石油代用燃料

汽车的发展促进了经济和社会的发展,同时也加剧了石油资源的短缺和生态环境恶化,它必将对汽车使用的传统石油燃料 (汽油、柴油)发起挑战。因此,石油代用燃料的重要性越来越突出。

1.石油代用燃料研究开发的意义

20世纪70年代石油危机的出现,促使工业化国家进行汽车代用燃料的研究开发,以对付石油供应的危机及最终的石油枯竭。然而在发展中国家,由于当时能源的消耗量极少,所以能源问题并未受到足够重视。

20世纪80年代,环境保护 (汽车尾气排放的限值更为严格,且采取了强制措施)和经济性这两个方面的因素进一步推动了可清洁燃烧代用燃料在工业化国家中的应用。同时,虽然大部分发展中国家已经开始注意到石油使用量的增加所造成的环境影响,但是他们对此问题的关心程度还不足以使他们使用代用燃料。不过,出于经济方面的考虑,低廉的代用燃料在一些发展中国家 (如阿根廷和巴西)它得到了广泛使用。

20世纪90年代,由于执行了严格的汽车尾气排放法规及进行了技术改进,工业化国家中的汽车尾气排放得到了较好的控制。但是,持续的工业增长以及汽车的广泛使用,抵消了尾气排放控制所取得的技术进展。

使用石油代用燃料可能是解决环境污染、石油供应不足以及石油储藏最终枯竭的最有效的办法之一。代用燃料通常要比汽油和柴油便宜,这就使得代用燃料在经济上更具有吸引力。我国能源结构的特点是煤多油少,地区分布不均衡,故代用燃料的研究对改善我国能源结构有重要意义。在煤多油少的情况下,以煤为原料生产甲醇,再以甲醇代替汽油是改善能源结构的重要措施。特别是在少油地区,大力开发醇类燃料有助于改变石油分布不均衡的局面。

石油紧缺不仅带来了油价高涨,也使过去在中国能源体系中被长期边缘化的煤基醇醚燃料,如甲醇、乙醇、二甲醚等,以替代能源的身份走向舞台中央。在中国的石油消耗中,交通运输占到50%左右。此前,在山西、山东、云南、四川等地已经进行了甲醇燃料替代汽油的试验研究,在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽五省的全部地区和河北、山东、江苏、湖北的部分地区推广使用了车用乙醇汽油。甲醇作为车用替代燃料在经济上可行,只要遵守操作规程,外界所担心的对人体健康的影响不会很大。二甲醚前途很好,原料应以煤为主。包括乙醇汽油在内的生物质油应 “不与民争粮,不与民争地”,扩大原料来源,并合理考虑运输半径。

因此,研究和使用代用燃料对应付石油危机、在石油资源枯竭后燃料品种的平稳过渡以及减少汽车的排气污染、保护环境等都具有重要的现实意义和战略意义。由于环保问题的日益突出,各种代用燃料在减少汽车排气污染方面的作用越来越引起重视,因而代用燃料有时也被称为清洁燃料。应该注意的是,燃烧清洁燃料的汽车不等同于低排放汽车,因为专门设计的使用汽油或柴油的发动机燃烧各种清洁燃料时达不到最佳排放效果。

2.代用燃料的选取原则

代用燃料选取的一般原则如下。

(1)资源必须丰富。汽车的保有量在逐年增加,用作汽车的替代燃料只有资源丰富、长期可靠地供应,才能满足汽车日益增加的需要。

(2)价格应比较便宜,以便于大范围推广。

(3)能量密度大,热值高,携带较少的数量时就能使汽车有足够的续驶里程。

(4)毒性低,环境污染小。

(5)安全性好,易于输送、储存和使用。

(6)对发动机的可靠性无不良影响。

根据以上选取原则,作为汽车石油代用燃料比较有前途的主要有天然气 (NG)[包括压缩天然气 (CNG)、液化天然气 (LNG)、吸附天然气 (ANG)、液化石油气 (LPG)]、醇类燃料 (包括甲醇、乙醇)、乳化燃料、甲烷水合物、氢气和生物柴油等。

3.主要代用燃料的比较

主要代用燃料的比较,见表4-7。

表4-7 主要代用燃料的比较