美國能源部公布《甲醇作為美國替代運輸燃料：可持續和/或能源安全運輸的選項》白皮書，該白皮書是由L. Bromberg和W.K. Cheng編寫，麻省理工學院斯隆汽車實驗室準備的論文，探討了甲醇作為美國運輸燃料的可行性。

一、執行摘要：

1. 甲醇的使用和部署：

- 甲醇已在美國和中國作為運輸燃料使用，并部署了甲醇混合物（從M3到M85）的靈活燃料車輛和加油站。

- 由于缺乏強有力的甲醇倡導以及經濟激勵（由于石油價格下跌），甲醇在美國的采用率有限。

- 這些計劃證明了甲醇作為運輸燃料的可行性。

2. 生產和經濟可行性：

- 從天然氣和煤炭大規模生產甲醇的技術已成熟，并與碳氫燃料具有競爭力。

- 使用熱化學工藝將生物質轉化為甲醇的經濟性有所進展。

- 充足的天然氣和煤炭原料可以作為非可再生甲醇的過渡燃料，直到可再生甲醇（綠色甲醇）商業應用的出現。

3. 能效：

- 生命周期分析顯示，甲醇的能量利用效率優于費托合成柴油和甲醇制汽油燃料，如果使用熱化學工藝，甲醇的效率明顯優于乙醇。

- 甲醇的熱化學工廠約比生物化學乙醇工廠貴1.8倍。

4. 在運輸方面的優勢：

- 甲醇可以與汽油和乙醇混合，以最小成本使用現有車輛技術，并具有高辛烷值，使發動機設計更加高效。

- 它比汽油更安全，毒性相當或更低，且泄漏時能更快降解。

- 可再生甲醇（綠色甲醇）在長期內是減少溫室氣體排放的有吸引力的運輸燃料選擇。

5. 實施和基礎設施：

- 需要大量投資同時部署甲醇車輛和基礎設施。

- 在車輛應用或分配基礎設施方面，沒有技術障礙阻礙大規模甲醇的部署。

- 非可再生資源生產的甲醇可以作為過渡到可再生甲醇的橋梁。

二、詳細分析：

1. 美國甲醇的歷史：1973年石油危機后，甲醇作為運輸燃料的潛力被認可。加利福尼亞州的多個項目測試了甲醇車輛和混合物，由于基礎設施限制和經濟因素，成功與否各異。

2. 全球經驗：中國是最大的甲醇運輸燃料使用國，主要由于其豐富的煤炭資源。歐盟對甲醇的使用有限，更關注通過生物燃料如乙醇減少CO2排放。

3. 美國生產和使用：美國擁有豐富的天然氣和煤炭儲量，適合生產甲醇。當前生產量有限，大多數甲醇用于化學生產而非運輸。

4. 可再生甲醇生產：甲醇可以通過熱化學工藝從生物質生產。美國有大量生物質資源，包括農業和森林殘留物以及城市固體廢物，可轉化為甲醇。

5. 環境和健康影響：甲醇形成臭氧的反應性比汽油低，可能減少城市空氣污染。其快速降解減少了泄漏對環境的長期影響。

6. 挑戰和機遇：甲醇工廠的高資本成本和需要整合的車輛和燃料基礎設施是主要障礙。甲醇與現有技術和基礎設施的兼容性提供了減少對石油燃料依賴的實用途徑。

三、結論：

甲醇是美國的一種可行替代燃料，具有潛在的環境和經濟效益。大規模推廣甲醇作為主流運輸燃料需要在基礎設施和利益相關者之間進行協調投資。