吉利醇氢重卡采用了两种技术路线：一是纯甲醇替代或掺烧作为车用燃料，二是甲醇重整燃料电池技术。前者技术已相当成熟，但面临毒性、热值及专用发动机和附件开发等挑战。好在煤炭制甲醇成本低廉，在煤炭资源丰富的地区具有显著的经济优势，而吉利深厚的技术积淀已助力其克服相关难题。

至于后者，即甲醇重整燃料电池技术，目前尚处于规划阶段，缺乏吉利车辆的具体数据。然而，随着煤炭清洁利用和可再生能源生产绿氢技术的迅猛发展，以及氢能储运瓶颈的逐步突破，绿色甲醇作为氢和碳的载体显得愈发重要。它不仅能拓宽绿氢的需求市场，推动氢能产业规模的扩大，还能通过在化工和汽车等领域的广泛应用，显著降低这些领域的碳排放。这对甲醇汽车而言无疑是积极的推动力。

面对甲醇汽车推广中的种种难题，吉利凭借其深厚的技术积累已做好全面准备。目前，他们正致力于借助绿色甲醇的推动作用，逐步解决供应基础设施的不足。展望未来，随着可再生能源、绿氢及绿色甲醇的持续发展，甲醇汽车的市场份额将稳步增长。一旦甲醇重整燃料电池技术取得重大突破，采用此技术路线的汽车市场将迎来爆发式增长。

一、甲醇汽车技术概览

1. 甲醇
   甲醇，化学式为CH3OH，是一种无色且具有淡酒精味的液体。其凝固点极低，达到-97.6℃，而沸点则为64.6℃。在常温20℃时，甲醇的密度为每立方米0.791千克。值得一提的是，甲醇与乙烯、丙烯以及氨水一同被视为生产其他各类化学品的基础原料。
   
2. 甲醇的来源及应用
   甲醇的来源多种多样，既可以通过化石燃料如煤和天然气进行重整来制备，也可以利用生物质、工业烟气，甚至是直接从空气中捕获的二氧化碳来生产。这种广泛的可获取性使得甲醇在许多领域都有着广泛的应用。

2. 生产方式。由于成本因素，目前甲醇的生产仍以化石燃料为主。在大型天然气工厂中，甲醇的整体能源转换效率可达到约70%，而煤制甲醇的能量转换效率则在50%~60%之间。值得注意的是，中国作为全球甲醇生产及需求量最大的国家，其甲醇产量的81%都来源于煤炭，这主要归因于国内富煤贫油少气的资源特点。相比之下，国外的甲醇生产则主要依赖天然气，占比超过90%。
   
   甲醇的下游应用极为广泛，它不仅是生产甲醛、二甲醚、醋酸等基础化工原料的重要原料，而且以其为原料的一次加工品种类繁多，深加工产品更是多达上百种，从而成为煤化工产业链中不可或缺的一环。同时，甲醇还具备能源属性，能够与异丁烯反应生成MTBE（甲基叔丁基醚），作为高辛烷值汽油的添加剂使用；或者直接作为甲醇燃料，用于传统ICE车辆、混合动力车辆以及燃料电池车辆。在燃料电池车辆的应用中，液态甲醇通过车载装置重整为氢气，进而注入燃料电池，为车辆提供充电或直接动力。
   
   甲醇的下游应用极为广泛，涵盖了众多领域。在2020年，甲醇不仅被广泛应用于生产甲醛、二甲醚、醋酸等基础化工原料，其一次加工产品也琳琅满目，深加工产品更是多达上百种。这使得甲醇在煤化工产业链中扮演着至关重要的角色。同时，甲醇还具备能源属性，能够与异丁烯反应生成MTBE（甲基叔丁基醚），为高辛烷值汽油的添加剂；或者直接作为甲醇燃料，用于传统ICE车辆、混合动力车辆以及燃料电池车辆。在燃料电池车辆的应用中，液态甲醇通过车载装置重整为氢气，注入燃料电池，为车辆提供充电或直接动力。

3. 甲醇的分类

甲醇的分类依据主要是原材料和生产工艺的不同，这会影响其碳排放量。因此，甲醇可分为棕色甲醇、灰色甲醇、蓝色甲醇、绿色甲醇以及生物甲醇。其中，棕色、灰色和蓝色甲醇被归类为不可再生甲醇，而生物甲醇和绿色甲醇则被视为可再生甲醇。如图3所示，通过煤炭和天然气生产且未采用碳捕获技术的甲醇，通常具有较高的碳排放强度（即棕色和灰色甲醇）。相比之下，那些由可再生能源、可再生原料或配备碳捕获系统的化石燃料生产的甲醇，其碳排放强度则相对较低（例如蓝色甲醇、绿色甲醇和生物甲醇）。

4. 甲醇的三大美誉

（1）甲醇，被誉为“清洁的煤”
中国是煤炭消费大国，其发电装机中75%为火力发电，80%的电量和80%以上的二氧化碳排放均来自煤炭燃烧。尽管煤炭在未来一段时间内仍将是我国的主体和基础能源，但其比例预计将逐渐降低。因此，煤炭的清洁利用对我国减少碳排放显得尤为重要。煤化工，特别是煤炭气化技术，是实现煤炭清洁利用的关键。通过煤热解和气化，可以合成天然气、甲醇、二甲醚、烯烃等替代液体燃料及化工产品。同时，废气循环技术也被广泛应用于发电和二氧化碳捕获。

（2）甲醇，被誉为“便宜的油”
甲醇可以替代或掺烧汽油和柴油等传统燃料，用于内燃机车辆。在不考虑其他因素的情况下，使用纯甲醇或掺烧甲醇作为车用燃料，其成本相较于汽油更为低廉。例如，在晋中试点投放的150辆甲醇出租车中，M100甲醇燃料成本仅为2.5元/L，而同款同排量的汽油车百公里燃料费用高达75元，甲醇车燃料费用降低了48%，显示出显著的经济优势。在我国富煤缺油少气的资源背景下，甲醇主要通过煤炭制取，其价格与原材料及生产路线紧密相关。随着可再生能源的发展，未来甲醇燃料的经济性将更加依赖于能源的地域分布。

（3）甲醇，被誉为“液态的氢”
尽管甲醇被誉为“液态的氢”，但事实上，它并非直接指其化学性质与氢相似。这一美誉更多是强调甲醇作为燃料的高能量密度和清洁特性。在汽车领域，甲醇燃料有望成为未来低碳交通的重要选项之一。
氢能虽然具有高能量密度的特点，但其在体积能量密度上却相对较低。对于汽车而言，体积能量密度至关重要，因为它直接决定了相同容积的燃料箱所能支持的行驶里程。目前，氢能的储运及车端商业化应用主要采用高压气态形式，尽管气态储氢技术已相对成熟，但储氢密度低、运输成本高以及加氢基础设施成本高昂等问题依然存在。

相比之下，液体能源载体具有显著优势。首先，液体的能量密度远高于气体；其次，在陆上管路运输和海上运输方面，液体也展现出巨大的优势；此外，现有的能源基础设施大多是为液体能源设计的，这进一步凸显了液体能源的便捷性。

值得注意的是，氢气在常压且温度低于-253℃时可以实现液化。然而，大规模液氢的存储和输运面临能耗高、成本昂贵以及安全性挑战。相较之下，甲醇在常温常压下即呈液态，且常温下1升甲醇与水反应可释放出143克氢气，产氢量是1升液氢的两倍。因此，甲醇可作为一种理想的液态储氢载体，为实现氢能的安全、低成本存储和运输提供了可能。

通过对比不同燃料的能量密度，我们可以更清晰地看到氢能的优势与挑战。尽管氢能具有高能量密度的特点，但其在体积能量密度上却相对较低。这意味着，相同容积的燃料箱所能支持的行驶里程有限。相比之下，液体能源如甲醇则展现出显著的优势。甲醇在常温常压下即呈液态，且其产氢量是液氢的两倍。这使得甲醇成为一种理想的液态储氢载体，为实现氢能的安全、低成本存储和运输提供了可能。
5. “液态阳光”与“甲醇经济”的融合

基于甲醇作为高效储氢载体的特性，学者们提出了创新的“液态阳光”概念。这一思路涉及利用太阳能等可再生能源分解水以制取绿色氢气（通过光解和电解），随后将绿氢用于将二氧化碳（通过碳捕获封存技术获取）转化为甲醇（即绿色甲醇）。这种液体甲醇不仅易于存储、运输和分配，而且可直接在终端使用或通过高温重整为氢气进行利用。

“甲醇经济”则是以液态甲醇为储存媒介和清洁替代能源，同时利用工业废气和大气中的二氧化碳进行甲醇生产，旨在减少碳排放。在甲醇利用过程中产生的二氧化碳还可以被收集并作为原料继续生产甲醇，从而形成封闭的生态碳循环。此技术原理与自然界的光合作用过程相似，其基础研究已取得重大突破，我国已成功实现千吨级规模的工业化示范工程，并拥有全部知识产权和国产化工业化技术。

这一流程首先涉及太阳能等可再生能源的利用，通过光解和电解水制取绿色氢气。随后，这些绿色氢气被用于将二氧化碳（来源于碳捕获封存技术）转化为甲醇，从而得到绿色甲醇。这种液体甲醇不仅易于存储、运输和分配，而且可直接在终端使用或通过高温重整为氢气进行利用。整个流程旨在减少碳排放，实现碳的封闭循环，其技术原理与自然界的光合作用过程相似。

甲醇经济作为一种可持续的能源利用方式，通过高效转化甲醇来驱动汽车、电力生产等应用。这种经济模式不仅提高了能源利用效率，还减少了碳排放，为构建绿色低碳社会提供了新的路径。

通过高效转化太阳能为液态燃料，实现了千吨级规模的太阳燃料合成工业示范。这一创新技术不仅展示了太阳能利用的新高度，也为未来能源转型提供了强有力的支撑。

二、吉利醇氢重卡的技术路线

目前，甲醇在车端的应用方式呈现多样化，主要包括以下四种途径：①直接使用纯甲醇替代或与汽油掺烧作为车用燃料，即甲醇汽车；②甲醇经过加工，制成甲基叔丁基醚(MTBE)和二甲醚(DME)，进一步作为汽油添加剂或与天然气/柴油掺烧；③通过甲醇重整技术制取氢气，为氢燃料电池车提供氢源；④甲醇作为反应物在直接甲醇燃料电池车中使用。吉利醇氢重卡则主要采用前两种技术，即纯甲醇替代或掺烧作为车用燃料，以及甲醇水蒸气重整制氢技术。

1. 纯甲醇替代或掺烧作为车用燃料的技术路线剖析
   纯甲醇替代，即直接使用高比例甲醇如M85（85%甲醇，15%汽油）或M100（纯甲醇）作为汽车燃料。而掺烧则是指将甲醇与汽油以不同比例如M10、M15、M30等进行混合，作为发动机的燃料，通常被称为甲醇汽油。

甲醇汽车，即采用纯甲醇或掺烧方式作为车用燃料的汽车，在我国已有长达数十年的技术研究历史。从上世纪70年代开始，我国就逐步涉足甲醇燃料及甲醇汽车的研发。在“六五”至“八五”期间，不同比例的甲醇燃料技术得到了持续的发展与更新，同时推出了多类型的甲醇发动机、车型以及相关标准和试点示范政策。

经过近50年的努力，我国甲醇汽车全产业链技术已取得显著进步。在甲醇燃料的制备与调配方面，我们已达到国际领先水平，并能实现M15、M85、M100等甲醇燃料的产业化生产。此外，过去存在的诸如溶胀、燃油泵腐蚀等技术难题也已得到成功解决。在储运和加注技术方面，我们也已积累了丰富的经验，并具备规模化快速复制的能力。然而，甲醇汽车的市场推广仍面临一些挑战，如消费者的接受度、基础设施的完善程度等。

2. 甲醇重整燃料电池汽车的技术路线剖析
甲醇重整制氢燃料电池，作为氢燃料电池的一种，融合了甲醇重整制氢与氢燃料电池发电两大技术。其核心原理是在催化剂的作用下，甲醇与脱盐水溶液在20~280℃的温度范围内反应，生成以氢气和二氧化碳为主的重整混合气。经过提纯装置，混合气中的氢气纯度可高达99.9999%。随后，这些高纯度的氢气进入燃料电池，与氧气发生反应，从而产生电能。简而言之，这种技术路线相当于在现有的氢燃料电池汽车上进行了改进，去除了车载储氢罐，并增设了甲醇重整器，使得车辆可以直接加注甲醇。

此外，燃料电池中的质子膜根据工作反应温度的不同，可分为低温质子膜（LT-PEM）和高温质子膜（HT-PEM）。这两种质子膜的特性在表2中进行了详细比较。

甲醇重整与低温质子膜燃料电池相结合的技术路线尚处于发展阶段。当前，车用质子交换膜燃料电池主要采用低温质子膜，这种燃料电池对氢气的纯度有着严格的要求，同时对一氧化碳（CO）极为敏感，任何CO的含量超过50×

106，由于燃料电池催化剂可能因甲醇重整而中毒，因此在应用该技术于汽车时，必须配备相应的氢气提纯技术。当前，主要的提纯方法包括变压吸附法（PSA）和膜分离技术。然而，PSA法所需设备庞大，不适合车辆有限的空间；而膜分离技术虽然体积小、启动快，但其氢气提纯率不高，且膜的寿命较短，可能影响燃料电堆的耐久性。此外，甲醇重整与高温质子膜燃料电池的结合也存在寿命问题。相较于低温质子膜燃料电池（LT-PEMFC），高温质子膜燃料电池（HT-PEMFC）的系统更为简单，但在工作时，其性能可能受到影响。
2. 在低温环境下，由于CO在Pt上的吸附作用较强，氢燃料的氢纯度要求极高，CO质量分数必须控制在1%以下。然而，当燃料电池在高温下运行时，情况则有所不同。高温运行不仅降低了电池产生的热量，还提高了气体纯度，从而简化了水热管理。此外，在高温条件下，电极的反应动力学加速，进而提升了电池效率。

但值得注意的是，目前广泛使用的全氟磺酸膜在高温环境下存在显著问题。由于质子传导高度依赖水分含量，高温会导致膜中水分减少，进而引发质子电导率的大幅下降。同时，高温还会影响质子膜的化学稳定性，长期运行后，质子膜的耐久性会逐渐降低，使用寿命因此明显缩短。
甲醇重整制氢—高/低温质子膜比较
甲醇重整燃料电池汽车的优势显而易见。相较于传统燃油汽车，它不仅能显著减少能源消耗和排放，还具有更低的运营成本。这得益于其车载甲醇实时制氢的能力，从而解决了氢气来源的问题。同时，甲醇作为储氢燃料，能够低成本地改造现有加油站，有效缓解了氢能利用过程中存储、运输和加注成本高昂的问题。在氢气制取、加注、储运等成本尚未取得重大突破的背景下，甲醇重整燃料电池汽车在运营成本方面展现出了显著的优势。

吉利甲醇重整燃料电池汽车结构解析
甲醇重整燃料电池汽车的核心在于其独特的汽车结构。这种汽车不仅集成了甲醇重整制氢技术与燃料电池技术，更在结构设计上进行了优化，以适应甲醇作为燃料的特点。通过深入解析吉利甲醇重整燃料电池汽车的内部结构，我们可以更清晰地看到这种汽车在技术集成与优化方面的卓越表现。

1. 甲醇作为汽油添加剂或天然气/柴油掺烧剂的应用

自2005年前后开始，甲醇在车端的使用形式逐渐增多，主要作为原料生产甲基叔丁基醚（MTBE）和二甲醚（DME）。据中石化数据显示，我国2021年甲醇总产量约为9929万吨，其中煤炭制甲醇占比高达90%。在甲醇的下游应用中，MTBE、DME以及甲醇燃料的需求占比分别为6%、4%和18%。值得注意的是，甲基叔丁基醚（MTBE）是一种有机化合物，其化学式为C。
5. 甲基叔丁基醚（MTBE）作为高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂的应用

甲基叔丁基醚，化学式为C5H12O，是一种无色透明液体。它不溶于水，却能轻易溶于乙醇和乙醚中，因此成为了一种出色的高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂。MTBE的主要应用领域是作为成品汽油的生产原料，其需求量占据了甲基叔丁基醚总需求量的90%以上。
3. 二甲醚（DME）作为汽车燃料替代柴油的优缺点
二甲醚，化学式为C2H6O，是一种无色气体或压缩液体，常温下具有轻微醚香味，分子量为46.07。它具有与LPG相似的物理性质，燃烧时不会产生对环境有害的气体，因此可作为一种清洁的替代燃料。目前，二甲醚在汽车燃料领域的应用主要集中在替代柴油。然而，二甲醚作为汽车燃料也存在一些挑战和限制，需要进一步的研究和改进。

2. 直接甲醇燃料电池（DMFC）汽车

直接甲醇燃料电池（DMFC）作为质子交换膜燃料电池（PEMFC）的一种，以其独特的燃料供给方式和高效能源转换效率而备受瞩目。它直接以甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料，无需经过重整制氢过程，简化了能源利用链条。这种电池的显著优点在于其燃料使用的便捷性，以及在汽车燃料领域的应用潜力。

其工作原理如下：甲醇溶液在电池阳极通过催化层发生氧化反应，转化为二氧化碳、质子和电子。产生的二氧化碳气体以气泡形式随甲醇溶液在阳极流场内排出。质子则通过质子交换膜迁移至阴极，与氧气发生还原反应，生成水。电子则通过外电路传递至阴极，完成能量转换过程。

与直接使用氢气的氢燃料电池汽车相比，直接甲醇燃料电池汽车在能源来源、成本及环保性能方面都具有一定的优势。然而，它也存在一些挑战，如甲醇的储存与运输安全、电池技术的进一步优化等，需要行业持续投入研发以实现更广泛的应用。

吉利控股集团携手冰岛碳循环国际公司，共同探索清洁能源与甲醇汽车的发展。