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我国应适度发展乙醇燃料

来源:汽车与配件
摘要:其中乙醇燃料是一种可有效解决玉米等粮食作物的转化,形成一个长期、稳定、可控的粮食消费市场,最终可以提高农民的收益。为此,我国在“十五”期间提出了先在河南、黑龙江、吉林等几个产粮大省进行试点,然后逐步推广。车用乙醇燃料与汽油、柴油比较燃料乙醇属可再生能源。它可从甘蔗、玉米、薯干、植物秸干等为原料发酵......

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        为了进一步调整能源消费结构,我国开发石油替代能源,缓解石油短缺以及改善汽车尾气排放,提高大气环境质量。其中乙醇燃料是一种可有效解决玉米等粮食作物的转化,形成一个长期、稳定、可控的粮食消费市场,最终可以提高农民的收益。为此,我国在“十五”期间提出了先在河南、黑龙江、吉林等几个产粮大省进行试点,然后逐步推广。

        

车用乙醇燃料与汽油、柴油比较

        燃料乙醇属可再生能源。它可从甘蔗、玉米、薯干、植物秸干等为原料发酵制造,乙醇经脱水后再添加变性剂得到燃料乙醇,将燃料乙醇辅以添加剂加入汽油中成为乙醇汽油。我国现在试点推广的是E10(汽油占90%,乙醇占10%)。

        乙醇和汽油、柴油基本物化性能比较:

        附表是乙醇、汽油、柴油基本物化性能。

        从附表可看出:

1、乙醇的热值比石油燃料低,约是汽油的64%,但理论混合气热值与汽油相当,因此汽车使用乙醇燃料不会影响汽车动力性能。

2、乙醇的辛烷值远高于汽油,当汽油中加入一定量乙醇后,乙醇汽油燃料的辛烷值将大大高于汽油辛烷值,能抑制爆震。

3、乙醇的着火性差,十六烷值只有8个单位,比柴油低得多,在压燃式发动机中燃用乙醇燃料比较困难。

4、乙醇的沸点比汽油低,有助于燃油-空气混合气形成,但缺少高挥发性成分,对起动不利。

5、乙醇的汽化潜热约是汽油的三倍,高的汽化潜热和低的蒸气压导致混合气形成和起动困难,但可提高充气效率。

        从我国对轿车燃用乙醇汽油对动力性、经济性和排放的比较可看到:

1、当汽油中掺入小于15%乙醇后,其加速性变化不明显。

2、由于乙醇的热值明显低于汽油,而要达到相同的功率必须加大进油量,因此乙醇汽油的百公里油耗要大于汽油(约增加3%~5%)。虽然国家在财政上给予补贴,使乙醇汽油价格与同标号无铅汽油相同,但由于百公里油耗要大,因此会增加消费者负担。

3、燃用乙醇汽油后,CO和HC排放明显低于纯汽油,分别下降3.08%和13.04%,但NOx排放与纯汽油相仿。总体来说,燃用乙醇汽油有利于降低城市污染,减少废气,抑制温室效应。

4、燃用乙醇汽油有可能使橡胶件、密封件出现溶胀现象,对发动机金属件会有一定腐蚀作用。

        

世界各国乙醇燃料应用情况

        由于石油价格上涨已接近80美元/桶,世界各国近来都在开展以乙醇燃料作为替代石油燃料,因为乙醇是可再生能源。

1、美国

        美国是最大石油消费国和进口国,2006年1月末,美国总统在发表“国情咨文”时提出,要加快推广乙醇作为清洁替代燃料。美国生产燃料乙醇的原料是玉米。美国是世界上最大的玉米生产国和出口国,年产玉米上亿吨。美国从1979年实施联邦政府“乙醇发展计划”,大力推广E10(乙醇占10%,汽油占90%)混合燃料,全国已有41个州在推广车用E10;乙醇汽油消费量占全部汽油消费量的20%,全国8%玉米产量用于生产燃料乙醇。全国已有400万辆汽车既可使用汽油也可使用乙醇汽油。美国政府利用其玉米产量优势提取乙醇,推广乙醇燃料,减少今后对原油的依赖,而巨大的乙醇需求又刺激玉米的产量。据美国农业部预测,2006年用于生产乙醇的玉米将占美国玉米总产量20%左右。

2、巴西

        巴西是一个农牧业大国,且具有可耕地资源充裕,气候适宜,在目前巴西生产的前15位农产品产值中甘蔗排名第二,而甘蔗是巴西提取乙醇最主要原料。巴西是石油资源贫乏的国家之一,政府禁止消费不含乙醇的汽油,巴西甘蔗产量的43%用于生产燃料乙醇,乙醇消耗总量92%用于交通。巴西市面销售的均为乙醇汽油,是世界上唯一不使用纯汽油的国家。

3、欧盟

        欧盟“2030年生物燃料实施计划”分三步实施:第一步2010年以前,主要从谷类及植物油中提取生物燃料;2010年~2020年通过技术突破,利用农、林、工业产品废料制取生物燃料;2020年~2030年主要通过能源作物制取生物燃料,能源作物单位种植面积产量高、成本低,将成为未来生物燃料的主要来源。

        欧盟生物乙醇推广项目——保持交通可持续发展的生物乙醇(Bio  Ethanol  for  Sustainable  Transport,简称BEST),实施期为4年,目的是在验证乙醇燃料对环境、技术、社会的益处,并为乙醇燃料汽车大范围推广做准备。目标是推广乙醇作为汽车替代燃料的使用。从2006年开始运作,由瑞典斯德哥尔摩公交公司(SL)发起,并得到欧盟的资金支持。该项目宗旨是推动乘用车和商用车大规模采用乙醇燃料。项目包括在世界各地10个试点地区建立乙醇燃料“加油站”,进行乘用车和公交车试验。试点地区还包括瑞典斯德哥尔摩、荷兰鹿特丹、爱尔兰的都柏林、西班牙马德里及巴斯克省、中国河南南阳市和巴西的圣保罗等。为BEST项目提供乙醇燃料的商用车制造商——斯堪尼亚公司向欧盟生物乙醇推广项目提供客车,它不象上面所说,在汽油发动机上推广乙醇汽油,而是在柴油发动机上采用95%纯乙醇和5%点火助燃剂,按照柴油发动机工作原理——压缩燃烧工作。但必须对柴油发动机进行更改:将压缩比由18∶1提高到28∶1。这是因为柴油十六烷值为40~55,而乙醇十六烷值只有8,所以必须大幅度提高压缩比并采用5%点火助燃剂,使乙醇燃料压缩自燃。此外还需增大燃油喷油器,更改喷油正时、缸盖垫片和滤芯,由于乙醇热值较低,只有柴油热值的63%,燃油耗比柴油高,必须用稍大的燃油箱。

4、日本

        日本是石油第三大消费国和进口国。日本环境省决定,到2030年日本国内出售的车用汽油应更换成E10乙醇汽油。2008年~2012年日本国内50%燃料更换成E3乙醇汽油(乙醇含量占3%);从2020年起日本开始供应E10乙醇汽油;到2030年日本所有车用汽油都更换成E10乙醇汽油。

5、加拿大

        加拿大政府于2006年5月23日宣布,将推出一项新能源政策,要求在2010年前所有的汽油和柴油中必须含有5%再生能源。再生能源包括从玉米和小麦中提炼的乙醇燃料。

        

我国应适度发展乙醇燃料

        我国目前在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽五省全境和江苏省5个地市(在苏北)、山东7市(济南、枣庄、济宁、泰安、聊城、临沂、荷泽)、河北6个地市、湖北9个地市共4省27个地市被列为车用乙醇汽油试点。2006年5月,国家发改委工业司在“车用乙醇汽油试点评估会”上代表们提出了将北京、上海、天津等中心城市纳入下一步乙醇汽油推广范围,提高可再生生物燃料应用比重。我国主要推广E10车用乙醇汽油。目前国家对燃料乙醇的生产实行财政补贴政策,车用乙醇汽油与无铅汽油同升同价,有的地方为了推广车用乙醇汽油,价格还比无铅汽油稍低,由于汽车采用车用乙醇汽油,百公里燃油耗要比采用纯汽油高3%~5%,因此百公里燃油价格仍比纯汽油稍高,稍许增加了消费者负担。

        由于我国主要粮食作物是大米、小麦、玉米,而只有小麦和玉米可作为乙醇生产的原料。我国原先是以国内库存的近1亿t陈化粮作为生产乙醇的原料,目前陈化粮已经用完,乙醇生产开始转向采用新粮作为原料。

        我国农业部统计,2004年我国国内粮食由于供应吃紧,导致出口下降,同时粮食进口大幅提高,净进口496万t粮食,农业贸易也由2003年顺差25亿美元变为逆差46.4亿美元。2004年我国乙醇汽油产量130万t,消耗玉米400万t左右。通常要用3.2t~3.5t粮食才能生产1t乙醇,同时在生产过程中还需消耗煤2t~3.5t,从总的能源消耗来看,使用粮食生产乙醇燃料替代汽油、柴油并无优势可言。根据我国并不是粮食充裕的实际情况,还不具备在全国范围内大面积推广使用车用乙醇汽油的条件,而只能是适度发展车用乙醇汽油。

        根据我国实际情况寻找如垃圾、下脚料或植物纤维等原料提取乙醇,应作为我国“十一五”规划中要解决的乙醇的原料问题。

        虽然我国从2001年起已开始实施车用E10乙醇汽油的使用,对乙醇汽油存在的问题已有一定的使用经验,尚未发生密封件溶胀和金属部件腐蚀等现象。但车用乙醇汽油在储运和销售过程中易吸水产生相分离的缺点,及要建设一定数量的加油站等都是我国在适度推广乙醇汽油时要认真对待的问题。

        总之,在我国推广车用E10乙醇汽油用于汽车,对于减少对石油资源的依赖、减少汽车尾气排放都有很好的现实意义。
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