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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://china-zesir.com 發(fā)稿日期:2009-5-25
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汽車節(jié)能減排是全人類的共同課題，是我們國家的重要國策。要保護人類共同的家園―――地球，要為子孫后代留下可持續(xù)生存發(fā)展的資源，汽車工業(yè)應下更大功夫，承擔更重要的責任。
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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jīng)驗，更要結(jié)合本國資源條件，采取適合本國資源條件的技術(shù)路線。
必須面對 我國能源結(jié)構(gòu)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(nèi)、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(nèi)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(nèi)消費量的47%；2008年原油產(chǎn)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(nèi)燃機動力的燃料結(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)燃動力裝置，包括公路運輸、農(nóng)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(nèi)燃動力燃料不僅短缺，而且結(jié)構(gòu)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(guān)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(chǎn)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(chǎn)燃料乙醇汽油，國家有關(guān)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(chǎn)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(chǎn)，目前還未聞已形成產(chǎn)業(yè)化的項目投產(chǎn)。
―――生物柴油，從新聞媒體了解到有單位在研發(fā)，而且有了產(chǎn)品，但原料如何達到生物柴油規(guī)�；a(chǎn)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(guān)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。這是非常可喜的局面。問題是，所有這些涉電動力汽車的關(guān)鍵零部件（如高能電池、控制系統(tǒng)、制造燃料電池的一些關(guān)鍵材料等）如何加快跟進，使之在性能上、質(zhì)量可靠性上、一致性上過關(guān)并形成規(guī)模，使產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)學研聯(lián)合體）就是一種很好的組織形式，調(diào)動了方方面面的積極性。
比如生產(chǎn)鋁型材的山東龍口叢林集團，用自產(chǎn)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(jīng)濟形勢下仍加班生產(chǎn)。產(chǎn)品除為東風自行配套外，約有40%~70%供其它兄弟廠配套。無內(nèi)胎輪胎的推廣，比有內(nèi)胎輪胎節(jié)能4%~7%。
國家能源戰(zhàn)略的后三條（立足國內(nèi)、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(diào)的低炭經(jīng)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(chǎn)技術(shù)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(zhì)煤，高硫高灰，直接燃燒是不可以的，但可以用它生產(chǎn)甲醇，并在生產(chǎn)過程中把硫提取出來作為化工原料，化害為利。
現(xiàn)在，生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)能已達2083萬噸，產(chǎn)量1061萬噸，目前在建的還有許多年產(chǎn)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(chǎn)條件。
上海華普在上海內(nèi)燃機研究所等單位配合下，與上海焦化廠合作，經(jīng)過數(shù)年研發(fā)，目前，M100甲醇燃料轎車已經(jīng)開發(fā)成功。華普遇到的一些技術(shù)難點與奇瑞基本相同，也都一一有了技術(shù)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(nèi)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(shù)（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(nèi)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(chǎn)生CO2的問題，據(jù)化工專家說，今后發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，要采用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，在生產(chǎn)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(chǎn)生的CO2被用來生產(chǎn)醋酸和尿素，不僅全部把本廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)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(chǎn)生的CO2在多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)中已經(jīng)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(jīng)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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