На фоне амбициозных целей Китая по достижению пика выбросов к 2030 году и углеродной нейтральности к 2060 году, страна стала мировым лидером по внедрению электромобилей. Однако Поднебесная не замыкается исключительно на батарейных технологиях, активно изучая и другие «зеленые» альтернативы для автомобильного сектора.
В середине сентября Министерство промышленности и информационных технологий КНР заявило о намерении «ускорить популяризацию метанольных автомобилей» и «изучить модель «зеленый метанол + метанольные автомобили»». На следующий день глава Государственного управления по делам энергетики Чжан Цзяньхуа подтвердил, что страна «активно исследует новые способы замены ископаемого топлива, такие как зеленый водород, метанол и аммиак» сообщило ведомство.
Метанол, часто называемый «древесным спиртом», представляет собой простое органическое химическое вещество, которое можно производить из различных источников: угля, природного газа, биомассы и уловленного углекислого газа. Преимущества метанола как топлива очевидны: он сопоставим по мощности с традиционным топливом, но при этом является более экологичным. Он уже широко применяется в гоночных автомобилях, поскольку позволяет увеличить мощность двигателя, одновременно улучшая его охлаждение. В некоторых сценариях, например, при большегрузных перевозках, транспорт на метаноле может оказаться более рентабельным и надежным, чем электромобили.
По словам Лесли Бромберга, ведущего научного сотрудника Центра плазменных наук и термоядерных исследований Массачусетского технологического института, который изучал потенциал метанола для транспорта в США, метанольные двигатели могут сравниться по эффективности с дизельными «без проблемы дизельных выбросов».
На протяжении последнего десятилетия в Китае обсуждались и пилотировались проекты по внедрению метанольного топлива как способа перехода автомобильной промышленности к будущему с меньшим загрязнением и меньшей зависимостью от ископаемого топлива. Однако их широкое внедрение долгое время сдерживалось.
Теперь же недавние шаги правительства, наряду с другими государственными усилиями по разработке стандартов для метанольных автомобилей и поддержке смежных отраслей, подтверждают, что Китай становится серьезнее в отношении альтернативного топлива. Метанол наконец-то привлекает общественное внимание, поскольку китайские автопроизводители ищут следующую прорывную инновацию, которая, подобно электромобилям, может обернуться не только коммерческим успехом, но и политическим вкладом в климатические цели Китая.
Китайский эксперимент с метанолом
Сегодня около 60% всего мирового метанола производится и потребляется в Китае, что делает страну мировым лидером. В настоящее время он используется главным образом в производстве пластмасс.
Страна начала эксперимент с метанольными автомобилями в 2012 году, побуждая автопроизводителей разрабатывать модели для эксплуатации в нескольких городах с целью сбора данных об их экономическом и экологическом воздействии в течение следующих шести лет. Результаты показали, что метанольные автомобили могут быть на 21% энергоэффективнее бензиновых, выделяя при этом на 26% меньше углекислого газа.
После завершения этого пилотного этапа в 2019 году правительство КНР опубликовало политику, подтверждающую поддержку метанольного топлива, особенно в сфере общественного транспорта, такси и государственных транспортных средств.
Метанол также является привлекательным вариантом для питания тяжелого большегрузного транспорта, такого как грузовики, отмечает Чжао Кай, главный представитель Института метанола (глобальной отраслевой ассоциации) в Китае. Современные электрические грузовики требуют громоздких батарей, что делает их значительно дороже традиционных. При этом метанольные грузовики могут стоить примерно столько же, сколько и обычные, так как их двигатели схожи по конструкции.
«Большинство грузовиков на дорогах, доставляющих посылки в Китае, принадлежат индивидуальным водителям, — говорит Чжао. — Они могут не потянуть покупку, если грузовик станет слишком дорогим. Если они не могут даже свести концы с концами, как они могут думать о достижении углеродной нейтральности? Это не то, что их волнует прямо сейчас».
Тем не менее, развитие легковых метанольных автомобилей в Китае идет медленнее по сравнению с другими «зелеными» вариантами, такими как электромобили. За десять лет число электромобилей в Китае выросло с 20 000 до более чем 10 миллионов, в то время как число метанольных автомобилей увеличилось с нуля всего до 30 000.
Кроме того, в Китае насчитывается менее 200 метанольных заправочных станций, и все они расположены в провинциях, где проводились пилотные программы. Это делает практически невозможным для владельцев метанольных машин выезжать за пределы своей провинции или даже города. Будущее строительство метанольных станций, скорее всего, будет зависеть от поддержки двух крупнейших операторов АЗС в Китае — Sinopec и CNPC, которые в совокупности управляют более чем половиной всех заправочных станций страны. Однако они пока не проявили особого интереса к предложению метанольных услуг.
Важной причиной медленного развития стало то, что метанольные автомобили не были включены в категорию «транспортных средств на новой энергии», которую Китай активно субсидирует и поощряет. Когда в начале 2000-х годов Китай разрабатывал правила определения транспортного средства на новой энергии, в него были включены только автомобили с электрическим приводом — чистые электромобили, подключаемые гибриды и автомобили на водородных топливных элементах, объясняет Чжао. Метанольные автомобили, будучи ближе к традиционным авто с двигателями внутреннего сгорания, оказались не включены в программу и, следовательно, пропустили два десятилетия бурного роста.
Это означает, что сегодняшние метанольные автомобили остаются локальным экспериментом, а не практичным потребительским выбором. Однако власти на местах все чаще предоставляют покупателям метанольных автомобилей субсидии в размере около 700 долларов США и до 3000 долларов США на реконструкцию газовых заправок для возможности заправки метанолом. Geely, крупный китайский автопроизводитель, владеющий Volvo Cars, разрабатывает метанольные автомобили с 2005 года и в этом году представила несколько новых моделей.
«Применение и популяризация метанольных автомобилей — это самый реалистичный и эффективный путь к здоровому и устойчивому развитию транспорта», — заявляет представитель Geely, которая утверждает, что произвела более 90% всех существующих метанольных автомобилей в Китае. Их метанольные легковые автомобили суммарно преодолели 10 миллиардов километров (6,2 миллиарда миль), что позволило избежать выброса 19 400 тонн углекислого газа, которые выделили бы бензиновые аналоги.
Что это значит для целей Китая по углеродной нейтральности
Сдвиг в отношении метанола произошел примерно в 2020 году, когда Председатель Си Цзиньпин на Генеральной Ассамблее ООН объявил о цели по достижению углеродной нейтральности. «Общая цель Китая по углеродной нейтральности принесла большие возможности с тех пор: люди внезапно осознали, что метанол на самом деле является углеродно-нейтральным топливом», — комментирует Чжао.
Традиционно метанол производят из ископаемого топлива, такого как уголь и природный газ, но его также можно получать из возобновляемых ресурсов, например, из сельскохозяйственных отходов. Команда из Университета Южной Калифорнии даже разработала эффективный метод получения метанола из CO2, уловленного из атмосферы. Это означает, что автомобильное топливо — а также другие химические продукты на основе метанола — теоретически может производиться с отрицательным углеродным следом.
На сегодняшний день ведущей компанией по производству метанола из углекислого газа является исландская Carbon Recycling International (CRI). Geely инвестировала в CRI в 2015 году и сотрудничает с ней в строительстве крупнейшего в мире завода по переработке CO2 в топливо в Китае. Когда он заработает, завод сможет перерабатывать 160 000 тонн выбросов CO2 от металлургических предприятий ежегодно.
Именно потенциал чистого производства делает метанол столь привлекательным топливом. Это не просто более эффективный способ использования энергии, но и способ удаления уже существующего CO2 из атмосферы. Чтобы достичь углеродной нейтральности к 2060 году, как обещал Китай, нельзя «складывать все яйца в одну корзину», ограничиваясь электромобилями. Популяризация использования метанольного топлива и чистого способа его производства может позволить Китаю достичь своей цели досрочно.
Сможет ли метанол избавиться от «грязного» прошлого?
Однако будущее не выглядит кристально чистым. В настоящее время большая часть метанола в Китае по-прежнему производится путем сжигания угля. Более того, возможность обеспечивать автомобили топливом, производимым из угля, запасы которого у Китая не так велики (в отличие от нефти), была одной из основных причин, по которой страна изначально обратилась к метанолу. Сегодня провинции Китая, лидирующие в экспериментах с метанольными автомобилями, — это те регионы, где в избытке имеются угольные ресурсы.
Но, как отмечает Бромберг, в отличие от бензина и дизеля, метанол, по крайней мере, имеет потенциал стать экологически чистым. Производство метанола сегодня может иметь высокий углеродный след, точно так же, как и большинство электромобилей в Китае до сих пор питаются от электричества, произведенного на угольных ТЭС. Однако существует путь перехода от метанола, произведенного из угля, к метанолу, полученному из возобновляемых источников.
«Если нет намерения — если люди не собираются переходить на низкоуглеродный метанол — то внедрять метанол вообще не стоит», — утверждает Бромберг.
Метанольное топливо имеет и другие потенциальные недостатки. Его плотность энергии ниже, чем у бензина или дизельного топлива, что требует установки более крупных и тяжелых топливных баков, либо водителям придется заправляться чаще. Это также фактически исключает использование метанола в качестве авиационного топлива.
Кроме того, метанол является сильно ядовитым при проглатывании и умеренно токсичен при вдыхании или сильном воздействии на организм. Потенциальный вред был серьезной проблемой во время пилотной программы, хотя исследователи пришли к выводу, что метанол оказался не более токсичным для участников эксперимента, чем бензин.
За пределами Китая потенциал метанольного топлива изучают и другие страны, например, Германия и Дания. Однако Китай опережает остальных как минимум на один шаг — даже при том, что остается большим вопросом, сможет ли он повторить свой успех в разработке электромобилей или выберет другой путь, отличный от пути другой страны с крупной автопромышленностью.
В 1982 году Калифорния предложила субсидии автопроизводителям на создание более 900 метанольных автомобилей в рамках пилотной программы. Администрация Рейгана даже продвигала Закон об альтернативных моторных топливах для стимулирования использования метанола. Но недостаток поддержки и падение цен на бензин остановили дальнейшие исследования метанольного топлива, а водители-участники пилотных проектов, хотя и были в целом удовлетворены работой своих автомобилей, жаловались на ограниченную доступность метанольных заправочных станций и меньший запас хода по сравнению с бензиновыми машинами. Калифорния официально прекратила использование метанольных автомобилей в 2005 году, и с тех пор подобных экспериментов в США не проводилось.
