我國高效利用燃料乙醇的建議

專(zhuān)家建議 Expert Suggestion我國高效利用燃料乙醇的建議姚春德(天津大學(xué),天津300072)摘要:對比國外的發(fā)展情況,結合國情建議在柴油機上使用乙醇并提出具體的技術(shù)方法。在柴油機上使用乙醇,可以大幅度提高燃料效率減少二氧化碳排放,其他排放也能隨之改善。關(guān)鍵詞:燃料乙醇;汽油機;柴油機中圖分類(lèi)號:TK6文獻標識碼:A文章編號1003-255(2009)04-0024-02 Abstract: Regarding production and usage of ethanol domestically produced and comparing with those produced in the regions of the world, it proposes a technical method to apply ethanol to compression ignition engines rather than to spark ignition ones. By estimating, 4% of carbon dioxide could be reduced, and improy- ing fuel economy and decreasing other hazardous emissions, if all ethanol domestically produced would be applied to C.I. engines. Key words: Ethanol; CI engine; SI engine我國自21世紀初開(kāi)始生產(chǎn)燃料乙醇,經(jīng)過(guò)這醇的乙醇汽油意味著(zhù)熱值是普通汽油的96.2%左些年的發(fā)展,取得很大的成績(jì)燃料乙醇摻入到汽右。目前乙醇汽油的價(jià)格與普通汽油相比并無(wú)很油中形成乙醇汽油(即E10)每年超過(guò)1000萬(wàn)t。大優(yōu)勢,因此,對于用戶(hù)來(lái)說(shuō),乙醇汽油的燃料費由于生產(chǎn)燃料乙醇既可以改善汽油發(fā)動(dòng)機的怠速與普通汽油相比就會(huì )增加。因此,采用乙醇汽油本排放品質(zhì),可以解決陳化糧問(wèn)題,減少二氧化碳排來(lái)是一個(gè)有利于實(shí)現可持續發(fā)展的好事,實(shí)際中放,又加上乙醇由生物質(zhì)制得,可以再生,一時(shí)間卻沒(méi)有讓人民從中真正受惠。因而,如何高效利用各地紛紛爭上乙醇項目。由起初的產(chǎn)糧地區向其好我國寶貴的燃料乙醇是內燃機的重要課題。他地區發(fā)展。由于目前生產(chǎn)燃料乙醇的原料均來(lái)乙醇在國外作為燃料使用的歷史由來(lái)已久。自糧食,2006年12月國家發(fā)展和改革委員會(huì )發(fā)文在汽油作為內燃機燃料大規模應用之前就曾大量表示,保留河南天冠、安徽豐原、吉林榆樹(shù)等4個(gè)應用過(guò)。甚至由德國人尼古拉斯·奧拓發(fā)明的世界地區,其他再上的新乙醇項目不得以糧食作為原上第一臺點(diǎn)燃式內燃機,其申請專(zhuān)利用的內燃機料,體現發(fā)展能源“不與民爭糧,不與糧爭地”的燃料即為酒精。在中東大油田被發(fā)現前,乙醇作為基本原則。乙醇作為可再生燃料能源深入人心有燃料是很普遍的。目前將乙醇作為車(chē)用標準燃料條件地區正積極利用當地資源發(fā)展乙醇燃料如廣的地方在世界上還是較多的,突出的是南美的巴西、海南等地發(fā)展木薯以及甘蔗等資源。到了2008西和北美的美國年我國全年乙醇燃料產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)130萬(wàn)t。這些由于國情的特殊性,巴西在發(fā)現東海岸大油產(chǎn)量約占同年全國消耗汽油2%左右。但是目前田之前,石油主要依賴(lài)進(jìn)口。但是利用該國得天獨摻在汽油中形成的乙醇汽油在應用中并沒(méi)有真正厚的氣候和地廣人稀的自然條件,大量種植甘蔗發(fā)揮其應有作用。根據試驗,含有10%乙醇的汽并用其制取酒精。1930年巴西就有將燃料乙醇以油與普通汽油相比,油耗量要增加3.5%以上。也5%~15%的比例摻到汽油中使用的歷史。目前國就是說(shuō),乙醇汽油中至少3.5%的效能沒(méi)有發(fā)揮家燃油標準是E20從熱值上說(shuō),乙醇僅為汽油的62%,加入10%乙美國是一個(gè)汽車(chē)大國,汽油消耗量極大,每年收稿日期:2009-03-12作者簡(jiǎn)介:姚德(1955-)天津大學(xué)教授,博士,長(cháng)期從事內燃機石油替代燃料以及廢氣凈化方面的研究。T第31卷第4期2009年4月 Yol No. Apr 2009 Expert Suggestion專(zhuān)家建議數億噸。乙醇的加入主要用于提高辛烷值。美國是一樣。噴醇后,乙醇以均質(zhì)混合氣進(jìn)入氣缸,由柴將燃料乙醇以10%的比例摻入汽油中使用。在20油引燃。由于乙醇汽化潛熱值高,降低進(jìn)氣溫度,世紀80年代美國用甲基叔丁醚(MTBE)替代四減少NO生成。由于柴油引燃乙醇混合氣,燃燒速乙基鉛以提高汽油辛烷值。1994年發(fā)現甲基叔丁度加快,增加了發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性,提高了燃料效醚易污染地下水,隨之在加州停用。2004年全國率。不用任何添加劑可以較大比例使用乙醇,平均改用含乙醇的新配方汽油,目前將乙醇加入汽油達到20%以上。經(jīng)國家檢測機構測定,原機在裝有形成的E10已成為國家標準燃料,稱(chēng)為“新配方機械式燃油噴射系統的基礎上,智能控制噴醇,可汽油”。根據2002年美國聯(lián)邦政府頒布的《能源以使其排放品質(zhì)由國提升到國Ⅲ,部分指標甚至自主及安全法》,要求到2022年,美國乙醇的年達到國Ⅳ標準。更重要的是,該系統具有的另一優(yōu)產(chǎn)量要達到360億gal(約合1.1億t)的目標值。點(diǎn)是,發(fā)動(dòng)機在有乙醇時(shí)性能得到改善和提高,沒(méi)屆時(shí)20%的乙醇用于形成乙醇汽油。有乙醇時(shí)便自動(dòng)回到原機狀態(tài),十分靈活方便。巴西和美國是世界上2個(gè)最大的乙醇生產(chǎn)國柴油機由于壓縮比高,沒(méi)有像汽油機那樣的前者用甘蔗作原料,后者則用玉米目前2國的產(chǎn)節氣門(mén)泵吸損失,因而燃料效率要比汽油機高出量合起來(lái)超過(guò)4000萬(wàn)t我國的乙醇以糧食為原料,30%~40%。在柴油機上應用乙醇,減少了柴油消產(chǎn)量位于世界第3位。由此可見(jiàn),盡管全世界乙醇耗,不僅可以替代部分柴油,而且根據乙醇和柴油的生產(chǎn)方式、生產(chǎn)原料有所不同,但最終的應用方的含碳量不同,還可以減少二氧化碳排放。以替代式完全一樣,都是加入汽油中形成乙醇汽油。然而,20%柴油計,約減少二氧化碳排放4%。同時(shí),其我們應看到國情的差別,一是2國的汽車(chē)保有量差他有害排放如微粒和NO也大幅度減少。距大。美國是一個(gè)汽車(chē)王國,俗稱(chēng)輪子上的國家。而由此可見(jiàn),應積極支持和鼓勵在壓燃式發(fā)動(dòng)我國是一個(gè)發(fā)展中國家,雖然我國汽車(chē)近年來(lái)發(fā)展機,即柴油機上應用乙醇。如果現有的130余萬(wàn)t很快,但是總量上與美國相差甚遠截止到2008年乙醇能夠全部用到柴油機上,則一方面緩解國內底,我國汽車(chē)保有量才6000萬(wàn)輛,加上摩托車(chē)1.6的柴油緊張局面,讓乙醇得以高效率利用。另一方億輛。而美國汽車(chē)總量就是近3.0億輛。二是在燃面,乙醇在柴油機上應用,由于效率高,也同時(shí)會(huì )料消耗結構不同。美國每年消耗汽油達數億噸,柴減少燃料費用,讓用戶(hù)得到在新能源應用中的實(shí)油消耗量與其相近。而我國每年消耗汽油為柴油的惠。真正讓乙醇這一可再生能源為國家的可持續一半還不到。以2008年為例,全國全年消耗汽油發(fā)展做出應有貢獻。6100萬(wàn)t,而柴油消耗近1.4億t,為汽油2.0倍以參考文獻:上。由于柴油機在交通運輸、工程機械、農業(yè)、農1]張艷防止各地“一哄而上”發(fā)改委為乙醇燃料緊急降機、水運、國防等各領(lǐng)域的廣泛應用,使柴油成為溫N]京華時(shí)報,2006-12-19國民經(jīng)濟發(fā)展的基石。三是乙醇加入汽油的用途不【2】高海洋,牟連嵩,戴春蓓.乙醇汽油車(chē)輛性能研究[A].中國同。美國在汽油中加入乙醇用于提高辛烷值,而我汽車(chē)工程學(xué)會(huì )燃料與潤滑油分會(huì )第12屆年會(huì )[C].成都國提高辛烷值用甲基叔丁醚(MTBE),加入乙醇純2006.(10):216-219.粹是替代汽油。我國的乙醇來(lái)自糧食,得之不易,我【3】【美喬治A.奧拉,阿蘭·戈佩特g.K.蘇耶·普拉卡西國燃料從結構上說(shuō)缺少的是柴油。因此,著(zhù)力于用跨越油氣時(shí)代:甲醇經(jīng)濟[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.乙醇燃料減少柴油消耗是我國的國情需要。147.乙醇用于柴油機存在較大的難度。原因是其十14王啟現李強世界燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干技術(shù)問(wèn)題探六烷值低,不易壓燃。另外,乙醇與柴油不溶。在討]世界農業(yè)2007.(10)(總342).柴油機上應用需要添加很多像著(zhù)火改進(jìn)劑和乳化劑[5]全球乙醇汽油業(yè)分析[EB/OL].慧典市場(chǎng)研究報告網(wǎng)tp:之類(lèi)的成分。國內外也在這方面做了很多研究和探 www.hdcmr.com/,2008-11-25.討,但尚未見(jiàn)到有商業(yè)化的應用實(shí)例。近年來(lái),天6】姚春德李云強王銀山等進(jìn)氣預混乙醇對柴油機碳煙與津大學(xué)內燃機燃燒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室在此方面取得NO排放的影響參數研究(J]燃燒科學(xué)與技術(shù),2004,(6):很大突破,在進(jìn)氣管上安裝乙醇噴嘴,噴醇量和噴529-534醇時(shí)刻均由電控裝置自動(dòng)控制,采用柴油乙醇組合17】檢驗報告-壓燃式發(fā)動(dòng)機排氣污染物排放襄樊國家汽燃燒的獨特控制理論,使發(fā)動(dòng)機的啟動(dòng)性能與原機車(chē)質(zhì)量監督檢驗中心(編號:QC08051CD0941)