法國ngv協(xié)會在家庭轎車上開發(fā)代用燃料

法國ngv協(xié)會在家庭轎車上開發(fā)代用燃料

0代用燃料成為人類面臨的新問題和新對策,引起關(guān)注國家能源戰(zhàn)略隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，能源消耗增加。作為世界主要產(chǎn)油地的中東,因政治原因不穩(wěn)定,造成最近一段時間的石油一直維持在很高的價位,盡管OPEC一直要求成員國加大石油產(chǎn)量以維持世界原油市場價格的穩(wěn)定性,但作用不大。如今石油問題已經(jīng)涉及到各國的能源戰(zhàn)略和國家安全問題。為此世界各國尤其是各個大國都在考慮自己的能源戰(zhàn)略,根據(jù)本國國情積極尋求新的能源出路,同時積極發(fā)展代用燃料以減少對石油的依賴性。據(jù)統(tǒng)計,2005年汽車的燃油消耗量約占能源總需求量40%以上。巨大的燃油消耗不僅對日益枯竭的石油能源造成巨大壓力,同時大量燃油燃燒不當(dāng)所排放出的污染物已成為威脅人類生存的主要因素。因此,尋求資源豐富、環(huán)境友好和經(jīng)濟可行的代用燃料已成為人類亟待解決的重大問題。目前已開發(fā)的車用代用燃料有天然氣、液化石油氣、氫能源、二甲醚、醇類燃料及生物燃料等?；旌先加椭饕袚剿?、摻醇和摻生物油等形式。1國外汽車、液體燃料的應(yīng)用1.1法國cng汽車計劃目前燃用天然氣和液化石油氣的燃氣汽車,應(yīng)用技術(shù)較為成熟,實際應(yīng)用比較多。據(jù)有關(guān)資料不完全統(tǒng)計,全世界已有40多個國家總計使用燃氣汽車500萬輛以上,約占全球汽車總保有量的0.7%左右,其中LPGV約400萬輛以上,CNGV約100萬輛,LNGV近萬輛。美國計劃到2010年,在公共汽車領(lǐng)域7%使用天然氣汽車,并且將50%出租車和班車改為專用天然氣汽車。德國計劃到2010年,天然氣汽車數(shù)量達到10～40萬輛,加氣站將有目前的180個增加到至少300個。日本的天然氣汽車主要應(yīng)用于在市中心行駛頻率很高的出租汽車、公共汽車及送貨上門服務(wù)的車輛。LPG汽車以轎車為主。LNG汽車以貨車為主。在法國,人口在20萬以上的城市,半數(shù)以上的城市有一定數(shù)量的CNG公交車。為促進NGV事業(yè)的發(fā)展,法國NGV協(xié)會于2003年5月20日開會通過了一個新的行動計劃。該計劃不僅確定在近期內(nèi)大力發(fā)展公共交通、城市運輸和公務(wù)(商務(wù))車隊CNG項目,而且制定了一個遠景規(guī)劃,即在2008年之前將CNG應(yīng)用到家庭轎車上。該計劃的目標是:a.強調(diào)NGV在改善溫室效應(yīng)上的優(yōu)勢。b.給用戶提供高安全性的CNG汽車。c.解決CNG汽車的內(nèi)部和行李箱空間限制問題。d.使NGV在汽車性能上接近燃油汽車。e.增加加氣站數(shù)量并形成規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。f.干道公路沿途可以24h提供加氣服務(wù)。g.推出家庭用小型壓縮機,便于用戶在自家停車場加氣。相關(guān)政府部門和公司均表示將加強合作、分享技術(shù)和市場信息,以確保上述計劃的完成。該計劃同時強調(diào)兩個時間框架:到2005年,OEM下線的CNG小車數(shù)量達到10000輛;到2010年,CNG汽車保有量達到汽車銷售總量的5%。此外世界上包括我國在內(nèi)的一些國家也都在大力發(fā)展天然氣和液化石油氣的燃氣汽車。1.2燃料乙醇在汽油消費中的使用2005年,全世界生物燃料乙醇的總產(chǎn)量約為3000萬t,其中巴西和美國的產(chǎn)量均約為1200萬t。巴西幅員遼闊,土地資源豐富,地處熱帶,雨水充沛,適宜甘蔗生長。為了減少對石油進口的依賴,巴西從1975年開始實施“燃料乙醇計劃”,以甘蔗為原料生產(chǎn)燃料乙醇替代車用汽油,主要做法包括:一是規(guī)定車用汽油必須添加一定比例的燃料乙醇;二是安排資金支持改良甘蔗品種、改進乙醇生產(chǎn)工藝、開發(fā)燃料乙醇汽車;三是對燃料乙醇和乙醇汽車的生產(chǎn)和銷售減免有關(guān)稅費。經(jīng)過多年的努力,巴西“燃料乙醇計劃”達到了預(yù)期目的。1985年以來,雖然燃料乙醇產(chǎn)量因油價、糖價和政策影響有所波動,但平均年產(chǎn)量達1000萬t左右,累計替代石油約2億t。目前,巴西所有車用汽油均添加20%～25%的燃料乙醇,并且已有大量使用純?nèi)剂弦掖嫉钠?2005年銷售的汽車70%為可以完全燃用純?nèi)剂弦掖嫉钠嚒?005年,巴西燃料乙醇消費量為1200萬t,替代了當(dāng)年汽油消費量的45%,約占車用燃料消費總量的三分之一,為70多萬人提供了就業(yè)機會。燃料乙醇已成為巴西保障能源安全、促進經(jīng)濟發(fā)展、增加就業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。美國也是從上世紀70年開始發(fā)展燃料乙醇的,主要是利用其耕地多、玉米產(chǎn)量大的優(yōu)勢,以玉米為原料生產(chǎn)燃料乙醇。一方面是為了減少石油進口,另一方面是為了增加農(nóng)產(chǎn)品的收益,穩(wěn)定玉米價格。20世紀80年代后期,受石油價格較低的影響,美國燃料乙醇的生產(chǎn)和銷售曾受到抑制。1990年美國出臺《清潔空氣法》后,乙醇作為MTBE(一種增加汽油辛烷值、減少污染排放的汽油添加劑,現(xiàn)被認為滲入地下水后會致癌)的替代品,市場需求量迅速增加。2002年以來,受石油價格大幅上漲的推動,燃料乙醇再次得到重視,生產(chǎn)銷售迅速增長。美國為推廣燃料乙醇制定了積極的經(jīng)濟激勵政策,每加侖燃料乙醇可得到51美分的稅收返還(折合每升13.5美分)。為了進一步擴大生物燃料的應(yīng)用,最近美國國會通過的2005年能源法提出了可再生能源燃料配額標準,要求在汽油消費中包含特定數(shù)量的可再生能源燃料,而且將逐年遞增。從2006年至2012年,可再生能源燃料年用量要從40億加侖(1200萬t)增加到75億加侖(2300萬t)。同時,美國積極發(fā)展纖維素制取燃料乙醇的技術(shù),進一步擴大可利用的生物資源,以便更大規(guī)模地替代石油。按照美國總統(tǒng)布什于2005年簽署的《能源政策法案》的要求,到2012年,美國清潔能源和再生能源要比2004年增加一倍,相應(yīng)的乙醇和生物柴油產(chǎn)量要達到75億加侖/年,以減輕對進口石油的依賴和減少溫室氣體的排放。美國福特汽車公司生產(chǎn)靈活燃料汽車已有10年歷史,產(chǎn)量累計已達100萬輛。這種汽車可使用汽油、乙醇(E-85)以及甲醇(M-85)為燃料。福特公司主席兼首席執(zhí)行官比爾·福特2004年9月曾宣布,福特在2005年準備生產(chǎn)25萬輛靈活燃料汽車。歐盟對生物燃料也很重視,但由于歐盟成員國人均耕地面積少,地處溫帶,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較差,不具備大量使用糧食或甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇的條件,因此,歐盟生物燃料主要以生物柴油為主,包括以大豆、油菜籽等為原料生產(chǎn)柴油和以回收動植物廢油為原料生產(chǎn)柴油兩種方式。目前,原歐盟15個成員國年產(chǎn)生物柴油約200萬t,占世界生物柴油總產(chǎn)量的90%,其中德國生物柴油年產(chǎn)量約為150萬t。2005年10月,德國8個地區(qū)的許多汽車都用上了豆油和菜籽油,研制者確信自然界的菜籽油比出自石油的普通柴油具有更大的經(jīng)濟效益。目前,為了提高能源安全、保護環(huán)境、促進生物燃料的發(fā)展,許多國家都提出了生物燃料發(fā)展目標。歐盟提出的目標是:到2010年,生物燃料占交通燃料的比例達到6%;美國提出的目標是:到2020年,生物燃料在交通燃料中的比例達到20%,到2030年,該比例達到30%;瑞典提出2020年之后,利用纖維素生產(chǎn)的燃料乙醇全部替代石油燃料,徹底擺脫對石油的依賴。因此,生物燃料將逐步成為替代石油的重要能源。1.3甲醇與汽油的互溶性能差根據(jù)燃料狀態(tài)不同,煤基汽車燃料可分為煤制甲醇、煤合成油和煤發(fā)電等。甲醇摻入汽油后,可增加汽油的含氧量,提高汽油的辛烷值,可替代四乙基鉛添加劑。甲醇汽油中甲醇質(zhì)量分數(shù)一般在3%～5%之間,此時甲醇溶于汽油,可和汽油一樣使用,發(fā)動機無需作任何更改,運轉(zhuǎn)正常,其應(yīng)用在許多國家已經(jīng)商業(yè)化。當(dāng)汽油中甲醇質(zhì)量分數(shù)在15%～85%之間時,甲醇與汽油的互溶性能差,易發(fā)生分相,需加入助溶劑。如M15曾在歐洲的德國、瑞典、新西蘭等國家大規(guī)模研究、示范。M85被認為是較理想的配比,具有更大吸引力,德國、美國、加拿大、瑞典、奧地利和日、韓等國,都基本掌握并示范推廣了這種技術(shù)?！懊鹤冇汀?CTL)是20世紀20年代德國的兩位科學(xué)家發(fā)明的。即煤炭的液化,就是指以煤炭為原料制取汽油、柴油、液化石油氣的技術(shù)。目前“煤變油”在國外已成為最有前景的方向之一。2005年在烏克蘭盧甘斯克市召開了“煤變油”的國際會議,在會議上報道了南非把煤加工成汽油保證了自己100%的需求。目前南非擁有一套年產(chǎn)800萬t油品的煤變油工廠,是世界上唯一一家大規(guī)模的煤變油商業(yè)工廠,并為該國提供了60%的運輸油料。美國自2004年起開始搞煤的間