第一情报 ---化学工业

甲醇作为能源替代品的可行性(三)

供稿人:唐鹃  供稿时间:2006-12-31   关键字:甲醇  替代能源  可行性  阻碍  
五、甲醇作为替代燃料目前存在的阻碍分析
 
甲醇燃料是公认的清洁能源和良好的汽车代用燃料,但是甲醇燃料的性能毕竟与普通汽油、柴油不同,廿世纪七十年代,德国、瑞典、新西兰等曾经启动推广使用M15甲醇汽油计划,1987年美国也推广过M85甲醇汽油,推广中暴露了三大不容忽视的问题:
 
(1)使用甲醇汽油尽管可以减少尾气中CO、NOx排放,但尾气中总醛排放增加了3倍以上,而甲醛是一种致癌物质。汽油中加入甲醇后蒸气压上升明显,运输加工使用过程中挥发损失增加,加上甲醇又具有相当的毒性,使用甲醇汽油对环境有正效应,但也存在明显的负效应。
 
(2)使用甲醇汽油易造成汽车发动机活塞环和汽缸壁的腐蚀、磨损,发动机供油系统橡胶件溶胀,对汽车发动机造成渐进式、短时间难以察觉的损坏。
 
美国汽车制造商协会1996年公布的从MA汽油规格中,要求汽油中甲醇含量不超过0.15体积百分比,1988年12月世界汽车制造商组织联合发布的“世界燃料规范”中要求不允许使用甲醇。
 
(3)推广甲醇汽油,要建立相应的输送、调配、销售系统,销售成本增加;使用高比例甲醇汽油(如M85),必须使用专用的发动机;使用低比例甲醇汽油(如M15),发动机的某些零部件需要更换,用户的车辆维护保养的工作量加大,社会运行成本增高。
 
上述三方面的原因,使得始于廿世纪七十年代的推广甲醇汽油的工作没有取得成功。
 
除了上述原因外,以下技术问题在推广甲醇燃料的过程中也需要得以解决:
(1)一般技术:包括调配工艺、原料选择、掺合比例和掺合工艺,保证甲醇燃料有适当的蒸发性和热值,防止使用中出现低温冷启动不良、高温产生气阻、动力明显下降等问题;
 
(2)核心技术:用于生产甲醇汽、柴油的甲醇改性剂,它以助溶剂为主,同时含有防腐蚀添加剂、抗橡胶溶胀剂、抗水剂等,不仅能够实现甲醇与汽油、柴油的互溶,稳定期长,而且能够完全防止发动机金属材料腐蚀,减少橡胶材料溶胀,提高甲醇燃料技术的能力;
 
(3)燃料中掺入比例:甲醇作为汽车燃料,可以单独使用,也可与汽油混合使用。单独使用甲醇需要专用的发动机。国内已有纯甲醇作为燃料的示范车队,使用2年多一直很正常,但这种方式存在燃料使用单一,不能同时使用汽油的缺点,同时由于甲醇加油站少,其应用受到局限。
 
而对甲醇汽油而言,低掺入量对发动机影响不大;中掺入量需加添加剂;掺入量高时则需改动发动机。从用户方便使用的角度看,以低、中比例掺入量为佳,这样甲醇汽油可以与汽油混用,不用改动发动机,也不受甲醇加油站的限制;但低掺入量(例如:5%以下),方法虽然最简单,但经济效益不明显;中掺入量(10~50%),甲醇汽油容易出现分层,需要加复合添加剂;
 
(4)甲醇汽油目前尚没有中国国家标准:甲醇掺入汽油中通常以甲醇含量作为燃料标记,例如:M85即甲醇含量为85%的甲醇汽油。目前甲醇汽油有多种规格:M5、M10、M15、M20、M30、M50、M85等,由于甲醇热值低,其掺入比例变化会影响到产品的动力性能,在使用时会感受到车辆性能变化,如功率不足、加速变慢、怠速不稳等,虽然可通过改变添加剂配方改善,但由于各技术单位的添加剂配方不同,混合比例不一样,产品只有地方标准,没有国家统一标准,产品质量参差不齐,流通、使用和管理没有依据,阻碍了甲醇汽油的发展;
 
(5)由于油品关系到国家安全,并且易燃、易爆,运输、贮存有特定要求,故国家有关部门规定,油品的生产和销售必须由两大石油集团控制,生产企业如果没有生产许可证、经营许可证,随时会受到工商、质检、交通等部门的查处。甲醇如果作为替代能源,必然牵涉到原来两大油品生产、供应商的利益;
 
(6)国内的汽车种类较多、车辆新旧程度不一样,使用甲醇汽油不改发动机时,需调节进风量,由于车辆结构不同,进风量不易调控,容易出现熄火、加速慢、打顿等现象,车辆耗油量也会增加。此外,甲醇具有毒性,甲醇会吸水,甲醇汽油放置一个月以上就会出现分层现象,使用甲醇汽油的车辆尾气含有甲醇、甲酸等非常规排放物。如果将甲醇汽油作为普通燃油使用,必须进一步提高甲醇汽油的产品性能,从而能够适应不同车型、车况,以及尾气排放等问题。
 
参考文献:
1.张勇等,基于燃料甲醇的煤基替代燃料行业发展分析,应用化工,2005,34(8):455~459
2.张晶等,机动车代用燃料性能比较,内蒙古环境保护,2005,l7(4):27~29
3.王璇,甲醇生产工艺经济与成本分析,国际化工信息,2005,(4):10~11,18
4.Amanda Sauer,Comparison of International Fuel Economy Standards,http://www.pewclimate.org/docUploads/Fuel%20Economy%20paper%2EChinese%20final%2Epdf
5.Cai R.,Fuels,Tokyo:Nov. 13~16,1988;Japan:Sanbi Insatsu Co. hd. 1988:939~944
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