第一礦）取暖鍋爐完成了80蒸噸鍋爐煤改醇工程，保障礦區54萬平方米冬季取暖和礦井作業供熱保溫。2019年，甲醇燃料應用玻璃微珠焙燒，通過燃燒工藝創新和甲醇燃料應用，提高熱效率，增加產能200%，降低單位燃料成本20%。陶瓷行業，由于甲醇燃料純凈、成份穩定，陶瓷燒結出釉色更加鮮艷，許多傳統難燒的釉彩使用甲醇燃料，燒成率大幅度提高，比如“郎紅、祭紅”，在原燒結成功率6%—8%的基礎上，可以提高20%—30%。在此基礎上，錫礦冶煉、鋁錠熱壓鑄等低熔點合金領域，甲醇燃料由于自身的低碳特點，正在窯爐燒結和焙燒行業被廣泛應用。在三北（東北、華北、西北）地區冬季取暖替代散煤燃燒方面，甲醇燃料被逐步推廣。甲醇燃料：醇-電互補、醇-光伏發電互補、醇-太陽能熱水互補、醇-生物質燃燒互補等適應的燃燒器，已經成為上述地區遵照因地制宜的原則，正在被廣泛關注和列入首選的技術路線和方案。

目前，我國煙草煙葉密集性烤房超過220萬座，年消耗煤炭1800萬噸，推廣甲醇燃料替代煤炭烘烤煙葉，一是提高煙葉品質，二是替代煤炭消耗，三是有效治理煙葉烘烤地區環境。在農業工程中，為田間植保作業的無人機應用甲醇燃料，實現了環境友好和使用安全。為果蔬大棚植物提供溫度、濕度和二氧化碳濃度的氣肥機，為果蔬大棚種植業提供了科學支撐下的豐產豐收。在三北地區冬季取暖設備中，添置甲醇燃料炊事灶具，可以為農戶提供清潔能源在炊事餐飲環節的應用服務。甲醇燃料烘焙技術，被應用在果蔬和食品烘焙后，正在橡膠、蟲草花、辣椒、花椒烘干領域被推廣采用。生豬養殖場，規定所有運送物資的車輛，進入養殖場，必須進行洗消。消殺溫度70攝氏度，保溫30分鐘以上，以有效殺滅非洲豬瘟病毒等病毒。過去按此規定實施，選用煤鍋爐加熱增溫，需要2小時，耗時耗材。用甲醇燃料燃燒器增溫，不僅大大減少增溫耗時，還有效減少了能源消耗，更主要是實現了環境友好。甲醇燃料催化制熱系統裝備（指無火焰甲醇燃料催化反應制熱技術和裝備），以其特有的無火焰技術，為用戶提供輸出溫度在400-800度之間的熱量，更可以有效地預防火焰災害。該技術和裝備將是工業取暖、汽車維修烘烤房、農村幼兒園、養老院、衛生站、鄉村辦公區最佳的取暖選擇。我國廣大農村，在政府精準扶貧、美麗鄉村建設的大背景下，在鄉村振興和邁向小康的進程中，他們既不會等待電力增容后充電樁的到來，也不會奢望加氫站的普及建設，更不會繼續忍受動力電池冬季能量衰減的焦慮。當他們從冬季取暖、工業鍋（窯）爐、農業工程、種植保護、畜牧養殖和日常生活中全面使用甲醇燃料，和對甲醇燃料認知并熟悉后，在選擇作為交通工具和生產工具的汽車產品時，相信甲醇燃料汽車一定會進入是首選名單。因為那里有已經普及的甲醇燃料配送體系，有健全的加注體系。更為關鍵的是，三北地區的經濟發展與環境友好同等重要，甲醇燃料應用將會被列入是小康生活的首選。為此，可再生能源甲醇燃料，將在熱力燃燒領域被廣泛應用，這是現實，更是不爭的事實。

2019年，甲醇燃料被寫入《世界燃油規范》。甲醇替代石油，不僅開啟了人類走向低碳清潔能源的新進程，而且將強勢沖擊石油美元體系。去年，由歐盟、德國、美國、日本等汽車和發動機協會聯合組織的世界燃料標準委員會（WWFC），共同編撰的第六版《全球燃料規范》，除了原有的汽油和柴油的規范外，在其中增加了甲醇燃料規范。規范中甲醇燃料質量分三類（3，4，5類）,3類---基礎甲醇燃料質量，用于沒有排放控制的天然氣汽車和發動機，也用于當量比強制點火的帶三元催化器的汽車和發動機。4類--較高甲醇燃料質量，用于帶先進廢氣后處理裝置的發動機或有性能強化要求（高壓縮比強制點火）的發動機和汽車。5類--最高甲醇燃料質量，用于帶最先進后處理裝置和性能最強化的天然氣汽車和發動機。5類甲醇燃料要求有最高的甲醇含量（MN>75）和能量指數(Wobbe指數WI>46MJ/m3)。同時具有更遠的行駛里程和更高的燃料效率。世界各國都來中國了解甲醇燃料應用實際情況，采購使用甲醇燃料的交通工具。《國際船舶網》報道稱，11月19日，廣船國際與瑞典PromanStena航運公司簽署了4艘49990噸甲醇雙燃料油輪建造合同，其中兩艘實船建造合同當即生效。這是國內造船企業承接的首例采用甲醇雙燃料動力的新型船舶。更為關鍵的是，過去一直被當作化工原料的甲醇，2019年其替代石油燃料的地位獲得全球學術界認可。2019年美國SAE出行創新大會上，出席大會并作報告的發動機專家都不約而同地談到了一個詞“甲醇燃料”。“出行創新大會”熱點話題和《全球燃料規范》（第六版）納入甲醇燃料，相當于在全球范圍內承認甲醇作為燃料已是不可缺少達成共識。與傳統化石燃料相比，甲醇是真正的低碳清潔燃料。從環保角度講，甲醇作為燃料含一個碳，汽油含7～13個碳，柴油含14～22個碳。同時，汽油、柴油由于燃燒不充分，會產生一氧化碳，以及碳氫化合物、氮氧化合物等。相比之下，甲醇就顯得‘單純’的多了。至此，中美能源對弈的大局已然明朗：中國因地制宜發展甲醇燃料，直接目的是節能減碳，深層目的是保障國家能源安全，最終目的是打破美國石油壟斷地位，改寫世界能源格局，推動人民幣國際化。甲醇替代石油，將大大加速人民幣國際化進程。因為“美元石油”是綁定關系，產油國只接受美元支付，所以其他國家必須先拿自己的工業品換美元，再拿美元買石油。簡言之，只要石油是必需品，美元就是必需品。中國石油對外的依存度已經超過了70%，如果用甲醇替代石油，中國就會節省大量外匯。中國是世界最大的甲醇生產國，最大的甲醇消費國，更是甲醇定價國。從長遠看，中國發展甲醇替代石油戰略，將使得中國的國際能源話語權大幅提升。同時，如果其他受到石油制約的國家把甲醇作為替代能源，走能源多元化道路，那么不僅破掉了石油美元的局，而且有助于推進人民幣快速走向國際化。從石油到甲醇，能源結構的變化，意味著化石能源時代走向結束，清潔低碳能源的新時代正在到來。這背后是石油美元體系將走向衰落，人民幣甲醇體系逐步建立和鞏固，多元化能源結構帶動世界經濟格局多元化。

中央提出“碳達峰、碳中和”目標是能源發展的大方向，但我國是以煤為主的能源大國，實現“雙碳”目標，不能離開中國的國情，必須處理好履行減碳承諾與保障能源供給安全的關系。在實現“雙碳”目標的過程中，我國仍然要在較長時間內使用煤炭，以保障經濟發展所需的能源供給。但是今后對煤炭使用必須走清潔化使用的路子。通過煤制甲醇，用甲醇替代直接燃煤和車用燃料是保障能源供給安全和煤炭清潔化利用的重要途徑。發展工業用改性甲醇燃料是保障國家能源安全，促進煤炭清潔化利用、緩解環境生態約束、打贏藍天保衛戰的一項重大戰略舉措。

占小玲研發的工業用改性甲醇燃料配方，其質量符合T/CERS0001-2022改性甲醇燃料團體標準，從而克服了高比例M90改性甲醇燃料的工業器械低溫啟動困難、腐蝕、磨損、溶脹、熱值低等存在的諸多問題。因此，業內人士認為，第二代新配方M90改性甲醇燃料的擴廣應用，有效的助力實現“雙碳”目標，具有廣闊的市場前景。

只有甲醇最低碳，只有甲醇最便宜，只有改性甲醇燃料原料最豐富、最廉價易得，這種既有環境效益又有經濟效益、利國利民有利可圖的搶錢項目，誰不想干呢？