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我國發(fā)展甲醇燃料和甲醇汽車的重要性、必要性和可行性分析分析
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http://mamogu.com 發(fā)稿日期:2009-5-25
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2009年中國化肥行業(yè)市場分析及投資前景預測報告 【出版日期】 2009年5月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個2009-2012年中國阻燃劑產業(yè)市場動態(tài)及發(fā)展前景分 【出版日期】 2009年5月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個 【印2009-2012年中國液化天然氣產業(yè)運行態(tài)勢及投資前 【出版日期】 2009年5月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個 【印2009-2012年中國碳酸鈉產業(yè)市場動態(tài)及投資前景咨 【出版日期】 2009年5月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個 【印如何承擔這個責任?我們既要跟蹤、學習、借鑒國外經驗,更要結合本國資源條件,采取適合本國資源條件的技術路線。
必須面對 我國能源結構矛盾的現(xiàn)實
就礦業(yè)資源來說,我國是缺油、少氣,相對富煤的國家;就可再生資源來說,中國有水能、風能、太陽能,還有大量的(但是分散的)生物能源,但這些非礦物能源開發(fā)利用,形成規(guī)模還有漫長的路要走。前幾年,國家提出了十六字能源戰(zhàn)略:“節(jié)約優(yōu)先、立足國內、煤為基礎、多元替代”。汽車作為耗能大戶,更應貫徹這個戰(zhàn)略。
內燃機用油約占全國石油消耗總量50%。1993年,我國成為石油凈進口國后,進口量逐年增加。據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計,2006年我國進口原油1.45億噸,占國內消費量的47%;2008年原油產量18960萬噸,進口18020萬噸,石油對外依存度上升到48.7%。
除原油總體供應缺口大以外,我國用于內燃機動力的燃料結構也不合理。近幾年,汽車年增長率都超過兩位數(shù)(2008年除外),但汽油消耗總量遠比不上柴油,全國汽油消耗量僅為柴油的近一半。以2007年為例,當年汽油消耗5600萬噸,柴油消耗1.24億噸。國內屢屢出現(xiàn)的加油難問題,全都來自柴油。究其原因,我國除車用動力外,其它內燃動力裝置,包括公路運輸、農業(yè)、漁業(yè)、鐵路、發(fā)電、工程機械以及國防裝備,幾乎都是柴油機。我國煉油工業(yè)的柴汽比,1998年為1.42∶1,2000年為1.91∶1,到2006年達到2.25∶1,超過了柴油轎車高度普及的歐洲。
綜上所述,我國內燃動力燃料不僅短缺,而且結構不合理。這就是我們面對的現(xiàn)實!
針對上述情況,我們不僅要尋找汽油的替代品,更要尋找柴油的替代品。上世紀70年代末,在原國家科委及有關部門支持下,部分研究院所和企業(yè)與國際上同步開展了石油替代燃料的研究開發(fā)工作,并在使用天然氣、液化石油氣、乙醇、甲醇等方面取得很大成果。
―――在一些地區(qū)和城市,天然氣價格比柴油低50%,而且排放比柴油車優(yōu)越得多。目前我國天然氣公交車、出租車已達22萬輛,19個地區(qū)和城市已建加氣站712座。然而目前又出現(xiàn)了天然氣供應緊張,價格上漲問題,連天然氣產地重慶也出現(xiàn)了類似情況。液化石油氣因供應困難,價格沒有優(yōu)勢,除個別濱海城市還有少量車在使用外,其它地方車用液化石油氣已退出市場。
―――上世紀末,為消化陳化糧生產燃料乙醇汽油,國家有關部門聯(lián)合發(fā)出在若干省應強制推行(封閉運行)乙醇汽油的通知,并很快形成一定規(guī)模,達到年產乙醇約130萬噸。陳化糧用完后,出現(xiàn)了乙醇與民爭糧問題。為保障國家糧食安全,2006年12月,國家發(fā)改委明令禁止再上以糧為原料的乙醇項目。至于以甜高粱、木薯和其它生物纖維素為原料的乙醇生產,目前還未聞已形成產業(yè)化的項目投產。
―――生物柴油,從新聞媒體了解到有單位在研發(fā),而且有了產品,但原料如何達到生物柴油規(guī)模化生產的要求,恐怕近期難于解決。
―――最近幾年,特別是迎奧運以來,在國家有關部門推動下,一大批汽車企業(yè)開始混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車的開發(fā),并取得一定進展。今年,國家又啟動了“十城千輛”(實為13個城市)新能源汽車示范推廣工作,在資金上給予很大支持,企業(yè)積極性很高。這是非?上驳木置。問題是,所有這些涉電動力汽車的關鍵零部件(如高能電池、控制系統(tǒng)、制造燃料電池的一些關鍵材料等)如何加快跟進,使之在性能上、質量可靠性上、一致性上過關并形成規(guī)模,使產品成本做到用戶可接受的水平,還有許多工作要做,來不得半點浮燥。對于政府來說,如何加快為推廣、普及這些涉電新能源汽車進行的配套設施建設,是不可忽視的問題。
替代能源汽車應有自己的位置
針對當前情況,我特別要說一句心里話:不要把新能源汽車簡單地等同于混合動力、純電動和燃料電池汽車,把其它替代能源汽車邊緣化。
我們要根據(jù)國家的資源條件,汽車產品本身的特點,全面貫徹國家的十六字能源戰(zhàn)略:
第一條“節(jié)約優(yōu)先”。
在改進現(xiàn)有產品上提高能源效率大有文章可做。不僅發(fā)動機、傳動系統(tǒng)都有潛力可挖,汽車本身的輕量化更是大有潛力。由中國汽車工程學會牽頭組織的跨行業(yè)、跨部門的汽車輕量化聯(lián)盟(產學研聯(lián)合體)就是一種很好的組織形式,調動了方方面面的積極性。
比如生產鋁型材的山東龍口叢林集團,用自產鋁型材制造汽車車身、甚至卡車大?擰⒋罌統(tǒng)等?承載式底盤等,大大減輕了汽車自重。東風集團懸架公司自主開發(fā)的高應力輕量化鋼板彈簧供不應求,即使在當前經濟形勢下仍加班生產。產品除為東風自行配套外,約有40%~70%供其它兄弟廠配套。無內胎輪胎的推廣,比有內胎輪胎節(jié)能4%~7%。
國家能源戰(zhàn)略的后三條(立足國內、煤為基礎、多元替代),都是根據(jù)國家資源條件提出來的。
講煤為基礎,好像與當今世界強調的低炭經濟相矛盾。如何解決?應在煤炭的清潔燃燒上下功夫。采用煤化工多聯(lián)產技術制造甲醇,代替汽柴油就是煤的清潔利用。中國煤炭已探明可采儲量為1萬億噸,最近又在幾個地區(qū)發(fā)現(xiàn)了大型煤田。就按1萬億噸說,如果采收率為50%,則可采5000億噸。按每年消耗50億噸(現(xiàn)在是27億噸)計,可用百年。這能保證我國百年能源安全。
此外,中國煤炭40%以上為劣質煤,高硫高灰,直接燃燒是不可以的,但可以用它生產甲醇,并在生產過程中把硫提取出來作為化工原料,化害為利。
現(xiàn)在,生產1噸甲醇大約需耗煤1.5噸,用煤層氣(瓦斯氣)、焦爐氣也可生產甲醇。既能減少空氣污染,防止煤礦瓦斯爆炸事故,還能綜合利用資源。
甲醇汽車有廣闊發(fā)展前景
到2008年年底,我國甲醇產能已達2083萬噸,產量1061萬噸,目前在建的還有許多年產60萬噸以上的大型項目。資源量非其它替代能源可比。
甲醇是含氧燃料,按分子量計算,氧含量占50%。甲醇本身的熱值為汽油的一半,但進入發(fā)動機的甲醇混合氣同汽油和空氣的混合氣相比,所差無幾。甲醇的辛烷值高達116,抗爆性好,可提高發(fā)動機壓縮比,從而提高發(fā)動機的動力性。例如一汽2004年和2008年兩次開發(fā)成功甲醇發(fā)動機,壓縮比提高到11.1。其6102發(fā)動機功率由99千瓦提高到118千瓦,扭矩提高到430N?m。兩款甲醇發(fā)動機可匹配40多種不同車型。2005年開發(fā)的匹配6102發(fā)動機的100多輛6~9米公交車,已累計運行35萬公里。
奇瑞從2005年著手開發(fā)甲醇靈活燃料發(fā)動機及轎車。3年來,對發(fā)動機用9種不同壓縮比進行試驗,對甲醇進行標定,對整車匹配和發(fā)動機進行強化試驗。對整車燃油系統(tǒng)、耐腐蝕材料、冷啟動系統(tǒng)、專用潤滑油、功率、燃料消耗進行了系統(tǒng)開發(fā)和測定。2007年4月,第一批10輛靈活燃料轎車送到太原進行了兩個月M100甲醇燃料試運行。第二批12輛靈活燃料車于2007年10月送往太原,并在第一批車的基礎上進行優(yōu)化。在高速行駛的平穩(wěn)性、噪聲和排放等方面都有明顯提高,目前已具備批量生產條件。
上海華普在上海內燃機研究所等單位配合下,與上海焦化廠合作,經過數(shù)年研發(fā),目前,M100甲醇燃料轎車已經開發(fā)成功。華普遇到的一些技術難點與奇瑞基本相同,也都一一有了技術改進措施。他們開發(fā)的車型不僅進行常規(guī)試驗,還將試驗轎車開到黑龍江漠河進行冬季寒帶試驗,到新疆吐魯番地區(qū)進行高溫試驗,到青海進行高原試驗,甲醇燃料轎車的表現(xiàn)優(yōu)秀。
天津大學內燃機燃燒學國家重點試驗室姚春德教授與上海焦化廠合作,試驗開發(fā)柴油/甲醇組合燃燒技術(壓燃),使排放達到國Ⅲ排放標準。為在大型柴油機上高效清潔大比例應用甲醇探索出新路(目前替代比達到20%~40%)。
甲醇最可能成為規(guī)模應用的替代燃料
我們在尋求汽、柴油的替代能源時,要考慮汽車本身兩大特點。
一是汽車保有量大。公安部2008年6月統(tǒng)計的全國汽車保有量為6122萬輛(可能包括低速汽車),千人保有量為44輛。美國為750輛/千人,世界平均為120輛/千人。按世界平均水平計算,隨著我國城市化、現(xiàn)代化進程的發(fā)展,我國汽車保有量將達到1.5億~1.6億輛,年耗油可能達到5億噸以上。二是汽車是到處跑的機器,特別是商用車的活動半徑更大,它要求到任何地方都能方便地加注燃料。
根據(jù)汽車的這兩大特點,在多元替代能源中主導的替代能源,在近幾十年內只能是甲醇。一是甲醇可以低成本大量供應;二是甲醇是液體燃料,方便儲運,方便加注,不需另建一套能源加注系統(tǒng),只要在現(xiàn)有加油站中增加一個儲罐就可以。隨著甲醇比重的增加,將已有的汽(柴)油罐進行清洗后改裝甲醇也可以。
至于甲醇制造過程中產生CO2的問題,據(jù)化工專家說,今后發(fā)展煤化工產業(yè),要采用多聯(lián)產技術,在生產流程中把CO2作為化工原料吃掉。我們曾到山東兗礦化工廠參觀,該廠在制造甲醇過程中產生的CO2被用來生產醋酸和尿素,不僅全部把本廠生產過程中產生的CO2吃光,還通過管道把另一家工廠的CO2買過來做原料。這說明制造甲醇過程中產生的CO2在多聯(lián)產技術中已經不是問題。
至于甲醇作為汽車能源具有的腐蝕性、溶脹性、冷啟動困難等問題,經過奇瑞、華普、一汽等企業(yè)的研究、開發(fā)、試驗,都已有了可靠的解決措施,這些已不是阻礙甲醇作為替代燃料的問題了。
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