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威海云清--水性材料领航者

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周良清 高级工程师 13181145213 专业从事化学清洗,清洗各类不锈钢、钢铁、铜铝等工程设备,在金属表面处理行业有着10年的工作经验,现在任职于威海云清化工开发院。云清企业将全力发展成为最著名的精细化工专业集团,为各行各业源源不断地提供更好的理念、商品和服务,推动世界精细化工行业不断走上新台阶!加我QQ:330739094

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甲醇汽车:最适合发展的方式  

2011-01-14 14:56:07|  分类: 环保 |  标签: |举报 |字号 订阅

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甲醇汽车:最适合发展的方式

  中国低碳网讯 甲醇燃料在各方面条件都具备的情况下,如果补上最后的“临门一脚”,有没有可能成为汽柴油的第一种主流清洁化替代方式呢?


  使用醇(甲醇和乙醇)作为燃料的概念就同内燃机一样有历史。19世纪末,由尼古拉斯?奥托(NicholasOtto)等人开发的早期的内燃机模型实际上就是设计成由醇进行驱动的,之后则因为石油更便宜易得而被取代。


  在气候和能源问题日趋严峻的今天,醇类燃料又重新受到人们青睐。而相对于甘蔗重要产地巴西和农业发达的美国来说,燃料乙醇或许对农业用地紧张的中国来说并不那么适合。但是,作为能通过煤化工制取的产品,甲醇燃料却完全可以在煤炭资源丰富的中国脱颖而出。


  甲醇是一种低碳高氧含量的燃料,燃烧时不需要太多空气,有利于减少碳、氮氧化物的排放。同时,使用甲醇也不需要对现有汽车制造体系和燃料输送、储存体系做出过多改变,也就不需要太大的投入成本。因此,甲醇可以说是一种非常适合发展的替代燃料。诺贝尔化学奖得主乔治?奥拉(GeorgeOlah)甚至认为“甲醇经济”是跨越油气时代最重要的一条解决途径。


  但是,甲醇燃料的推进却并不顺利——原来预计在2010年年底前出台的低比例甲醇汽油国家标准(M15)发布时间将要延后,而对于纯甲醇燃料(M100)的《车用甲醇燃料标准》虽已发布,但甲醇燃料、甲醇汽车进入市场也一直还差“临门一脚”。那么,人们到底对这种替代燃料存在什么疑虑?如果这些疑虑能被消除,产业化的发展又如何推进呢?


  不是问题的问题


  对传统的汽车燃料进行更清洁化的替代,有很多种选择——可以是甲醇、乙醇、生物燃料,或者是天然气。那么,选择甲醇有什么理由呢?


  在内燃机工业协会副秘书长魏安力看来,对替代燃料的选择有几项基本原则。第一,要保证原料自给自足。第二,在使用替代燃料后,技术要有所提升。第三,使用替代燃料尽量不能破坏已有的工业体系。魏安力认为,以甲醇作为燃料恰恰能很好地满足这几项原则。


  甲醇是煤基燃料,可以通过煤化工方式进行生产,这对于多煤少气且农业用地紧张的中国来说,不失为一种非常好的选择。而且,用煤生产甲醇,也正符合中国煤炭资源的特点。中国有接近40%的煤炭资源属于高硫煤,即硫含量超过1%。这些煤不能直接用于发电,但却可以直接用于制取甲醇。据一汽集团原副总工程师荣惠康介绍,目前的一些煤制甲醇项目甚至可以将70%的二氧化碳排放进行回收,并制取尿素、醋酸等产品,实现多联产。


  使用甲醇燃料对内燃机制造体系只需要做很小的改变,对生产装配的工艺改动也很简单,与传统的汽车生产体系通用度高。而如果只是将较少量甲醇掺入汽油中,调配成低比例甲醇汽油,甚至不需要对已有的汽车做任何改变就可以使用。


  对于甲醇燃料最大的疑虑集中在毒性和排放这两大问题。但在魏安力看来,其实人们对此是担心过度。针对毒性问题,他指出,首都医科大学早在20年前就做过对比实验,在国际上也有相关机构进行过评定,结果是甲醇的毒性级别和汽油是一样的。甲醇虽然有毒,不能饮用,但汽油同样如此。因此,有关甲醇毒性的质疑只是大家的一个“习惯性谈法”,在行业内已经都不谈这个问题了。“理由很简单,我们没必要将不是问题的问题拿来讨论。”魏安力对《能源》杂志记者表示。


  乔治?奥拉在其著作中也针对甲醇的毒性问题做过阐述。他指出,在服务站给汽车补给甲醇燃料时,人们只是暴露在低剂量的甲醇中,通过呼吸,只有2到3毫克的甲醇进入人体。但实际上,甲醇其实存在于人们生活中的各个方面。例如,在低热食物和软饮料中广泛使用的人造甜味剂天冬氨酰苯丙氨酸甲酯在消化过程中就将部分转化为甲醇。饮用350毫升的汽水,就可能通过消化系统产生20毫克甲醇,远高于在进行甲醇加注时的人体摄入量。而根据美国食品药品管理局(FDA)的资料,成人甚至在每天饮食中摄入500毫克的甲醇时依然能保持身体健康。


  而在排放方面,甲醇作为替代燃料,本来可以使二氧化碳等的排放降低很多,但其也有一个问题,即含有剧毒的致癌物甲醛。甲醇是提炼甲醛的母原料,而且也可能通过不完全燃烧产生甲醛。那么,这是个棘手的难题吗?魏安力曾作为相关问题调查组专家做过对比实验,并提出了“零容忍度”的概念。“甲醛并没有被国际组织定为排放指标,因为其排放量可以忽略不计。那么,对于甲醇燃料来说,只要做到低于汽油的甲醛排放就可以了。”他说。而根据美国甲醇研究院做的致癌度比较试验,甲醇综合排放的致癌物实际上只有汽柴油的20%。


  M100还是M15


  尽管甲醇燃料目前尚未被大范围推广,但人们对其使用的方式也有一些不同的思路。甲醇不仅可以单独作为汽车燃料,也可以与汽柴油按一定体积比进行调配,形成新型清洁燃料。甲醇汽油产品按照甲醇在汽油中的加入量进行划分。例如,在汽油中加入15%的甲醇而调配成的混合物被称为“M15甲醇汽油”,而加入85%的甲醇则调配成“M85甲醇汽油”,至于纯甲醇燃料则被称为“M100甲醇燃料”。


  目前,包括安徽奇瑞、上海华普和一汽集团等在内的汽车厂商已经成功研发纯甲醇燃料汽车。而在山西长治,由长治第一汽车运输有限公司承担的针对M100甲醇燃料汽车的863项目也完成了对125辆甲醇城市客车总行驶里程1768万公里的示范运行考核。结果表明,采用甲醇作为燃料,既减少排放,也降低运营成本。对于M15甲醇汽油,也有包括山西、陕西、贵州、河北等在内的大量省份正在进行推广应用。在山西,在中石化山西分公司等企业的推动下,已建成850个加油站,向社会供应M15甲醇汽油。陕西的延长石油也一直在通过其加油站推广这种产品。


  那么,究竟是应该先推广M100甲醇燃料、汽车产品,或者M85等高比例甲醇汽油,还是先推进M15等低比例甲醇汽油的使用呢?魏安力倾向于第一种选择。“除了M100,所有甲醇汽油都需要加入添加剂,以解决将甲醇和汽油混合使用后可能出现的各种问题。那么,如果在使用过程中出现质量问题,是追究燃料的问题,还是汽车及其零部件的问题?到时候就可能出现无头官司,而这对产业来说是无法承受的。而M100相比则很简单,没有任何添加剂。”他说。


  采用M100甲醇燃料以及M85等高比例甲醇汽油,需要对传统汽车做出一些简单的改造。使用甲醇燃料的汽车存在冷启动性能较差的问题,也就是在低温时不容易正常启动。但如果能加装一个汽油辅助点火装置,并对电喷控制系统进行稍微的改进,就可以正常启动,并在进入一般状态后再不断添加甲醇作为燃料。另外,原有橡胶件的作用是密封石油基产品,而甲醇属于煤基产品,因此难免会引起橡胶老化和溶胀等问题。但魏安力介绍说,这其实也不难解决。甲醇的生产和使用量都很大,针对它已经有很多的密封材料,因此所需要的只是将这些材料用在甲醇燃料汽车上。此外,还需要针对甲醇的腐蚀性和所需要的更高发动机压缩比等问题进行适当的改进。


  正是因为M100甲醇燃料比较简单,针对它的《车用甲醇燃料标准》也早已发布,但低比例的M15甲醇汽油标准就没有这么幸运了。全国醇醚及醇醚清洁汽车专业委员会秘书长马良介绍说,M15甲醇汽油标准难产的原因主要有两个。“第一,美国有高比例甲醇汽油标准,但对于低比例甲醇汽油却没有制定出相关标准,因此目前国外没有任何现成的标准可供借鉴。第二,因为M15甲醇汽油标准涉及添加剂等问题,比高比例甲醇汽油标准制定难度要大。”他对《能源》杂志记者表示。


  因为M15甲醇汽油需要在不对现有汽车做任何改变的情况下直接使用,因此需要加入适当添加剂来解决甲醇汽油在使用中出现的分层、热气阻等问题。而现在添加剂的市场非常混乱,每一个甲醇汽油燃料生产企业可能都有自己的配方,而这些其实是企业的核心技术,不方便对外透露,因此给标准的制定带来了极大的困难。


  马良称,目前针对M15甲醇汽油的标准,可能还将开展包括添加剂、甲醇含量监测方法等数个分标准的制定工作。他也表示,因为M15甲醇汽油可以用在任何汽车上,适应范围很广,也应该要积极推进应用。


  只差“临门一脚”


  如果说M15低比例甲醇汽油推广尚缺全国标准,那么,被F1等大赛许多赛车使用的纯甲醇燃料,已经在山西等地经过示范运行监测,并有相关标准出台,却还迟迟不能得到推广应用,问题在什么地方呢?


  安徽奇瑞、上海华普和一汽集团等厂商都已成功完成对甲醇燃料汽车的研发,甚至开始产业化,并将产品远销中东。甲醇的生产成本每吨最多也只有一千余元,市场卖价每吨两千余元,以1.6升甲醇和1升汽油相当来计算,甲醇的使用成本比汽油也要低不少。


  而对于甲醇的社会加注体系,魏安力表示也可以利用现有的设施建立。他的建议是利用已有加油站闲置的地槽(如已废弃的90#汽油)储存甲醇燃料,并给甲醇汽车进行加注。


  因此,在技术、市场化、配套体系等各方面都有解决方案的情况下,“仅仅只需要政府扶一把了。”魏安力称。


  在荣惠康看来,这个产业最大的问题在于甲醇燃料汽车的准生证,也就是说,需要将这些汽车列入产品公告,从而进入市场。“目前相关部门还没有给甲醇燃料汽车上公告,因此市场形成还需要一个过程。”他对《能源》杂志记者说。但他表示,有关部门也正在考虑明年在一些地区进行甲醇燃料汽车的试点。


  作为汽油的替代产品,以及与生物燃料、电动汽车等竞争的汽车清洁化路径,甲醇燃料的推进一直并不顺利。但是,在各方面条件都具备的情况下,如果补上最后的“临门一脚”,这种适合于中国资源特点的燃料有没有可能成为汽柴油的第一种主流清洁化替代方式呢?

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