车用石油燃料的替代产品——燃料乙醇

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1、车用石油燃料的替代产品——燃料乙醇摘要：面对能源短缺、油价日益高涨的世界性问题，各国逐渐将关注目光转向能源多元化发展和加快可再生能源开发上，燃料乙醇作为新型清洁燃料，正无可争议地成为世界各国的研发重点，燃料乙醇工业发展将面临新的历史性机遇。关键词：替代燃料、燃料乙醇1、车用替代燃料的种类1.1气态烃气态烃燃料包括压缩天然气、液化天然气、液化石油气。压缩天然气和液化天然气的主要成分是甲烷,含量为85-92%,其余大部分是乙烷。液化石油气的主要成分是丙烷。气态烃资源丰富,是较好的代用燃料。最容易使用的是压缩天然气和液化天然气。因为高压和低温才能将天然气液化。使用气态烃燃料的

2、汽车,CO、苯其他有机毒性化合物和颗粒物排放显著减少,但NOx排放会增加。由于压缩天然气体积能量密度低,故汽车装载行驶里程短。气态烃燃料辛烷值高,发动机压缩比应提高。使用压缩天然气和液化天然气的发动机压缩比应提高至13~14:1;使用液化天然气的发动机压缩比应提高至10.5~11:1。目前,我国很多地区的公交车或者出租车都已经改成使用气态烃燃料,取得了良好的环保效果。1.2醇燃料醇燃料包括车用甲醇和车用乙醇。1.2.1车用甲醇燃料车用甲醇燃料的品种主要有M85和M100。M85含甲醇为85%(体积分数),其余是汽油和少量添加剂。M100B不含汽油。近年来,我国甲醇生产装

3、置发展迅速,但生产规模偏小,效率较差,开工率不足,在与国外大型甲醇装置竞争中不占优势。另外社会上对推广车用燃料甲醇有种种顾虑,尤其是甲醇的毒性一直是令人担心的问题。所以乙醇作为含氧化合物应用前景看好。1.2.2车用乙醇燃料车用乙醇燃料的品种主要有E85和E95.巴西使用的较多,美国仅有少量使用。乙醇可由单糖类物或淀粉类植物通过发酵法制取,也可由桔杆、木屑等农业和林业下脚料制取。此外,还可由乙烯水和制乙醇。我国生产乙醇的原料主要是玉米、薯类和甘蔗。研究表明,乙醇调入汽油后,汽油中的辛烷值及含氧量明显升高,从而可以促进汽油的燃烧,而且还可以降低汽车尾气的排放,也就是说,乙醇

4、不仅仅可以起到节能效果,而且还可以起到环保的效果。目前其乙醇燃料已占汽车燃料的50%以上。巴西大量种植甘蔗,生产酒精,作为汽车的乙醇燃料,代替常规的汽油、柴油,美国是世界第二大乙醇燃料生产园,其车用汽油大部分都由10%的乙醇和90%的汽油混合而成。我国也在进行这方面的尝试。而根据报道,05年我国国内将有多个省份将采取用乙醇汽油替代普通汽油预计,到去年底,消费的乙醇汽油量已近20万吨,其中乙醇1.9万吨。乙醇汽油是由90%的普通汽油和10%的乙醇调和而成,这样就少烧了1.9万吨的汽油,对于我国这个进口原油大国来说,相当于节省了近亿美元的外汇。有关专家同时指出,由于车用乙醇

5、汽油和普通汽油可以任意混用,所以司机长途出车在外,可以加入普通汽油正常使用,不用担心加不上油。在目前石油价格高企以及汽车尾气困扰城市大气环境的背景下,推广乙醇汽油也就成为大势所趋。1.3燃料电池据预测,2030年世界汽车将增加到16亿辆左右,汽车排放的大气污染和温室效应,成为各国政府面临的亟待解决的公害问题。燃料电池(也可成为电力型电化学发动机)不经过燃烧而通过电化学反应直接获得电能,是一种高效率,低噪音、低污染的发电系统。因此,燃料电池可能取代内燃机成为新一代汽车的动力。氢和氧的催化反应可以产生电能,作为汽车的动力。在能量的利用效率方面,汽油机的热效率为30%,柴油机

6、为40%,而燃料电池的有效能源利用率可达65%,这使燃料电池有很好的应用前景。我国有三种类型的电动汽车均在开发,发展水平与国外不相上下.而研发的成本低得多,经济上相对占优势。上海的神力公司制成中国的氢动力旅游车已在沪诞生。中科院大连化物所多年来一直研发氢燃料电池技术水平与国外实际水平各有千秋。目前燃料电池有质子交换膜燃料电池(PEMFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、再生氧燃料电池(RFC)等,其中以质子交换膜燃料电池最为成熟,其他几种工作温度均高于质子交换膜.各有优缺点,都在研制中。在中低温型燃料电池中,质子交换膜电池最有希望成为电

7、动汽车的电源。其氢源有直接氢和现场制氢。直接氢存在着储存和运输困难,加氢费时,危险等缺点,故研究的重点在现场制氢,特别是甲醇重整制氢。甲醇重整制氢具有温度低、能耗低、储存和运输容易、加料方便、安全等特点,显出广泛的应用前景。PEMFC作为商品进入市场,必须大幅度降低成本。至今,在降低成本方面国际上已取得进展。如生物制氢技术及稀土合金储氢材料的研究等。虽然燃料电池汽车商业化的时机还未成熟,但几家公司已确定了开始批量生产的时间表,DaimlerBenz公司2004年生产近4000辆燃料电池汽车。因而未来10年,极有可能达到10万辆燃料电池汽车