甲醇在我国未来车用燃料发展中前景展望.docVIP

甲醇在我国未来车用燃料发展中前景展望 　　[摘要]本文从甲醇燃料的环保性、安全性以及经济性等几方面分别论述了甲醇成为未来车用燃料的可行性，并对甲醇车用燃料在我国的应用现状予以阐述，最后对甲醇车用燃料的发展进行展望。 　　[关键词]甲醇；替代燃料；前景；展望 　　引言 　　随着全球经济的发展以及汽车保有量的逐年增加，我国正面临汽车能源需求与环境保护的双重压力。同时我国汽车的排放标准也在不断加强，从2000年前后颁布了第一、二阶段（相当于欧Ⅰ、欧Ⅱ）机动车尾气排放标准到2005年后颁布的第三、四阶段排放标准（相当于欧Ⅲ、欧Ⅳ），对其中的CO、HC、NOx以及颗粒物的排放都提出了更加严格的要求。从2011年7月1日起，我国将全面实行乘用车第四阶段排放标准，即国Ⅳ排放标准。 　　1.甲醇作为替代燃料的可行性 　　天然气、液化石油气、生物柴油、合成燃料、醇类燃料、醚类等多种清洁替代能源成为解决石油资源短缺的重要途径。其中由于含氧化合物燃料甲醇具有辛烷值高、汽化潜热大等优点，单独或掺混用作燃料，可明显降低尾气中HC、CO、NOx以及颗粒物的排放量，因此，正被越来越多的添加到汽油、柴油中，以缓解汽车传统能源的压力并减轻对环境的污染。 　　甲醇作为替代燃料与汽油相比具有以下优点： 　　（1）甲醇分子式为CH3OH，从分子结构上看，甲醇是含氧燃料，更有利于促进燃料的完全燃烧、节省燃料，CO和炭烟生成倾向小、大大改善了尾气排放性能； 　　（2）从汽化潜热看，甲醇的汽化潜热大，甲醇汽化时吸收的热量比汽油大得多，使发动机进气温度降低，提高了充气效率，但增加了发动机冷起动困难。采取增加冷起动装置可解决冷起动困难。 　　（3）从辛烷值看，甲醇辛烷值远高于汽油，可以提高发动机的压缩比、提高热效率、提高动力性、降低耗油量。 　　（4）从着火界限看，汽油和甲醇的着火极限分别是1.4％-7.6％和6.7％-36％，甲醇燃料能够在较宽的混合气浓度范围内工作。 　　此外，甲醇还具有生产技术成熟、资源丰富；排放性好，燃烧更充分以及动力性好，使用安全、方便等优点，因此，甲醇作为车用替代燃料被认为是最有可能成为规模应用的替代燃料。 　　1.1甲醇作为替代燃料的环保性 　　当前，甲醇作为代用燃料的研究热点之一是其排放特性。虽然国内还没有专门针对甲醇燃料制定排放法规，但已有研究表明，甲醇发动机的常规排放（CO、THC、NOx）通常要低于汽油机，但非常规污染物未燃甲醇、甲醛、乙醇和乙醛等，其排放量通常高于汽油机，但经过改进的尾气净化装置的氧化处理，可达国Ⅲ水平，对环境和人类健康无明显影响。 　　美国（DOE）研究中心用10种汽车行驶含甲醇5％-10％的汽油试验结果表明，在一般汽油发动机上用甲醇汽油时，燃烧排气中的一氧化碳比用汽油减少30％左右，氮氧化物比用汽油时减少30％-50％，未燃烧碳氢化物减少30％-60％。M50比M10甲醇汽油更好，甲醇含量更高，因而环保效果更明显。经河南省环保局环境监测站实际测试，CO降低90％以上，HC化合物降低90％以上。 　　1.2甲醇作为替代燃料的安全性 　　美国能源部通过研究得出结论：包括毒性、引烧、引火等在内的燃料相对危险度，汽油为41，柴油为34，甲醇为28，相对汽油而言甲醇是比较安全的，且对环境更为有益，而以百分制打分评定LD50（半数致死量），汽油为100，乙醇为50，甲醇仅为30。 　　从实践情况看，山西省对长期从事接触甲醇的工作人员进行跟踪监测和定期体检，未发现一例因接触甲醇而得职业病的；同时，国家替代能源领导小组环境卫生组也曾对国家攻关项目中接触甲醇燃料的人员进行了长达三年跟踪检测和内科检查，并与正常不接触甲醇燃料人员对比，未发现甲醇燃料对人体的健康发生影响。 　　1.3甲醇作为替代燃料的经济性 　　在生产方面，我国煤炭资源丰富，已成为世界上第一产煤大国，因此利用我国相对丰富的煤炭资源，并结合焦炉煤气和煤层气等资源可以大量合成甲醇燃料，降低车用燃料成本。就使用性而言，醇油替代比为1.65：1，而目前汽油价格远高于甲醇，因此甲醇成为替代燃料具有明显的经济性。在基础设施建设方面，首先因甲醇是液体燃料，方便储运、加注，不需增加能源加注系统；其次，在我国的车用燃料中，柴油消耗是汽油的五倍，可以说，柴油才是我国最为紧缺的车用燃料，而关于M20-M30甲醇柴油掺烧技术已经成熟，因此大规模推广应用将有利于缓解我国柴油短缺的问题。 　　2.国内应用现状 　　我国对甲醇燃料的研究起步于二十世纪70年代初期，在“六五”、“七五”、“八五”期间，国家科委均组织科研院所及相关单位进行科研攻关，特别是“八五”期间与德国大众汽车公司合作，共同进行高比例甲醇发动机和汽车的试验研究，先后共有14辆桑塔纳轿车参与了