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烃类与醇类燃料并存的时代已到来 |
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| http://cn.newmaker.com
4/17/2010 3:35:00 PM
中国工业报
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——专家谈符合中国特色的燃料替代方式
记者 赵三明
在当前电动汽车等新能源汽车还不能大面积替代传统内燃机汽车的情况下，许多人又把目光转向了以传统内燃机形式为主的代用燃料汽车。在日前由中国内燃机工业协会主办的“传统能源动力装置（内燃机）高效利用替代燃料技术交流研讨会”上，与会的多位专家提出——“节约优先，立足国内，煤为基础，多元发展”仍然是目前和未来我国发展代用燃料的方针和总体方向。
合理利用二氧化碳烃类与醇类燃料并存
权威专家们预测，在今后50年间化石燃料仍将是世界的主要能源。其实，在国内化工界早就有人提出并实践了以煤基“多联产”系统为基础的“甲醇体系低碳能源化工技术路线”，并认为这是中国发展替代能源的最佳选择。在当下全球都推崇低碳能源、低碳生活的背景下，我国著名化工专家、国家化工行业生产力促进中心方德巍教授指出，碳是一切物质的基础，但是碳完全燃烧后必然产生二氧化碳，过多排放将产生温室效应；如果从“循环经济”理念出发，二氧化碳又是资源，特别是未来世界的宝贵资源。
“离开了二氧化碳，地球必成为‘死球’，即成为无生命和无有机物存在的环境，二氧化碳应是生命及物质之本。”方德巍教授由此提出，“要有控制、平衡地排放二氧化碳，保护地球的生态环境，在后石油时代必须找到替代石油的燃料，而且只能本着物质及能量守恒的两大基本原理来分析正确与不正确的技术路线。”
方德巍教授表示：“符合客观发展规律的‘烃类燃料和醇类燃料’并存的时代已将到来，是最符合石油时代特色的替代燃料。”
甲醇是适合中国国情的替代燃料的最好选择之一
那么，什么是替代石油综合效应最好的燃料呢？在这一点上国内早已有人将甲醇列为了适合中国国情的最好选择之一，尤其是煤制甲醇。我们知道甲醇的分子式是CH3OH，是一个最低碳的HC化合物并高含氧（质量比达50%），其性质和特征是未来“能化”物质的基础化合物。美国著名化学家、1996年诺贝尔化学奖获得者乔治A·奥拉（Geor鄄gA·Olah）教授是世界著名的结构化学家，他早就精辟地对甲醇的结构机理有所论述，称“甲醇是未来物质之本”，是以最节能降耗和最经济的方式及方法衍生得到一切需要的目标产物，正是碳有效利用的方向。
依靠我国丰富的煤资源优势，近几年国内多家企业和研究机构对甲醇燃料做出了多方实践和探讨。道依茨一汽（大连）柴油机有限公司的技术副总工程师王天灵博士介绍，该公司在解放J5重卡的柴油机基础上，通过对重型柴油机改装成点燃式甲醇发动机所采取的关键技术进行分析研究和攻关，掌握了甲醇汽车中的关键部件、重型甲醇发动机开发的关键技术，并研发出目标定位为自卸车、兼顾牵引车和10米以上客车的甲醇整车和发动机产品。这种在大马力柴油机基础上开发燃用甲醇的技术，因地制宜地降低了区域市场中重型运煤车对日益紧张的柴油的依赖，促进了当地产煤区形成煤-煤化工-清洁燃料的产业链。
从上海华普汽车的M100甲醇汽车研究中我们也能发现，“资源丰富、稳定供应”和“技术可行、成本不高”仍然是他们开发利用甲醇资源的重要原则。从华普M100甲醇汽车最终取得的结果也能看出，在排放指标方面，其一氧化碳检测结果相当于欧Ⅳ和欧Ⅴ标准限值的23.8%；碳氢化合物相当于欧Ⅳ标准限值的21.0%，相当于欧Ⅴ标准限值的28.0%；氮氧化物相当于欧Ⅳ标准限值的6.25%，相当于欧Ⅴ标准限值的8.33%。
从动力指标看，华普M100甲醇发动机的最大扭矩比原有汽油机提高7牛米，额定功率提高6千瓦，整车的最高车速提高5公里/小时，加速至100公里/小时的加速时间缩短0.4秒。华普也因此拥有了一款完全具有自主知识产权，动力性能优越，节能、清洁、低污染的新能源汽车产品。一旦相应基础设施能够跟上节奏，这种极具经济性优势的甲醇汽车产品就可以立即发挥出效力。
组合燃烧是替代的又一好方式
实际上在包括对天然气、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油等在内的代用燃料的研究中，不光是每种燃料的单独应用，两种燃料的组合燃烧研究也成为当前关注的课题。
来自内燃机燃烧学国家重点实验室的天津大学教授姚春德介绍，他们研究的压燃式内燃机甲醇/柴油组合燃烧技术，在平均替代柴油达20%的情况下，功率增加了2.0%，最大扭矩增大了5.6%，加速响应速度也超过原机。同时，甲醇/柴油组合燃烧减少了有害物的排放，烟度排放仅为国三标准限定值的30%；在燃油经济性方面，平均不到1.5升甲醇可替换1.0升柴油，大幅度提高了燃料效率；在燃料宽泛性方面，可以在甲醇/柴油双燃料或纯柴油模式间自动切换，使用范围无限制；在系统适应性方面，不需改动现有柴油机的主体结构，既适用于新车安装，也适用于在用车的改装。
从装载该甲醇/柴油发动机的卡车在上海的试验结果看，每辆车的燃料运行费用平均可以节省15%。如果按每辆车年行驶20万公里，平均耗油量40升/100公里，油价按6.00元/升计，每年可以节省7.2万元的运输成本。
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