第1章 緒論
1.1 我國面臨的能源危機和環保問題
1.1.1 關于油氣能源危機
關于我國面臨的油氣能源危機,是一個切實存在的問題。據《東方財富網》2016年11月18日提供的資料,2012年我國原油對外依存度達56.5%,超過當年美國原油對外依存度的53.5%。2015年我國的原油消費量為5.6億噸,其中3.28億噸依賴進口,對外依存度達58.6%。另有2990萬噸燃料油進口,不包括在原油進口的數量之內。另據《甲醇時代》提供的資料,2016年國產原油19969萬噸,進口38101萬噸,對外依存度升至67.5%。
關于石油、天然氣能源資源的成因,當前的主流觀點認為,油氣能源是億萬年積累的化石能源,數量是有限的,地球上油氣能源資源地域分布也是不均衡的。因此,不僅是我們中國,而且全世界缺油和耗油多的國家,都在尋找可以替代油氣的新能源。
另一方面,由于油氣能源資源日益短缺,有的國家在竭力霸占殘存的油氣資源和控制油氣運輸通道。
有一些消息似乎可以安慰人心,例如,有新聞報道,我國某某地方發現了新的油氣田,南海試采出了可燃冰,青海鉆探出來了干熱巖,等等。細心思考一下就會感覺到,有的遠水難解近渴,有的開采難度大,成本高,難以解決實際問題。應該清醒地認識到,我們確實面臨著嚴重的油氣能源危機!
那么,有沒有合適的油氣替代能源呢?在有望成為替代油氣傳統能源的新能源中,我們可以逐個分析一下:
單質氫可以作為清潔能源燃料,一度很受關注,但是,因為它難以壓縮儲運,安全性很差,所以退出了競選。
太陽能及其衍生的風能、水能、生物質能的現代化利用,比以往引起了更多的重視,加大了研究和開發應用的力度,確實取得了一些令人高興的成果,但是,目前它們可以利用的數量,還難以完全取代耗量巨大的油氣能源。
比較現實的途徑是鈾裂變核電站核能的利用,表面上看它是清潔的和可以大量獲得的,也是成本不太高的。在法國、立陶宛等國家的能源結構中,占到75%以上,不少工業化國家,一度也占到30%以上。但是,三里島、切爾諾貝利、福島三次核事故,造成的放射性污染非常嚴重,因而驚醒了不少人。就全球而言,鈾裂變核電站的新發展幾乎停滯,德國議會立法,將要關閉原有的鈾裂變核電站。核聚變在理論上沒有放射性污染,但它的可控性還沒有解決。我國鈾裂變核電站尚在發展,除潛在的核事故危險外,鈾進口依存度大于90%,因而應適可而止。
油頁巖、可燃冰蘊藏量巨大,但是,它們也屬于化石能源,開發難度大、成本高,在相當長的時間內,它們也不可能成為替代油氣的主導性能源。
近期,在我國青海省某地鉆探出了“高溫干熱巖”,這是地熱利用的一個重大突破!但是,要獲得實際利用,還有許多任務,大規模開采利用對環境的影響,還有待進行科學評價,因而近期也不可能成為替代油氣的主導性能源。
1.1.2 關于生態環境污染問題
由于我國的一次能源以煤炭為主,在大規模和迅速發展的工業化進程中,燃用石油產品的數量也在大規模地增加,特別是燃料油、石油焦等,許多鄉村使用散煤為炊事和冬季取暖燃料,其用量也在增加,這些燃料硫含量和其他有害物質含量相當多,因而我國的生態環境污染問題尤其嚴重!近幾年來,京津冀地區的霧霾天氣頻發,嚴重影響了人民生活和工農業生產,我們的國家形象也受到了 影響。
生態環境污染問題的根源,是煤、油、柴等能源燃料燃燒造成的,因此,要從根本上解決生態環境污染問題,必須用清潔的能源燃料替代煤、油、柴等易造成污染的能源燃料。
1.1.3 清潔新能源
那么,有沒有理想的可以替代煤、油、柴等燃料的清潔能源燃料呢?
有!新型的化工燃料甲醇和以甲醇等醇類為基礎的“醇基清潔燃料”,就是理想的可以替代煤、油、柴等燃料的清潔能源燃料!
這種化工新能源燃料甲醇,不只是甲醇本身,而是以甲醇為基礎,包括甲醇在內的各種衍生物,也包括核能、地熱、太陽能及其衍生的風能、水能、生物質能和數量較多的化石能源資源煤炭、油頁巖、可燃冰、干熱巖等與甲醇的互補和轉換利用。
化工新能源燃料甲醇,是通過人為的化學工業生產的能源物質,我們簡稱其為“化工能源物質”,與“化石能源物質”相對應。“化石能源物質”是有限的,“化工能源物質”是無限的。
由中外環境發展領域高層專家組成的“中國環境與發展國際合作委員會”,在他們1992年的一份報告中就提出:“若干年后,甲醇燃料將壓倒其他燃料占主導地位,直到新的更好的燃料真正開發出來和投入實際應用”。1994年諾貝爾化學獎獲得者,美國加利福尼亞大學的喬治·A. 奧拉教授等人,也提出了“跨越油氣時代:甲醇經濟”的觀點。