调整汽车燃料结构.doc

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1、调整汽车燃料结构，发展醇燃料汽车 中国科学院工程热物理研究所研究员13届国际醇燃料会议国际组织委员会主席潘奎润（2001年3月31日）摘要我国石油资源短缺和大气质量下降问题，正日越引起人们的关切。在新世纪，我国需要调整汽车能源结构，改变以石油为唯一能源的局面，发展清洁的石油代用燃料汽车，改善大气质量。本文介绍了主要洁净代用燃料的物化特性，应用情况和存在问题，特别对煤制甲醇燃料汽车发展现状，排放性能、使用情况和其前景作了介绍、分析比较，认为从资源、环境、经济、实用、方便和能源安全考虑，煤制甲醇是很适合我国国情并极有前景的洁净代用燃料。一、能源与环境在当今交通能源

2、发展战略的思考中，人们都把注意力放在石油和天然气的开发和利用上，但从这两类资源的储量和开发情况来看，都不容乐观。根据中国工程科学院1997年的“能源供需矛盾”专题报告。我国的能源情况如下（表1） 表1我国能源资源情况  煤天然气石油可采储量1145亿吨17000亿立方米33亿吨统计时间1994年1995年1995年占世界可采储量11%1.2%2.4%占世界第几位3191021据美国能源部1995年资料统计，世界和我国矿物资源可用年限如表2：表2矿物燃料使用年限  煤天然气石油全球（年）2216039中国（年）856219我国和世界的最丰富矿物燃料资源都是煤，而

3、石油资源将分别在19年和39年内耗尽。随着我国国民经济的持续稳定发展，我国对于石油的需求也越大。交通运输是石油的最大用户，汽车工业的发展，以及其他行业对石油需求的增加，都在不断加剧这种资源有限而需求不断扩大的矛盾。我国从94年起已成为石油（原油和成品油）纯进口国，此后平均每年都递增约1000万吨。2000年原油进口量已达7000万吨，成品油达3000万吨，花费外汇250亿美元。估计到2010年，年进口量相当沙特石油产量的一半，在巨大能耗压力下，我国能源安全已成迫切问题，另一方面，汽车使用石油基燃料所排放的污染物，已给大气环境造成严重影响。从国际汽车发展来看，为

4、适应日越提高的排放要求，减少汽车排放物的主要方面措施有：（1）发动机方面进行机内和机外净化，（2）燃料方面从传统燃料发展到含氧燃料、新配方燃料以及采用洁净代用燃料，（3）汽车方面有电动汽车、混合动力汽车以及未来零排放的燃料电池汽车。多年来，我国为改善大气质量，有关部门努力开发多种车用洁净替代燃料，压缩天然气CNG，液化石油气LPG、甲醇、乙醇、脂化植物油、二甲醚DME等，取得了一定成绩。主要代用燃料性质，见表3。表3主要代用燃料的物理化学特性  柴油汽油甲醇乙醇LPGCNGDME21化学组成C15H28C7H15CH4OC2H6OC3H9CH4C2H6O分子量

5、208993246451646C（%m）86.184.937.552.280.075.052.2H（%m）13.915.112.513.020.025.013.0O（%m）0050.034.80034.8液态比重@20℃（kg/1）0.8400.7400.7950.7900.540 0.668低热值（MJ/kg）42.742.519.726.846.047.728.4蒸发热（KJ/MJ）∽6.0∽8.056.433.88.6 14.4研究法辛烷值 95＞110＞100∽100∽130 十六烷值45—55     》55CO2排放（g/MJ）74.273.370

6、.071.563.857.767.5LPG：液化石油气（50%C3H8=50%C4H10）由燃料物化特性，可了解到各种燃料有关混合气形成和燃烧特性。气体燃料和醇、醚燃料的分子量比汽、柴油小得多，对燃料和空气的混合、燃烧、抑制碳烟有利。醇燃料含氧、可促进燃烧更完全，但其热值也下降，其辛烷值高，蒸发潜热大，可用来提高发动机的热效率，降低燃烧温度，减少NOX排放量。21近年我国在一些大城市推广应用燃气汽车，这对缓解大城市的空气污染起到了积极作用。但是，CNG的输送、压缩、储存、携带不便，车辆续驶距离短，建站费用很高；若天然气液化后（LNG）使用，则耗能很高。LPG虽

7、易实行，但国内资源很有限，需大量进口。甲醇由煤或天然气制成，成本低，生产技术成熟，符合我国多煤的国情；它和乙醇一样，可用于汽油机或柴油机。DME也是由煤或天然气制成，十六烷值高，排气不冒烟，是柴油理想代用燃料；但它在常压下是气体，需要开发特殊的燃料供给系统，目前尚未实用化。乙醇是由可再生物质制成，是较好的代用燃料，其燃料性质和应用方法都与甲醇差不多。巴西在政府支持下，自75年起，已在全国大规模推广乙醇燃料。我国有关部门自前年起，也正在启动利用玉米陈化粮转化成车用燃料乙醇项目。但我国乙醇生产成本很高（约4890元/吨），从长期看，我国人口世界第一，每年递增100

8、0多万，耕地则在递减，土地资源有限，需