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甲醇類與烴類替代燃料并存時代到來

   2010-04-30 汽車周刊汽車周刊

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    在當前電動汽車等新能源汽車還不能大面積替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的情況下,許多人又把目光轉(zhuǎn)向了以傳統(tǒng)內(nèi)燃機形式為主的代用燃料汽車。在日前由中國內(nèi)燃機工業(yè)協(xié)會主辦的“傳統(tǒng)能源動力裝置(內(nèi)燃機)高效利用替代燃料技術(shù)交流研討會”上,與會的多位專家提出? D?D“節(jié)約優(yōu)先,立足國內(nèi),煤為基礎(chǔ),多元發(fā)展”仍然是目前和未來我國發(fā)展代用燃料的方針和總體方向。

 

    合理利用二氧化碳烴類與醇類燃料并存

    權(quán)威專家們預(yù)測,在今后50年間化石燃料仍將是世界的主要能源。其實,在國內(nèi)化工界早就有人提出并實踐了以煤基“多聯(lián)產(chǎn)”系統(tǒng)為基礎(chǔ)的“甲醇體系低碳能源化工技術(shù)路線”,并認為這是中國發(fā)展替代能源的最佳選擇。在當下全球都推崇低碳能源、低碳生活的背景下,我國著名化工專家、國家化工行業(yè)生產(chǎn)力促進中心方德巍教授指出,碳是一切物質(zhì)的基礎(chǔ),但是碳完全燃燒后必然產(chǎn)生二氧化碳,過多排放將產(chǎn)生溫室效應(yīng);如果從“循環(huán)經(jīng)濟”理念出發(fā),二氧化碳又是資源,特別是未來世界的寶貴資源。

    “離開了二氧化碳,地球必成為‘死球’,即成為無生命和無有機物存在的環(huán)境,二氧化碳應(yīng)是生命及物質(zhì)之本。”方德巍教授由此提出,“要有控制、平衡地排放二氧化碳,保護地球的生態(tài)環(huán)境,在后石油時代必須找到替代石油的燃料,而且只能本著物質(zhì)及能量守恒的兩大基本原理來分析正確與不正確的技術(shù)路線。”

    方德巍教授表示:“符合客觀發(fā)展規(guī)律的‘烴類燃料和醇類燃料’并存的時代已將到來,是最符合石油時代特色的替代燃料。”

    甲醇是適合中國國情的替代燃料的最好選擇之一

    那么,什么是替代石油綜合效應(yīng)最好的燃料呢?在這一點上國內(nèi)早已有人將甲醇列為了適合中國國情的最好選擇之一,尤其是煤制甲醇。我們知道甲醇的分子式是CH3OH,是一個最低碳的HC化合物并高含氧(質(zhì)量比達50%),其性質(zhì)和特征是未來“能化”物質(zhì)的基礎(chǔ)化合物。美國著名化學家、1996年諾貝爾化學獎獲得者喬治A?奧拉(GeorgA?Olah)教授是世界著名的結(jié)構(gòu)化學家,他早就精辟地對甲醇的結(jié)構(gòu)機理有所論述,稱“甲醇是未來物質(zhì)之本”,是以最節(jié)能降耗和最經(jīng)濟的方式及方法衍生得到一切需要的目標產(chǎn)物,正是碳有效利用的方向。

    依靠我國豐富的煤資源優(yōu)勢,近幾年國內(nèi)多家企業(yè)和研究機構(gòu)對甲醇燃料做出了多方實踐和探討。道依茨一汽(大連)柴油機有限公司的技術(shù)副總工程師王天靈博士介紹,該公司在解放J5重卡的柴油機基礎(chǔ)上,通過對重型柴油機改裝成點燃式甲醇發(fā)動機所采取的關(guān)鍵技術(shù)進行分析研究和攻關(guān),掌握了甲醇汽車中的關(guān)鍵部件、重型甲醇發(fā)動機開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),并研發(fā)出目標定位為自卸車、兼顧牽引車和10米以上客車的甲醇整車和發(fā)動機產(chǎn)品。這種在大馬力柴油機基礎(chǔ)上開發(fā)燃用甲醇的技術(shù),因地制宜地降低了區(qū)域市場中重型運煤車對日益緊張的柴油的依賴,促進了當?shù)禺a(chǎn)煤區(qū)形成煤-煤化工-清潔燃料的產(chǎn)業(yè)鏈。

    從上海華普汽車的M100甲醇汽車研究中我們也能發(fā)現(xiàn),“資源豐富、穩(wěn)定供應(yīng)”和“技術(shù)可行、成本不高”仍然是他們開發(fā)利用甲醇資源的重要原則。從華普M100甲醇汽車最終取得的結(jié)果也能看出,在排放指標方面,其一氧化碳檢測結(jié)果相當于歐Ⅳ和歐Ⅴ標準限值的23.8%;碳氫化合物相當于歐Ⅳ標準限值的21.0%,相當于歐Ⅴ標準限值的28.0%;氮氧化物相當于歐Ⅳ標準限值的6.25%,相當于歐Ⅴ標準限值的8.33%。

    從動力指標看,華普M100甲醇發(fā)動機的最大扭矩比原有汽油機提高7牛米,額定功率提高6 千瓦,整車的最高車速提高5公里/小時,加速至100公里/小時的加速時間縮短0.4秒。華普也因此擁有了一款完全具有自主知識產(chǎn)權(quán),動力性能優(yōu)越,節(jié)能、清潔、低污染的新能源汽車產(chǎn)品。一旦相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施能夠跟上節(jié)奏,這種極具經(jīng)濟性優(yōu)勢的甲醇汽車產(chǎn)品就可以立即發(fā)揮出效力。

    組合燃燒是替代的又一好方式

    實際上在包括對天然氣、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油等在內(nèi)的代用燃料的研究中,不光是每種燃料的單獨應(yīng)用,兩種燃料的組合燃燒研究也成為當前關(guān)注的課題。

    來自內(nèi)燃機燃燒學國家重點實驗室的天津大學教授姚春德介紹,他們研究的壓燃式內(nèi)燃機甲醇/ 柴油組合燃燒技術(shù),在平均替代柴油達20%的情況下,功率增加了2.0%,最大扭矩增大了5.6%,加速響應(yīng)速度也超過原機。同時,甲醇/柴油組合燃燒減少了有害物的排放,煙度排放僅為國三標準限定值的30%;在燃油經(jīng)濟性方面,平均不到1.5升甲醇可替換1.0升柴油,大幅度提高了燃料效率;在燃料寬泛性方面,可以在甲醇/柴油雙燃料或純柴油模式間自動切換,使用范圍無限制;在系統(tǒng)適應(yīng)性方面,不需改動現(xiàn)有柴油機的主體結(jié)構(gòu),既適用于新車安裝,也適用于在用車的改裝。

    從裝載該甲醇/柴油發(fā)動機的卡車在上海的試驗結(jié)果看,每輛車的燃料運行費用平均可以節(jié)省15%。如果按每輛車年行駛20萬公里,平均耗油量40升/100公里,油價按6.00元/升計,每年可以節(jié)省7.2萬元的運輸成本。

 
 
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