專家建議 Expert Suggestion我國(guó)高效利用燃料乙醇的建議姚春德(天津大學(xué),天津300072)摘要:對(duì)比國(guó)外的發(fā)展情況,結(jié)合國(guó)情建議在柴油機(jī)上使用乙醇并提出具體的技術(shù)方法。在柴油機(jī)上使用乙醇,可以大幅度提高燃料效率,減少二氧化碳排放,其他排放也能隨之改善。關(guān)鍵詞:燃料乙醇;汽油機(jī);柴油機(jī)中圖分類號(hào):TK6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-2355(2009)04002402Abstract: Regarding production and usage of ethanol domestically produced and comparing with thoseproduced in the regions of the world, it proposes a technical method to apply ethanol to compression ignitionengines rather than to spark ignition ones. By estimating, 4% of carbon dioxide could be reduced, and improng fuel economy and decreasing other hazardous emissions, if all ethanol domestically produced would beapplied to C I. enginesKey words: Ethanol; CI engine; SI engine我國(guó)自21世紀(jì)初開(kāi)始生產(chǎn)燃料乙醇,經(jīng)過(guò)這|醇的乙醇汽油意味著熱值是普通汽油的96.2%左些年的發(fā)展,取得很大的成績(jī)。燃料乙醇摻入到汽右。目前乙醇汽油的價(jià)格與普通汽油相比并無(wú)很油中形成乙醇汽油(即E10)每年超過(guò)1000萬(wàn)t。大優(yōu)勢(shì),因此,對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),乙醇汽油的燃料費(fèi)由于生產(chǎn)燃料乙醇既可以改善汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速與普通汽油相比就會(huì)增加。因此,采用乙醇汽油本排放品質(zhì),可以解決陳化糧問(wèn)題,減少二氧化碳排|來(lái)是一個(gè)有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的好事,實(shí)際中放,又加上乙醇由生物質(zhì)制得,可以再生,一時(shí)間卻沒(méi)有讓人民從中真正受惠。因面,如何商效利用各地紛紛爭(zhēng)上乙醇項(xiàng)目。由起初的產(chǎn)糧地區(qū)向其好我國(guó)寶費(fèi)的燃料乙醇是內(nèi)燃機(jī)的重要課題。他地區(qū)發(fā)展。由于目前生產(chǎn)燃料乙醇的原料均來(lái)乙醇在國(guó)外作為燃料使用的歷史由來(lái)已久。自糧食,2006年12月國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)文|在汽油作為內(nèi)燃機(jī)燃料大規(guī)模應(yīng)用之前就曾大量表示,保留河南天冠、安徽豐原、吉林榆樹(shù)等4個(gè)|應(yīng)用過(guò)。甚至由德國(guó)人尼古拉斯·奧拓發(fā)明的世界地區(qū),其他再上的新乙醇項(xiàng)目不得以糧食作為原上第一臺(tái)點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī),其申請(qǐng)專利用的內(nèi)燃機(jī)料,體現(xiàn)發(fā)展能源“不與民爭(zhēng)糧,不與糧爭(zhēng)地”的「燃料即為酒精。在中東大油田被發(fā)現(xiàn)前,乙醇作為基本原則。乙醇作為可再生燃料能源深入人心,有「燃料是很普遍的。目前將乙醇作為車用標(biāo)準(zhǔn)燃料秦件地區(qū)正積極利用當(dāng)?shù)刭Y源發(fā)展乙醇燃料,如廣的地方在世果上還是較多的,突出的是南美的巴西、海南等地發(fā)展木薯以及甘蔗等資源。到了2008西和北美的美國(guó)。年我國(guó)全年乙醇燃料產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)130萬(wàn)t。這些由于國(guó)情的特殊性,巴西在發(fā)現(xiàn)東海岸大油產(chǎn)量約占同年全國(guó)消耗汽油2%左右。但是,目前田之前,石油主要依賴進(jìn)口。但是利用該國(guó)得天獨(dú)摻在汽油中形成的乙醇汽油在應(yīng)用中并沒(méi)有真正「厚的氣候和地廣人稀的自然條件,大量種植甘蔗發(fā)揮其應(yīng)有作用。根據(jù)試驗(yàn),含有10%乙醇的汽并用其制取酒精。1930年巴西就有將燃料乙醇油與普通汽油相比,油耗量要增加3.5%以上。也5%-15%的比例摻到汽油中使用的歷史。目前國(guó)就是說(shuō),乙醇汽油中至少3.5%的效能沒(méi)有發(fā)揮。家燃油標(biāo)準(zhǔn)是E20從熱值上說(shuō),乙醇僅為汽油的62%,加入10%乙國(guó)是一個(gè)汽車大國(guó),汽油消耗量極大,每年中國(guó)煤化工收稿日期:200903-12作者簡(jiǎn)介:姚容德(1955-),天津大學(xué)教授,博士,長(zhǎng)期從事內(nèi)燃機(jī)石油替代燃HCNMHG約第3卷第4期200年4月Vol. 31 No 4 Apr 2009Expert Sugges專家建議數(shù)億噸。乙醇的加入主要用于提高辛烷值。美國(guó)是|一樣。噴醇后,乙醇以均質(zhì)混合氣進(jìn)入氣缸,由柴將燃料乙醇以10%的比例入汽油中使用。在20油引燃。由于乙醇汽化潛熱值高,降低進(jìn)氣溫度,世紀(jì)80年代美國(guó)用甲基叔丁醚(MTBE)替代四「減少NO3生成。由于柴油引燃乙醇混合氣,燃燒速乙基鉛以提商汽油辛烷值。1994年發(fā)覡甲基叔丁|度加快,增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性,提高了燃料效醚易污染地下水,隨之在加州停用。2004年全國(guó)辜。不用任何添加劑可以較大比例使用乙醇,平均改用含乙醇的新配方汽油,目前將乙醇加入汽油達(dá)到20%以上經(jīng)國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)定,原機(jī)在裝有形成的E10已成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)燃料,稱為“新配方機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,智能控制噴醇,可汽油’。根據(jù)2002年美國(guó)聯(lián)邦政府須布的《能源以使其排放品質(zhì)由國(guó)Ⅱ提升到國(guó)皿,部分指標(biāo)甚至自主及安全法》,要求到2022年,美國(guó)乙醇的年達(dá)到國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。更重要的是,該系統(tǒng)具有的另一優(yōu)產(chǎn)量要達(dá)到360億gal(約合1.1億t)的目標(biāo)值。點(diǎn)是,發(fā)動(dòng)機(jī)在有乙醇時(shí)性能得到改善和提高,沒(méi)屆時(shí)20%的乙醇用于形成乙醇汽油。有乙醇時(shí)便自動(dòng)回到原機(jī)狀態(tài),十分靈活方便。巴西和美國(guó)是世界上2個(gè)最大的乙醇生產(chǎn)國(guó),柴油機(jī)由于壓縮比高,沒(méi)有像汽油機(jī)那樣的前者用甘蔗作原料,后者則用玉米。目前2國(guó)的產(chǎn)節(jié)氣門泵吸損失,因而燃料效率要比汽油機(jī)高出量合起來(lái)超過(guò)400萬(wàn)t。我國(guó)的乙醇以糧食為原料,30%-40%。在柴油機(jī)上應(yīng)用乙醇,減少了柴油消產(chǎn)量位于世界第3位。由此可見(jiàn),盡管全世界乙醇耗,不僅可以替代部分柴油,而且根據(jù)乙醇和柴油的生產(chǎn)方式、生產(chǎn)原料有所不同,但最終的應(yīng)用方的含碳量不同,還可以減少二氧化碳排放。以替代式完全一樣,都是加入汽油中形成乙醇汽油。然而,20%柴油計(jì),約減少二氧化碳排放4%.同時(shí),其我們應(yīng)看到國(guó)情的差別,一是2國(guó)的汽車保有量差他有害排放如微粒和NOx也大幅度減少距大。美國(guó)是一個(gè)汽車王國(guó),俗稱輪子上的國(guó)家。而由此可見(jiàn),應(yīng)積極支持和鼓勵(lì)在壓燃式發(fā)動(dòng)我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家,雖然我國(guó)汽車近年來(lái)發(fā)展機(jī),即柴油機(jī)上應(yīng)用乙醇。如果現(xiàn)有的130余萬(wàn)t很快,但是總量上與美國(guó)相差甚遠(yuǎn)。截止到2006年乙醇能夠全部用到柴油機(jī)上,則一方面綬解國(guó)內(nèi)底,我國(guó)汽車保有量才600輛,加上摩托車1.6的柴油緊張局面,讓乙醇得以高效率利用。另一方億輛。而美國(guó)汽車總量就是近3.0億輛。二是在燃面,乙醇在柴油機(jī)上應(yīng)用,由于效率高,也同時(shí)會(huì)料消耗結(jié)構(gòu)不同。美國(guó)每年消耗汽油達(dá)數(shù)億噸,柴減少燃料費(fèi)用,讓用戶得到在新能源應(yīng)用中的實(shí)油消耗量與其相近。而我國(guó)每年消耗汽油為柴油的「惠。真正讓乙醇這一可再生能源為國(guó)家的可持續(xù)」半還不到。以2008年為例,全國(guó)全年消耗汽油發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)6100萬(wàn)t,而柴油消耗近14億t,為汽油2.0倍以|參考文獻(xiàn):上。由于柴油機(jī)在交通運(yùn)輸、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)、農(nóng)「[l張艷,防止各地“一哄而上”發(fā)改委為乙醇燃料緊急降機(jī)、水運(yùn)、國(guó)防等各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,使柴油成為溫[N]京華時(shí)報(bào)2006-12-19國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石。三是乙醇加入汽油的用途不[2】高海洋牟連嵩戴春蓓乙醇汽油車輛性能研究(A]中國(guó)同。美國(guó)在汽油中加入乙醇用于提高辛烷值,而我汽車工程學(xué)會(huì)燃料與潤(rùn)滑油分會(huì)第12屆年會(huì)C】成都國(guó)提高辛烷值用甲基叔丁醚(MTBE),加入乙醇純2006.(10):216-219粹是替代汽油。我國(guó)的乙醇來(lái)自糧食,得之不易,我B3]美]喬治A奧拉阿蘭·戈佩特GK.蘇耶·普拉卡西國(guó)燃料從結(jié)構(gòu)上說(shuō)缺少的是柴油。因此,著力于用跨越油氣時(shí)代:甲醇經(jīng)濟(jì)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007乙醇燃料減少柴油消耗是我國(guó)的國(guó)情需要。乙醇用于柴油機(jī)存在較大的難度。原因是其十|4王啟現(xiàn)李志強(qiáng)世界燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干技術(shù)問(wèn)題探烷值低,不易壓燃。另外,乙醇與柴油不溶。在討[世界農(nóng)業(yè),2007,(10)(總342)柴油機(jī)上應(yīng)用需要添加很多像著火改進(jìn)劑和乳化劑「全球乙醇汽油業(yè)分析EBOU典市場(chǎng)研究報(bào)告網(wǎng)加p:∥之類的成分。國(guó)內(nèi)外也在這方面做了很多研究和探www.hdcmr.com/,2008-11-25討,但尚未見(jiàn)到有商業(yè)化的應(yīng)用實(shí)例。近年來(lái),天間61姚春德李云強(qiáng)王銀山等,進(jìn)氣預(yù)混乙醉對(duì)柴油機(jī)碳煙與津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在此方面取得排放的影響參數(shù)研究[燃燒科學(xué)與技術(shù)2004,(6)很大突破,在進(jìn)氣管上安裝乙醇噴嘴,噴醇量和噴中國(guó)煤化工醇時(shí)刻均由電控裝置自動(dòng)控制,采用柴油乙醇組合|CNMHG排放R]襄樊國(guó)家汽燃燒的獨(dú)特控制理論,使發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能與原機(jī)車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(編號(hào):QC08051cD0941)第1含第4期209年4月系