制约国内代用燃料汽车应用的关键问题分析.doc

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1、制约国内代用燃料汽车应用的关键问题分析随着我国各项事业的发展，对于能源的消耗也与日俱增，特别是对原油的消耗量，而汽车又是石油消耗最主要的行业之一，2011年中国石油的消费量接近5亿吨，同比增长5%而2011年中国全年原油产量只有2亿吨，占全中国消费的40%,剩下的60%近三亿吨完全依赖于国外的进口，随着中国的汽车普及，石油的进口量还会大幅度的增长。2000年的93号汽油只有2.5元，2010年就涨到了7元，2012年油价更是上涨进入8元时代。虽然如今油价略有下调，但是不可否认的是能源危机正在悄悄来临。我国对进口石油依赖严重，长期发展下去将制约我国经济和社会的发展，现代汽车发动机向着高压缩比、大

2、功率、高转速发展，人们用稀薄燃烧技术和电子控制点火系统来实现较好的经济性，但是这不能彻底的解决我国对石油的依赖，因此，发展新能源来替代传统的汽车燃料对我国具有重大的意义。 能源问题已经严重影响到我国的战略安全，过多的依赖于国外的进口石油可能是我国的发展受到国外的制约，汽车作为石油最主要的消耗行业，寻找合适汽车替代能源的重要性对我国来说不言而喻。在另一方面，我国的汽车排放已成为城市大气环境的一个主要污染源。据统计，近年来上海城区内机动车排放的CO、HC和NOx已分别占总排污负荷的86％、90％和56％，北京在非采暖期，城区内机动车排放的CO、HC和NOx已分别占总排污负荷的60％、86.8％和5

3、4.7％。城市机动车排放污染日趋严重。因此如何在后石油时代，针对我国自然条件和能源资源特色，逐步改变汽车能源结构，发展汽车清洁代用燃料，在发动机上实现高效、低污染的燃烧，控制汽车发动机有害排放对我国城市大气质量带来的日趋严重的影响，已成为我国能源与环境研究中的一个十分重大和紧迫的研究课题。据我了解汽车代用燃料有以下几种：1．液化石油气和天然气天然气（NG）和液化石油气（LPG）由于具有低的污染物排放被认为是内燃机的较理想代用燃料，已经被成功地应用于汽油机。作为车用燃料LPG的主要成份是丙烷、丁烷和少量烯烃和戊烷。LPG辛烷值较高，燃料费比酒精、汽油、柴油等便宜，CO、NOx等有害排放量低于汽油

4、机排放，基本上消除黑烟和颗粒物(PM)，发动机工作噪音低。2．氢气氢气(H2)长期来主要用作宇宙飞行器发射和推进的燃料。作为汽车燃料，氢气辛烷值高，发动机热效率高，发动机可在空气过量系数(λ)较大的范围内稳定燃烧，点火能量低，不到汽油最低点火能量的1/10，且氢燃料的火焰传播速度快，低温下易起动，其燃烧生成物主要是水和NOx，不产生HC、CO和碳烟排放。但在发动机上使用还有回火、早燃、燃烧控制等问题尚待解决。氢的主要缺点是储运性能很差，氢的沸点为-253℃，以液态方式储存时成本高，不适宜长期储存。氢的制取原料有天然气、煤、水。从水制取氢有电解法、热化学法、光解法及微生物法。至今这些制氢方法的成

5、本及能耗都较高、难以进行大规模制氢用于车用燃料，因此氢气必须在解决降低生产成本、储存运输等难题后，才能走向实用。3．醇类燃料醇类燃料甲醇和乙醇，具有辛烷值高、汽化潜热大、热值较低等特点。作为汽车燃料，醇类燃料自身含氧，在发动机燃烧中可提高氧燃比，CO和HC的排放较汽油和柴油的低，几乎无碳烟排放；另外，由于汽化潜热高，可降低进气温度，提高充气效率，使最高燃烧温度低，发动机的NOx排放较低。发动机使用甲醇燃料，会产生有毒的醛类排放。此外甲醇对人体毒性较大，它对金属有腐蚀作用，对橡胶皮革有溶涨作用，会使塑料提早老化，这些缺点使甲醇在实际应用中受到了较大限制。4.二甲醚二甲醚(Dimethylethe

6、r)，简称DME，是一种含氧燃料，它无毒性，常温常压下为气态，常温时可在五个大气压下液化，具有与液化石油气相似的物性。二甲醚无C-C链，其十六烷值大于55，具有优良的压燃性，非常适合于压燃式发动机，用作为柴油机的代用燃料。5.生物燃料全球变暖是不争的事实，人们正在开发来源广泛的生物能源。生物燃料是指从农作物或动物的脂肪中提取的可再生燃料。目前，已研制成功并投入使用的植物油型燃料有菜籽油、棉籽油、棕榈油、豆油、甲醇酯混合油等。将植物油和动物脂肪与酒精反应，脱去甘油三酸脂转变成甲酯或乙基酯之后就可以在柴油机上使用，这些酯类物被称为“生物柴油”。生物柴油中的富氧可以加快燃烧速度，减少CO、HC和微粒

7、排放。其中，天然气在我国取得了实质性地发展与运用。“九五”期间，国家启动了“空气净化工程——清洁汽车行动”，燃气汽车技术开发取得阶段性成果，产业化发展格局已初步形成，为燃气汽车在中国持续应用建立了重要的基础，也将为改善能源结构、降低汽车排放污染产生重要影响。电子喷射燃气汽车技术开发成功，并在骨干汽车生产企业形成生产能力，大中型客车电控燃气发动机的开发也取得实质性进展。基于电喷技术的双燃料、单一燃料