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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://shiquanmuye.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(yù)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(dān)這個責(zé)任?我們既要跟蹤、學(xué)習(xí)、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(fēng)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(chǔ)、多元替代”。汽車作為耗能大戶,更應(yīng)貫徹這個戰(zhàn)略。
內(nèi)燃機(jī)用油約占全國石油消耗總量50%。1993年,我國成為石油凈進(jìn)口國后,進(jìn)口量逐年增加。據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計,2006年我國進(jìn)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(jìn)口18020萬噸,石油對外依存度上升到48.7%。
除原油總體供應(yīng)缺口大以外,我國用于內(nèi)燃機(jī)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(yuǎn)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(dāng)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(jī)械以及國防裝備,幾乎都是柴油機(jī)。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(dá)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(jì)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(dá)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(yīng)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(yīng)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(jì)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(yīng)強(qiáng)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(dá)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(dá)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(jìn)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(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(jìn),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(jìn)行的配套設(shè)施建設(shè),是不可忽視的問題。
替代能源汽車應(yīng)有自己的位置
針對當(dāng)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(jìn)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(jī)、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(xué)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(xué)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(tuán),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(fēng)集團(tuán)懸架公司自主開發(fā)的高應(yīng)力輕量化鋼板彈簧供不應(yīng)求,即使在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢下仍加班生產(chǎn)。產(chǎn)品除為東風(fēng)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(chǔ)、多元替代),都是根據(jù)國家資源條件提出來的。
講煤為基礎(chǔ),好像與當(dāng)今世界強(qiáng)調(diào)的低炭經(jīng)濟(jì)相矛盾。如何解決?應(yīng)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?fàn)t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(dá)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(jìn)入發(fā)動機(jī)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(dá)116,抗爆性好,可提高發(fā)動機(jī)壓縮比,從而提高發(fā)動機(jī)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(jī),壓縮比提高到11.1。其6102發(fā)動機(jī)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(jī)可匹配40多種不同車型。2005年開發(fā)的匹配6102發(fā)動機(jī)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(jī)及轎車。3年來,對發(fā)動機(jī)用9種不同壓縮比進(jìn)行試驗,對甲醇進(jìn)行標(biāo)定,對整車匹配和發(fā)動機(jī)進(jìn)行強(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(chǔ)上進(jìn)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(jī)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(jìn)措施。他們開發(fā)的車型不僅進(jìn)行常規(guī)試驗,還將試驗轎車開到黑龍江漠河進(jìn)行冬季寒帶試驗,到新疆吐魯番地區(qū)進(jìn)行高溫試驗,到青海進(jìn)行高原試驗,甲醇燃料轎車的表現(xiàn)優(yōu)秀。
天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)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(dá)到國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)。為在大型柴油機(jī)上高效清潔大比例應(yīng)用甲醇探索出新路(目前替代比達(dá)到20%~40%)。
甲醇最可能成為規(guī)模應(yīng)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(jìn)程的發(fā)展,我國汽車保有量將達(dá)到1.5億~1.6億輛,年耗油可能達(dá)到5億噸以上。二是汽車是到處跑的機(jī)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(dǎo)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(yīng);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(jìn)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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