調(diào)整汽車燃料結(jié)構(gòu)

1、調(diào)整汽車燃料結(jié)構(gòu)，發(fā)展醇醚燃料汽車潘 奎 潤(rùn)本文通過(guò)對(duì)主要潔凈代用燃料的物化特性、應(yīng)用情況和存在問(wèn)題的比較，得出甲醇是各種煤制液體燃料資源中最現(xiàn)實(shí)、最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的潔凈代用燃料，充分說(shuō)明煤制甲醇已具備甲醇燃料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)裝備條件。經(jīng)過(guò)近20年的甲醇汽車系統(tǒng)研究、科技攻關(guān)和國(guó)際技術(shù)合作、區(qū)域推廣示范實(shí)踐效果以及對(duì)煤制甲醇燃料在國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和前景表述，證實(shí)了甲醇汽車的改裝優(yōu)化技術(shù)、系統(tǒng)配套技術(shù)等均已具備發(fā)展甲醇汽車的條件，為發(fā)展醇燃料汽車奠定了良好的基礎(chǔ)。我國(guó)石油資源短缺和大氣質(zhì)量下降問(wèn)題，正日益引起人們的關(guān)切。在新世紀(jì)，我國(guó)需要調(diào)整汽車能源結(jié)構(gòu)，改變以石油為唯一能源的局面，發(fā)展清潔的石油代用燃料汽車

2、，改善大氣質(zhì)量。從資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、方便和能源安全考慮，煤制甲醇是很適合我國(guó)國(guó)情并極有發(fā)展前景的潔凈代用燃料。一、能源與環(huán)境在當(dāng)今交通能源發(fā)展戰(zhàn)略的思考中，人們都把注意力放在石油和天然氣的開(kāi)發(fā)和利用上，但從這兩類資源的儲(chǔ)量和開(kāi)發(fā)情況來(lái)看，都不容樂(lè)觀。根據(jù)中國(guó)工程科學(xué)院1997年的“能源供需矛盾”專題報(bào)告。我國(guó)的能源情況如表1：表1 我國(guó)能源資源情況煤天然氣石油可采儲(chǔ)量1145億噸17000億立方米33億噸統(tǒng)計(jì)時(shí)間1994年1995年1995年占世界可采儲(chǔ)量11%1.20%2.40%占世界第幾位31910據(jù)美國(guó)能源部1995年資料統(tǒng)計(jì)，世界和我國(guó)礦物資源可用年限如表2：表2礦物燃料使用年限

3、煤天然氣石油全球（年）2216039中國(guó)（年）856219我國(guó)和世界的最豐富礦物燃料資源都是煤，而石油資源將分別在19年和39年內(nèi)耗盡。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，我國(guó)對(duì)于石油的需求也越大。交通運(yùn)輸是石油的最大用戶，汽車工業(yè)的發(fā)展，以及其他行業(yè)對(duì)石油需求的增加，都在不斷加劇這種資源有限而需求不斷擴(kuò)大的矛盾。我國(guó)從94年起已成為石油（原油和成品油）純進(jìn)口國(guó)，此后平均每年都遞增約1000萬(wàn)噸。2000年原油進(jìn)口量已達(dá)7000萬(wàn)噸，成品油達(dá)3000萬(wàn)噸，花費(fèi)外匯250億美元。估計(jì)到2010年，年進(jìn)口量相當(dāng)沙特石油產(chǎn)量的一半，在巨大能耗壓力下，我國(guó)能源安全已成迫切問(wèn)題，另一方面，汽車使用石油基燃料

4、所排放的污染物，已給大氣環(huán)境造成嚴(yán)重影響。從國(guó)際汽車發(fā)展來(lái)看，為適應(yīng)日益提高的排放要求，減少汽車排放物的主要方面措施有：1.發(fā)動(dòng)機(jī)方面進(jìn)行機(jī)內(nèi)和機(jī)外凈化。2.燃料方面從傳統(tǒng)燃料發(fā)展到含氧燃料、新配方燃料以及采用潔凈代用燃料。3.汽車方面有電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車以及未來(lái)零排放的燃料電池汽車。多年來(lái)，我國(guó)為改善大氣質(zhì)量，有關(guān)部門努力開(kāi)發(fā)多種車用潔凈替代燃料，壓縮天然氣CNG、液化石油氣LPG、甲醇、乙醇、脂化植物油、二甲醚DME等，取得了一定成績(jī)。主要代用燃料性質(zhì)，見(jiàn)表3。表3主要代用燃料的物理化學(xué)特性柴油汽油甲醇乙醇LPGCNGDME化學(xué)組成C15H28C7H15CH4OC2H6OC3H9CH4

5、C2H6O分子量208993246451646C（%m）86.184.937.552.2807552.2H（%m）13.915.112.513202513O（%m）005034.80034.8液態(tài)比重20（kg/1）0.840.740.7950.790.540.668低熱值（MJ/kg）42.742.519.726.846.047.728.4蒸發(fā)熱（KJ/MJ）6.08.056.433.88.614.4研究法辛烷值95110100100130十六烷值4555>55CO2排放（g/MJ）74.273.370.071.563.857.767.5LPG：液化石油氣，50%C3H8=50%C4H

6、10由燃料物化特性，可了解到各種燃料有關(guān)混合氣形成和燃燒特性。氣體燃料和醇、醚燃料的分子量比汽、柴油小得多，對(duì)燃料和空氣的混合、燃燒、抑制碳煙有利。醇燃料含氧、可促進(jìn)燃燒更完全，但其熱值也下降，其辛烷值高，蒸發(fā)潛熱大，可用來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，降低燃燒溫度，減少NOX排放量。近年我國(guó)在一些大城市推廣應(yīng)用燃?xì)馄?，這對(duì)緩解大城市的空氣污染起到了積極作用。但是，CNG的輸送、壓縮、儲(chǔ)存、攜帶不便，車輛續(xù)駛距離短，建站費(fèi)用很高；若天然氣液化后（LNG）使用，則耗能很高。LPG雖易實(shí)行，但國(guó)內(nèi)資源很有限，需大量進(jìn)口。甲醇由煤或天然氣制成，成本低，生產(chǎn)技術(shù)成熟，符合我國(guó)多煤的國(guó)情；它和乙醇一樣，可用于汽

7、油機(jī)或柴油機(jī)。DME也是由煤或天然氣制成，十六烷值高，排氣不冒煙，是柴油理想代用燃料；但它在常壓下是氣體，需要開(kāi)發(fā)特殊的燃料供給系統(tǒng)，目前尚未實(shí)用化。乙醇是由可再生物質(zhì)制成，是較好的代用燃料，其燃料性質(zhì)和應(yīng)用方法都與甲醇差不多。巴西在政府支持下，自75年起，已在全國(guó)大規(guī)模推廣乙醇燃料。我國(guó)有關(guān)部門自前年起，也正在啟動(dòng)利用玉米陳化糧轉(zhuǎn)化成車用燃料乙醇項(xiàng)目。但我國(guó)乙醇生產(chǎn)成本很高（約4890元/噸），從長(zhǎng)期看，我國(guó)人口世界第一，每年遞增1000多萬(wàn)，耕地則在遞減，土地資源有限，需用全球7%的土地養(yǎng)活22%的人口，不可能用來(lái)大量種植燃料作物。乙醇作為燃料，政府需大量經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，也有部門正在積極組織煤直

8、接轉(zhuǎn)化為油的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，但其大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)還不成熟，需要時(shí)間開(kāi)發(fā)示范，國(guó)家也組織了電動(dòng)汽車EV研制，但蓄電池技術(shù)，國(guó)內(nèi)外迄今都尚未突破，近期難于實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。而且，我國(guó)主要靠燃煤發(fā)電，效率不高。電動(dòng)汽車在城市使用，雖可降低城市污染，但只是污染地點(diǎn)轉(zhuǎn)移，對(duì)降低全球溫室效應(yīng)氣體效果不大。表4為主要潔凈代用燃料應(yīng)用的綜合比較。表4 潔凈代用燃料應(yīng)用比較（2001年初數(shù)據(jù)）燃料資源售價(jià)（元）行使半徑（公里）年生產(chǎn)量/生產(chǎn)能力車輛數(shù)量加油站價(jià)汽車方案氣體代用燃料壓縮天然氣+2.4/M3100240億M313520400600兩用專用液體石油氣-2.2/L4005768080140兩用專用液體代用燃料甲醇+

9、1.4/L450250萬(wàn)噸/400萬(wàn)噸20025專用混燒乙醇-45/L500170萬(wàn)噸/500萬(wàn)噸（3040）25專用混燒汽油（93#）+3.13/L6003200萬(wàn)噸1200萬(wàn)150專用柴油+3.74/L8001280萬(wàn)噸300萬(wàn)150專用從表中比較可以看出：甲醇不論在資源、價(jià)格、行駛半徑和加油設(shè)施成本等方面，都有很大優(yōu)勢(shì)。甲醇可從煤制取，特別是可利用劣質(zhì)高硫煤和焦?fàn)t氣回收制取。也可自生物質(zhì)（如林木、有機(jī)垃圾等）提取。甲醇生產(chǎn)是我國(guó)化工行業(yè)中的成熟產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，投資和生產(chǎn)成本都較低。目前我國(guó)甲醇年產(chǎn)能力有400多萬(wàn)噸。年產(chǎn)量約250萬(wàn)噸，新建一個(gè)年產(chǎn)60萬(wàn)噸的裝置，投資約20億元，其生

10、產(chǎn)工藝路線和裝備完全可立足國(guó)內(nèi)，并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。還可利用一大批現(xiàn)有約1000個(gè)中小化肥廠聯(lián)產(chǎn)甲醇。全國(guó)如有一部分小化肥廠聯(lián)產(chǎn)甲醇，年產(chǎn)量還可容易地增加400萬(wàn)噸以上。如果作為燃料甲醇來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)和使用，產(chǎn)量增加，還可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，因此，甲醇是各種煤制液體燃料路線中，對(duì)我國(guó)近期可大量獲得的最現(xiàn)實(shí)和最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的潔凈代用燃料。二、甲醇燃料汽車發(fā)展情況（一）國(guó)外情況70年代初，出于政治原因的“石油危機(jī)”，使許多國(guó)家為了能源安全和平衡外匯，積極尋找石油的代用能源。在這種力量推動(dòng)下，醇燃料作為液體燃料，其儲(chǔ)運(yùn)、分配、攜帶、使用都和傳統(tǒng)的汽、柴油差不多，而且其原料資源多，燃燒干凈，因而受到國(guó)際重視

11、。1976年許多國(guó)家代表在瑞典開(kāi)了第一次國(guó)家醇燃料會(huì)議（ISAF），推動(dòng)醇燃料（主要是甲醇和乙醇）發(fā)展。后來(lái)隨著對(duì)大氣質(zhì)量要求提高，發(fā)現(xiàn)醇燃料不只可替代石油，而且其汽車尾氣排放比汽油和柴油的都更低，對(duì)環(huán)境也更有利。因此到了80年代，雖石油價(jià)格回落，但發(fā)展醇燃料的推動(dòng)力已轉(zhuǎn)為改善大氣環(huán)境質(zhì)量。除了巴西執(zhí)行國(guó)家乙醇燃料汽車政策，在全國(guó)推廣使用無(wú)水乙醇摻汽油的E22和含水乙醇E95燃料以外，美、德、加、法、日、瑞典、新西蘭等發(fā)達(dá)國(guó)家政府和汽車公司，都大力推動(dòng)醇燃料汽車的研究、試驗(yàn)和示范推廣，并由國(guó)家議會(huì)列為清潔燃料，予以發(fā)展。世界各大汽車廠都在積極研究開(kāi)發(fā)，示范了許多不同方案的醇燃料汽車，如專用優(yōu)化

12、的醇燃料小轎車（曾是巴西汽車的主流），全醇燃料的大轎車，大卡車等，在醇燃料汽車技術(shù)上有很大進(jìn)展。美國(guó)福特汽車公司首先在生產(chǎn)線上大量生產(chǎn)醇燃料靈活燃料汽車FFV，主要在州和聯(lián)邦政府部門使用。對(duì)環(huán)保要求很高的加州政府，更是積極推動(dòng)。但由于石油價(jià)格連續(xù)下降，世界大的石油跨國(guó)公司出于自身利益，又不愿投資增加甲醇的加油設(shè)施。用戶不愿使用價(jià)昂、加油不便的甲醇，缺少市場(chǎng)推動(dòng)的甲醇汽車就難發(fā)展，連福特公司在前二年也停止了甲醇FFV汽車的生產(chǎn)，但仍繼續(xù)生產(chǎn)FFV汽車，今年還增加了經(jīng)濟(jì)型的FFV新車品種。到了90年代，由于溫室效應(yīng)使地球表面溫度上升的事實(shí)得到確認(rèn)，引起極大重視。各國(guó)首腦協(xié)議共同采取措施，減少溫室效

13、應(yīng)氣體，醇燃料的推動(dòng)力便成為減少溫室效應(yīng)氣體，保護(hù)地球。乙醇燃料是由生物質(zhì)制成，在植物成長(zhǎng)過(guò)程中，通過(guò)光合作用，吸取大氣中的CO2，可補(bǔ)償乙醇燃料燃燒過(guò)程中排除的CO2，對(duì)減少大氣CO2有利?，F(xiàn)在，可再生的乙醇燃料受到了國(guó)際較大重視。有些國(guó)家的乙醇項(xiàng)目資金也已有來(lái)自政府對(duì)氣候?qū)Σ叩馁Y金，但乙醇高昂的生產(chǎn)成本必須得到政府補(bǔ)貼才有可能推廣。甲醇燃料也可由生物質(zhì)（如林木、有機(jī)垃圾等）制取。目前主要是從礦物原料（煤、天然氣）生產(chǎn)。在從煤生產(chǎn)甲醇過(guò)程中，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，會(huì)比由石油煉制汽油過(guò)程產(chǎn)生較多的CO2，對(duì)氣候有不利影響。但由于近年煤綜合利用，多聯(lián)產(chǎn)新技術(shù)的問(wèn)世，將徹底的改變這種局面，此外，甲醇價(jià)格無(wú)

14、法與汽油競(jìng)爭(zhēng)，甲醇汽車市場(chǎng)很小，因此研究甲醇汽車的國(guó)家逐漸減少。目前由政府支持的甲醇汽車計(jì)劃，除了美國(guó)的甲醇示范汽車計(jì)劃還未結(jié)束外，只有我國(guó)山西受到政府支持的甲醇汽車示范項(xiàng)目。但是，在去年夏天召開(kāi)的第13屆ISAF國(guó)際醇燃料會(huì)議上，許多學(xué)者認(rèn)為，到了21世紀(jì)初，醇燃料推動(dòng)力就將是解決世界石油資源真正不足的問(wèn)題了。從技術(shù)上，醇燃料汽車發(fā)展是通過(guò)M3M5（汽油中摻入3%5%甲醇和助溶劑）和E10（汽油中摻10%乙醇）的低比例醇汽油燃料（發(fā)動(dòng)機(jī)不需改裝；在歐洲和美國(guó)當(dāng)作汽油出售）；E22（在巴西推廣）、M15中比例醇汽油燃料（德國(guó)政府在70年代末80年代初，曾組織大規(guī)模的跨越北歐國(guó)境的M15車隊(duì)試驗(yàn)

15、研究和示范；發(fā)動(dòng)機(jī)不需做大的改裝）；M85M90，E95高比例甲醇專用、優(yōu)化的醇燃料汽車，到又可燃燒汽油、又可燃燒任何比例醇汽油混合燃料的醇靈活燃料汽車FFV（美國(guó)、德國(guó)、瑞典政府等組織了大規(guī)模研究開(kāi)發(fā)，并在加里福尼亞等州，長(zhǎng)期示范運(yùn)行。福特公司有3升的醇燃料FFV大量生產(chǎn)）。瑞典去年向福特訂購(gòu)了3000輛新開(kāi)發(fā)的1.6升經(jīng)濟(jì)型乙醇FFV汽車在瑞典使用。FFV主要是解決醇燃料加油設(shè)施跟不上時(shí)，可用任何比例的汽油行駛。在柴油機(jī)大轎車和卡車上燃燒全醇燃料的優(yōu)化專用汽車，也有不同的點(diǎn)火方案（如電熱塞點(diǎn)火和點(diǎn)火促進(jìn)劑等），都已獲得實(shí)際應(yīng)用。燃料電池FC是使氫燃料通過(guò)電化學(xué)作用，直接變成電能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽

16、車，它不受卡諾循環(huán)限制，效率比內(nèi)燃機(jī)高12倍，無(wú)震動(dòng)，噪聲小，有害排放極少，將有可能取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，是汽車動(dòng)力和發(fā)動(dòng)機(jī)組發(fā)展的方向。氫從何來(lái)？如何攜帶？因甲醇含氫，分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（比汽油），國(guó)際公認(rèn)甲醇FC氫燃料是最理想的載體?，F(xiàn)已有一些以氫或車載甲醇裂解裝置產(chǎn)氫為燃料的FC汽車展出，示范，宣稱在2004年將有產(chǎn)品問(wèn)世。甲醇直接轉(zhuǎn)換燃料電池也在大力開(kāi)發(fā)中，能源轉(zhuǎn)換效率將進(jìn)一步提高。氫燃料FC小型發(fā)電裝置則已在國(guó)外市面出售。我國(guó)也有中科院大化所，北京機(jī)電研究院等在國(guó)家支持下，大力開(kāi)發(fā)FC汽車，并已有初步樣車試驗(yàn)，現(xiàn)在發(fā)展甲醇汽車，相應(yīng)建立的甲醇加油站，也將會(huì)成為未來(lái)燃料電池汽車的加油站，這將是一

17、個(gè)理想的過(guò)渡。（二）國(guó)內(nèi)情況乙醇早在抗戰(zhàn)時(shí)期的西南就曾在運(yùn)輸車上使用過(guò)，以解決當(dāng)時(shí)汽油緊缺問(wèn)題，我國(guó)從80年開(kāi)始，對(duì)醇燃料汽車進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)。但由于甲醇比汽油貴，從80年代到90年代，我國(guó)的醇燃料技術(shù)主要還是作為技術(shù)儲(chǔ)備。到了新世紀(jì)伊始，石油短缺現(xiàn)象已較明顯，發(fā)展醇燃料的任務(wù)就已變得很現(xiàn)實(shí)，解決清潔代油問(wèn)題成為了推動(dòng)力。低比例甲醇M3M5曾在四川等地加油站出售。國(guó)家科委六五期間，組織由交通部牽頭的M15試驗(yàn)研究，除了在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)研究外，在山西省進(jìn)行過(guò)由475輛M15卡車和四個(gè)M15加油站組成的M15燃料商品化運(yùn)行示范。在北京也有六輛純甲醇汽車的營(yíng)運(yùn)行車試驗(yàn)。在我國(guó)其他地方，如云南、

18、廣西、四川、山西、山東、天津、上海、湖北、江蘇等地，也都開(kāi)展了不同比例的醇燃料（包括甲醇和乙醇）摻汽油的試驗(yàn)研究和路試，為解決醇燃料和汽油分層問(wèn)題，采用了不同的化學(xué)互溶、乳化或機(jī)械混合等混合方法，不過(guò)由于M15燃料需要添加的助溶劑（MTBE、異丁醇、雜醇等），在我國(guó)不易廉價(jià)大量獲得，甲醇按重量?jī)r(jià)格又不比汽油便宜，得不到推廣。而在云南、福建等省進(jìn)行的乙醇燃料（E60、E62）卡車研究，路試，也更因乙醇價(jià)格不斷上漲，而逐漸停止。因而在七五期間，國(guó)家科委組織了以中科院牽頭，有院、所、汽車、環(huán)境、衛(wèi)生等單位參加的，對(duì)M90發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，并有3輛國(guó)產(chǎn)M90汽車進(jìn)行了十萬(wàn)公里的路試，此外還組織了解

19、放、東風(fēng)卡車燃燒M85的開(kāi)發(fā)研究、路試。1987年在科委領(lǐng)導(dǎo)下，由中科院牽頭，有院所、石油、化工、煤炭、汽車、環(huán)境、衛(wèi)生等多學(xué)科單位參加的，與德國(guó)大眾汽車公司進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)七年的桑塔納M90甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的國(guó)際技術(shù)合作研究。國(guó)際合作與七五攻關(guān)項(xiàng)目結(jié)合，除完成了發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)研究和配套的專用潤(rùn)滑油、腐蝕抑制劑、耐醇密封材料、加油站、對(duì)健康影響研究等外，先后共有14輛桑塔納甲醇汽車進(jìn)行了路試。其中八輛甲醇汽車在北京累計(jì)運(yùn)行了約150萬(wàn)公里，平均百公里油耗15升；至今仍有三輛甲醇車在工程物理所維修下，繼續(xù)行駛，性能良好。單車行使里程超過(guò)了22萬(wàn)和18萬(wàn)公里，同時(shí)也對(duì)德國(guó)大眾的甲醇靈活燃料發(fā)動(dòng)機(jī)共同進(jìn)行了

20、試驗(yàn)研究，并和美國(guó)福特公司合作研究小型甲醇靈活燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。為了深入分析我國(guó)甲醇汽車前景，中國(guó)有關(guān)學(xué)會(huì)等合作，共同進(jìn)行了“煤制甲醇作為汽車燃料的可行性”軟課題研究：我國(guó)和福特汽車公司，美國(guó)MIT等合作，共同進(jìn)行了“中國(guó)煤制運(yùn)輸燃料在環(huán)境、能源利用效率和經(jīng)濟(jì)性方面的生命周期評(píng)價(jià)”軟課題研究，為山西等多煤地區(qū)發(fā)展甲醇燃料和甲醇汽車指明了方向。與此同時(shí)，我國(guó)也曾開(kāi)展了在柴油機(jī)上摻燒和全燒甲醇的研究工作。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委列項(xiàng)支持的、有50輛甲醇汽車參加的山西省甲醇燃料中巴汽車系統(tǒng)示范工程項(xiàng)目和山西省的多點(diǎn)電噴甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，已于2000年11月經(jīng)專家驗(yàn)收、鑒定，為今后甲醇汽車進(jìn)一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。（三）甲醇汽車的動(dòng)

21、力性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)比我國(guó)甲醇汽車與同型汽油車動(dòng)力性相對(duì)比如表5。表5 甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車與同型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的動(dòng)力性比較發(fā)動(dòng)機(jī)增 長(zhǎng)燃料替代比最大功率最大扭距平均熱效率M90/汽油純甲醇/汽油492發(fā)動(dòng)機(jī)（M90）06.819.31.651.77桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)（M90）1.821.99山西495電噴發(fā)動(dòng)機(jī)(M85）17.314.71.762.02甲醇汽車增長(zhǎng)%燃料替代比最大車速加速時(shí)間M90/汽車純甲醇/汽車?yán)鋯?dòng)溫度492面包汽車（M90）0.028-17.51.661.78-13.5（北京）桑塔納汽車（M90）0-0.011.641.76-20（長(zhǎng)城）山西中巴車（M85）1.5

22、91.891.772.25-23（山西）三、甲醇汽車使用經(jīng)濟(jì)性國(guó)內(nèi)、外阻礙甲醇汽車發(fā)展的主要因素之一是，甲醇燃料太貴，不能與汽油競(jìng)爭(zhēng)。實(shí)際上我國(guó)甲醇的生產(chǎn)成本約為800到1200元/噸，如山東魯南化肥廠為1100元/噸，甲醇生產(chǎn)改造投資3000元/噸；山西介休化肥1590元/噸，生產(chǎn)改造投資2000元/噸。但售價(jià)則波動(dòng)大。我國(guó)汽油價(jià)格已和國(guó)際接軌。據(jù)中石化對(duì)從1994年到2000年國(guó)際市場(chǎng)上93#汽油和原油到岸稅價(jià)的海關(guān)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，推算出汽油與原油價(jià)格關(guān)系。（表6）表6 93#汽油與原油價(jià)格關(guān)系原油價(jià)格（美元/桶）1013161821242730323593#汽油價(jià)（元/噸）175019

23、6621832400261628333050326634833700由此可見(jiàn)，如果按熱值兩噸甲醇頂一噸汽油和甲醇成本按1200元/噸考慮，則當(dāng)原油為18美元/桶時(shí)，93#汽油為2400元/噸，使用甲醇的燃料成本價(jià)格就可和汽油持平。山西本地生產(chǎn)甲醇，成本不會(huì)超過(guò)1000元/噸。但價(jià)格卻不大穩(wěn)定，前幾年最貴時(shí)，曾達(dá)3000多元/噸。目前我國(guó)汽油價(jià)格高，甲醇價(jià)格相對(duì)低，是汽油的42.5%到43.8%。（表7）表7 山西省近年汽油和甲醇的價(jià)格價(jià) 格(元/噸)甲醇購(gòu)入價(jià)甲醇入罐價(jià)90#汽油購(gòu)入價(jià)1998110012002300250019991200125013002600270020001550160

24、0165036503800甲醇是液體燃料，其儲(chǔ)運(yùn)、分配、攜帶、使用都和汽、柴油一樣方便。據(jù)山西示范經(jīng)驗(yàn)，在現(xiàn)有石油加油站上，添建一個(gè)抗甲醇材料的加甲醇設(shè)備（耐醇加油機(jī)和不銹鋼甲醇罐），只要20萬(wàn)元，遠(yuǎn)比其他代用燃料加氣站便宜。每輛甲醇中巴車價(jià)格，比汽油中巴車約高1000到1500元。司機(jī)使用M85甲醇運(yùn)行，比用純汽油每天可節(jié)省15到20元，每年可省4000到6500元。因此，目前使用甲醇燃料在經(jīng)濟(jì)上是合算的，受到司機(jī)歡迎的。四、甲醇汽車對(duì)環(huán)境影響（一）甲醇毒性和安全性甲醇毒性問(wèn)題很受人們關(guān)注，特別是假酒事件影響，往往造成不必要的顧慮。實(shí)際上甲醇和汽油一樣，在化學(xué)上都屬中等毒性物質(zhì)。甲醇確是不可

25、飲和濺入眼中的（任何燃料也應(yīng)如此）。在六五國(guó)家M15甲醇摻燒汽油攻關(guān)期間對(duì)M15甲醇汽油的聯(lián)合毒性進(jìn)行了研究。七五國(guó)家M100甲醇攻關(guān)和在中德科技合作期間，對(duì)“甲醇中毒機(jī)理的研究”，“甲醇急性中毒解藥的研究”和“甲醇對(duì)人體健康的影響”等課題已由北京醫(yī)科大學(xué)進(jìn)行了研究。其中對(duì)接觸甲醇燃料人群（司機(jī)、加油工、實(shí)驗(yàn)人員）的健康影響，已由北京醫(yī)科大學(xué)的三院職業(yè)病科和眼科共同進(jìn)行了為期三年詳細(xì)的連續(xù)跟蹤檢查，并和不接觸甲醇的人群進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)論是：只要遵守操作規(guī)程，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)人體健康有異常。我國(guó)從事甲醇汽車試驗(yàn)研究了20年的人員，以及現(xiàn)在仍在駕駛甲醇汽車的司機(jī)，也未發(fā)現(xiàn)健康有異常。我國(guó)生產(chǎn)甲醇已有數(shù)十年歷

26、史，也從未發(fā)現(xiàn)甲醇工廠工人有甲醇職業(yè)病。實(shí)踐證明，只要遵守操作規(guī)程，甲醇作為燃料是安全的。在燃料燃燒前，需要處置液體燃料（如加油等）。汽油是由幾百種不同的烴組成，其中有一些是強(qiáng)致癌物，如苯、丁二烯等。甲醇則是單一化學(xué)品，其毒性較清楚，不是致癌物。甲醇對(duì)人體的急性危害主要有視神經(jīng)損傷和代謝性酸中毒。甲醇吸入體內(nèi)后，先有中樞神經(jīng)壓抑，隨著有840小時(shí)無(wú)癥狀時(shí)期；然后，頭暈、頭痛、嘔吐、出現(xiàn)視力障礙和代謝酸中毒，后階段有腹痛；嚴(yán)重者導(dǎo)致視力障礙或致盲，甚至酸中毒死亡。在處理甲醇燃料時(shí)，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程，不要用嘴吸甲醇燃料，防止甲醇濺入眼中，甲醇工作場(chǎng)所要通風(fēng)，不要超過(guò)國(guó)家規(guī)定的甲醇允許濃度50m

27、g/m3（國(guó)外是200ppm）。要防止甲醇滲入皮膚，接觸甲醇后，要用水洗手。其實(shí)這些措施對(duì)汽油和其他燃料也同樣使用，因?yàn)槠⒉裼椭幸埠泻芏嗟闹掳?、有毒成分（例如在新配方汽油中的?qiáng)致癌物苯的限量，已由5%降低到1%）。乙醇毒性小于甲醇，但過(guò)于高濃度的乙醇（1000ppm以上），也會(huì)造成對(duì)眼睫膜、上呼吸道黏膜和神經(jīng)的刺激。要避免當(dāng)酒料引用，需有防范措施。瑞典在工作場(chǎng)所的醇燃料和其他烴燃料的允許臨界濃度值TLV見(jiàn)表8。表8 不同燃料的最小允許濃度TLV和可檢測(cè)到氣味的濃度燃 料TLVppm氣味界限ppm苯515柴油（霧狀）3mg/m3低乙 醇100010350汽 油200低異丁醇500.72異丙醇

28、2003甲 醇200502000叔丁醇500.7甲 苯800.252二甲苯800.12致癌物取決于烴成分，計(jì)算的數(shù)據(jù)未考慮苯可見(jiàn)，甲醇的最小允許濃度和汽油（200×10-6）一樣，比苯（5×10-6）和二甲苯（80×10-6）允許濃度大。乙醇則允許更高的濃度(1000×10-6)。1980年美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室報(bào)告認(rèn)為，醇毒性對(duì)水生物生態(tài)影響比汽油小。用百分制打分（100為最高毒性）評(píng)定LD50（半數(shù)致死量），毒性評(píng)價(jià)如下：汽油（以Inodolene代表）為100，乙醇為50，而甲醇為30。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，醇在水中的降解比原油和汽油更快。醇在水中停留的時(shí)

29、間以小時(shí)計(jì)，而油則以年計(jì)。醇毒性對(duì)陸生物生態(tài)影響，漏瀉到陸地上的醇毒性，對(duì)生態(tài)影響比汽油或柴油毒性小，因?yàn)橥寥赖奈⑸飼?huì)使醇的濃度降低。從火災(zāi)安全角度考慮，醇的蒸汽壓力比汽油少，比重高，蒸汽較汽油不易上浮；醇有優(yōu)良的傳導(dǎo)性，減少醇燃料靜電產(chǎn)生的危險(xiǎn)，意外火災(zāi)可能性小，輸送泵油速度可快些。醇的閃點(diǎn)高，著火危險(xiǎn)少。醇火焰熱輻射比汽油的小，不易造成鄰近的二次火災(zāi)。美國(guó)能源部發(fā)表的，從燃料物化特性考慮幾種燃料的相對(duì)危險(xiǎn)（以七級(jí)劃分），見(jiàn)表9。表9燃料相對(duì)危險(xiǎn)（1=低，7=高）危 險(xiǎn)汽 油柴 油甲 醇LPG漏 瀉3125蒸 發(fā)3124釋放到大氣5634釋放在密閉室2543自動(dòng)點(diǎn)火6543火花點(diǎn)火213火

30、焰?zhèn)鞑?153爆 燃5612由火焰輻射6715健康影響7564總 共41342836由此可見(jiàn)，醇燃料的相對(duì)危險(xiǎn)性比其他燃料更小，甲醇作為化工產(chǎn)品，傳統(tǒng)上都加上骷髏骨的危險(xiǎn)符號(hào)，但國(guó)外作為燃料，已取消此符號(hào)。（二）甲醇汽車常規(guī)排放物人們也關(guān)心甲醇汽車排放問(wèn)題。從國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）委托芬蘭國(guó)家試驗(yàn)研究中心對(duì)幾種潔凈燃料汽車的排放性能于1995年所作的試驗(yàn)評(píng)價(jià)報(bào)告（表10）中可看出，甲醇汽車的常規(guī)排放比汽油汽車（加裝三元催化器）好，比潔凈燃料的CNG和LPG也略好，NOx排放量是各種燃料中最低的。表10汽車常規(guī)排放物 最低值/最高值 （IEA報(bào)告）+20FTP程序（g/km）COHCNOx汽油（

31、無(wú)催化凈化）5.32/12.61.06/1.481.93/3.36汽油（有催化凈化）0.86/2.080.08/0.190.20/0.43M850.20/1.430.03/0.060.04/0.19LPG0.71/1.070.09/0.140.10/0.21CNG0.32/0.480.21/0.610.06/0.19柴油0.08/0.400.05/0.140.40/0.94-7 FTP程序（g/km）COHCNOx汽油（無(wú)催化凈化）10.3/18.11.43/2.412.13/2.70汽油（有催化凈化）3.27/6.750.30/0.500.09/0.22M852.56/4.190.39/0.

32、860.06/0.07LPG1.17/1.460.19/0.230.20/0.29CNG0.51/0.580.39/0.890.13/0.20柴油0.13/0.720.07/0.180.45/1.05中德甲醇汽車技術(shù)合作所做的試驗(yàn)結(jié)果（表11），也說(shuō)明M90常規(guī)排放優(yōu)于汽油。表11桑塔納甲醇機(jī)和汽油機(jī)在模擬汽車道路試驗(yàn)工況下的排放試驗(yàn)HCppmCO%CO2%NOXppm汽油機(jī)1902170.371.239.814.0602500甲醇機(jī)50850.020.6510.013.750940（三）甲醇汽車非常規(guī)排放物甲醇燃料和其他幾種燃料汽車的非常規(guī)排放物比較如表12。表12 汽車非常規(guī)排放物 平均值

33、（IEA）+20 FTP程序（mg/km）1.3-丁二烯苯醛甲醇汽油（無(wú)催化凈化）11.855430汽油（有催化凈化）0M879LPG0.50.520CNG0.50.620柴油101.5120汽油（無(wú)催化凈化）1069440汽油（有催化凈化）1.7182.60M850.51123810LPG0.51.120CNG0.50.920柴油1.61.9160瑞典在80年代也做過(guò)這種測(cè)試，結(jié)果如表13。表13 甲醇汽車非常規(guī)排放物與汽油汽車尾氣的對(duì)比（FTP15程序）（瑞典）M95無(wú)催化M95有催化汽油無(wú)催化汽油有催化HC（FID）g/km甲醇g/

34、km3.41.3苯mg/km10010甲醛mg/km1102020402乙烯mg/km13270908PAH多環(huán)芳烴ug/km63301703亞硝酸甲脂mg/km0.20.13我國(guó)目前尚無(wú)汽車非常規(guī)排放物標(biāo)準(zhǔn)。在比較非常規(guī)排放時(shí)，必須比較不同燃料的各種非常規(guī)的有害排放物。大家知道，苯、丁二烯、乙烯、PAH多環(huán)芳烴和鉛都是致癌物，在汽油車和柴油車的排放中都存在。M85甲醇車排放的少量苯和丁二烯等，來(lái)源于為改善汽車起動(dòng)性而在甲醇中添加的1015%汽油，數(shù)量少得多。如果添加的是直餾汽油或凝析油，或用純甲醇，則完全無(wú)苯等存在。柴油車的碳煙、顆粒物和NOx排放量很高，則已為眾所周知。排

35、放中的甲醛被懷疑為致癌物質(zhì)，從表中可看出，汽油、特別是柴油汽車排放中也含有甲醛。柴油機(jī)的甲醛排放量在常溫下，甚至大于甲醇汽車的甲醛排放量。雖然甲醇車的甲醛排放量略大于三元催化后的汽油車，但其絕對(duì)值并不大，遠(yuǎn)小于未經(jīng)三元催化的汽油車和常溫下的柴油車。甲醛主要來(lái)源于汽車低溫啟動(dòng)和暖機(jī)過(guò)程，現(xiàn)已研究出甲醇特殊催化裝置，可把甲醛降低到與汽油車相同水平。據(jù)美國(guó)加州大氣資源局評(píng)估，甲醛的毒性為苯的1/5，乙醛為苯的1/10。因此可認(rèn)為，在非常規(guī)排放中，甲醇也比汽油和柴油好，并和CNG、LPG相當(dāng)。（四）CO2排放CO2是主要導(dǎo)致全球溫室效應(yīng)的氣體，也是國(guó)際關(guān)心問(wèn)題。甲醇只含一個(gè)碳，甲醇汽車排放的CO2排放

36、低于汽、柴油車。但傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，煤制甲醇生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的CO2，大于石油基燃料生產(chǎn)過(guò)程所生產(chǎn)的。這個(gè)國(guó)際上關(guān)注的問(wèn)題正如前述，將可通過(guò)綜合利用、多聯(lián)產(chǎn)新技術(shù)予以解決。在我國(guó)煤化工生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)路線上，已有可能予以降低。如：1、提高煤制甲醇的能源轉(zhuǎn)換效率。國(guó)外由天然氣制甲醇的能源轉(zhuǎn)換效率；通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，現(xiàn)已由64%提高到72%，生產(chǎn)每噸甲醇所產(chǎn)生的CO2已從380KG降低到180KG，并有可能降低到150KG。目前煤轉(zhuǎn)換成甲醇的能量轉(zhuǎn)換效率只有約56%，應(yīng)有很大的提高潛力（可達(dá)60%以上）。2、實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)。甲醇化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生出的純度很高（99.99%以上）的CO2和從鍋爐排放的稀且臟的CO2不同，是寶貴的化工資源，化工廠是不愿將它排放到大氣的，而是將CO2制成其他化工產(chǎn)品（例如尿素、碳酸鉀、碳酸氫銨、食品級(jí)二氧化碳、干冰和提供給農(nóng)業(yè)大棚使用等），既可降低CO2排放量，也可降低生產(chǎn)成本。五、結(jié)論和建議(一)結(jié)論：1.我國(guó)資源特點(diǎn)是多煤、缺油、少氧。為了發(fā)展交通運(yùn)輸事業(yè)，必須發(fā)展資源多，使用方便、價(jià)格低廉、高效、潔凈的代用燃料，以調(diào)整傳統(tǒng)的汽車能源結(jié)構(gòu)，有利國(guó)家能源安全。2.甲醇由煤制取，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看還可從可再生物質(zhì)制取