第一情报 ---能源与环境

发展煤基醇醚燃料 改善汽车能源消耗结构(三)

供稿人:王静波  供稿时间:2008-3-13   关键字:替代能源  煤基醇醚燃料  甲醇汽车  二甲醚    
二甲醚与甲醇的应用与前景比较
甲醇和二甲醚两种燃料中,二甲醚的清洁性更好,具有较好的发展前景,尤其在替代柴油、LPG方面具有潜力。但是要大规模应用于交通还需一系列探索。比如,迄今为止世界上还没有形成批量生产的二甲醚燃料供给系统和发动机;燃料系统耐久性及关键零部件的制造技术尚需完善;二甲醚需要专用的基础设施及储运材料,要大面积推广应用,需要建立新的燃料供给基础设施体系。而且二甲醚的热值较低,由煤先气化生产甲醇再脱水生产二甲醚,能量利用率进一步降低。
 
相比而言,甲醇的现阶段实用性则好得多。
 
首先是经济性好:从生产效益看,每生产1吨甲醇耗煤1.5-1.8吨,煤制甲醇的成本为1000元/吨左右,而市场甲醇价在3000-4000元/吨,利益空间巨大。从甲醇燃料使用方面看,理论上1.8吨甲醇相应于1吨汽油,而实际中甲醇汽油辛烷值高、甲醇含氧燃烧空气燃料比理论上大大低于汽油,实际消耗1.4吨相当于1吨汽油,能量利用率提高不少。按目前汽油价6000元/吨、甲醇3000元/吨计算,每消耗1.4吨甲醇可比汽油降低成本1800元。而经甲醇脱水生产的二甲醚,由于增加了生产工艺,其价格必然高过甲醇。
 
其次,甲醇作为车用燃料的几个关键技术问题已基本解决,比如发动机的改装、燃料添加改善其腐蚀性、溶胀性等问题;
 
第三,甲醇汽车具有多年的试点推广和使用实践(山西省),效果良好
 
第四,甲醇燃料的储油和加注系统可以在当前汽油储运加注设施上改建,技术工艺并不复杂,投资也不高。
 
综合以上分析可见,在多种车用替代燃料中,煤基燃料是现阶段较现实的替代燃料,而其中醇醚燃料优于煤制油,在醇醚燃料中,又是甲醇的现阶段实用性好得多。因此,甲醇已经被推到了我国未来一段时间内车用替代燃料的现实舞台上。

不过,甲醇燃料应用于汽车多年来一直存在一些争议,主要是毒性与排放问题,最新的一些文献表明,随着技术的不断完善,某些安全问题正在逐步弱化。

关于甲醇的毒性与排放问题:
2007年8月1日《科学时报》报道,甲醇的人体安全可以控制和防范;生物降解性、水土污染等环境安全性好于汽油。排放方面,苯、烯等致癌物低于汽油,而甲醛排放的处理可用尾气氧化处理达到汽油机的水平,见下列各表。不过国内对甲醇汽车的甲醛排放还需进一步开展系统研究。
 
表  各种汽车燃料非常规排放致癌物比较
 
排放(单位:g/km)
甲醇M100
甲醇M85
天然气
石油气
柴油
汽油
0
1.5
0.6
<0.5
1.5
4.7
1.3丁二烯
0
<0.5
<0.5
<0.5
1.0
0.6
甲醛
5.8
5.8
<2.0
<2.0
12
2.5
资料来源:国际能源机构
 
表 甲醛尾气氧化处理试验
 
mg/m3
催化前
催化后
净化率%
汽油机
40
3
90
甲醇机 
88
3
96.6
数据来源:山西净土公司
表  甲醛和甲醇尾气氧化处理试验
 
g/kmh
催化前
催化后
净化率%
甲醛
0.15
0.04
73.3
甲醇
0.05
0
100
数据来源:天津大学与新天地公司
 
关于甲醇的腐蚀性与溶胀性问题:
据上海焦化厂多年从事甲醇燃料研发工作的谢振华副主任称,甲醇比汽油存在腐蚀和溶胀也是客观的,但是可以克服。通过添加抗溶胀、耐腐蚀的添加剂和润滑剂,可以改观甲醇本身对发动机金属表面的腐蚀性,改善甲醇对供油系统的橡胶材料的溶胀作用。而且,目前大众、通用轿车的输油系统都大量采用复合聚酯材料,油箱、油管都已经考虑国内甲醇的情况,这些材料都很成熟,价格也可以承受,新开发的车型已经没有橡胶密封件溶胀故障。

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