汽车替代燃料[1]
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汽车替代燃料[1]
LPG汽车 LPG的主要成分是丙烷和丁烷，此外还含有少量的丙烯、丁 烯，产地不同，LPG的组分也略有不同。LPG发动机的主要 技术特点如下：
n 1)气化温度低。常温下，石油气在0.2-0.6MPa的压力下即可 液化（随组分不同而定），因此，液化石油气的气化较为容 易，与空气混合的均匀性大大优于汽油，有利于燃料的完全 燃烧，排放低。
●美国推广E10乙醇汽油多年，全美有500万辆灵活燃 料汽车（FFV），耗乙醇超过1500万T/年，用13%的玉米 生 产乙醇，替代汽油量占全年总耗量的2%；
●近年，日本、印度启动乙醇汽油推广计划；英国、
荷兰、德国、南非、泰国、奥地利在积极推广乙醇汽油替代 工作；
●中国已有9个省推广乙醇汽油（E10），年用乙醇量 约130万吨，成本为6000元/T 左右。国家为乙醇生产厂补助 为100~2300元 /T，平均每吨乙醇耗量平均为3.3吨粮/T 乙醇。
汽车替代燃料
2020/11/23
汽车替代燃料[1]
主要内容
n 能源形势 n 甲醇 n 乙醇 n 二甲醚 n 合成柴油 n 生物柴油 n 液化石油气/天然气
汽车替代燃料[1]
能源形势
n 能源是全人类经济发展和生存的主要基础条 件之一，近 年全球能源况引起全球的特别关 注；
n 人类的进步和可持续Baidu Nhomakorabea展必须处理好能源问题； n 全球及中国的能源形势——供需矛盾将长期存
●生产成本和汽车使用的经济性都比甲醇高； ●常温常压下二甲醚呈气态，输、配、加注都需要专 供系统； ●在产业化前还需对专用柴油机供油系。高压共轨系 及和汽车的匹配做进一步研究；
汽车替代燃料[1]
西安交通大学联合山东久泰化工联合开发的二甲醚/柴油混合燃料客车
汽车替代燃料[1]
合成油汽车
种类：CTL,GTL，BTL 煤制油—由煤直接液化法和间接液化法合成汽、 柴油，二战期间德国曾用直接法生产过油品，达 到423万T/年，南非、美国用间接液化法建示范性 工厂。我国神华集团在内蒙建100 万T/年的示范工 厂，已于2004年开工。
汽车替代燃料[1]
2006年底全球石油已探明储量图
汽车替代燃料[1]
天然气： ●全球天然气已探明储量为179.83万亿M3，可开采65.1年。 2006年底天然气已探明储量
汽车替代燃料[1]
能源形势
煤炭 ●全球2006年底已探明可采储量为
9090.64 吨，可开采155年； ●预计世界可采储量在今后的100年中将
●中国天然气2006年底已探明储量为2.35万亿M3， 占全球已探明总储量的1.3%，可开采47年；
●中国煤炭2006年底已探明储量为1145亿吨，占 全球已探明总储量的12.6%，可开采52年。
●中国的能源政策是：节约优先、立足国内、煤 为基 础、多元发展。
汽车替代燃料[1]
甲醇汽车
•煤制甲醇，特别用高硫煤制甲醇，还可净化出纯度较高的工业 用硫。焦炉气、 煤层气、天然气和小化肥联产都可制取甲醇， 价格便宜。 •近10年山西、陕西、四川、河南、山东、黑龙江等省的企业、 研究机构、大学都在进行M15、 M30、M85和M100甲醇车的 开发、 试验和试运行；山西省现有1400多辆全甲醇M100出租 车、大客车、中客车在商业运行；山西省在全省范围内推广普 及M15甲醇汽车的运行； • 太原理工、东方发动机研究所和佳新公司、净土公司、维坊 柴油机厂、江西发动机厂等企业合作，开发了469 、468、 R6B、698等全甲醇电喷发动机，压缩比已达到1:1.3~1.5的替 代比。国Ⅲ排放。动力性优于汽油、柴油。
汽车替代燃料[1]
生物柴油汽车
n 柴油机可以燃用纯生物柴油，也可使用生物柴油和柴油的 混合油（如体积20%的大豆渣油与柴油的混合油称为 B20）。生物柴油的十六烷值较高，能量密度约为柴油的 90%左右，与石油系燃料互溶性好，不存在分层问题，且 生物柴油含氧8%-10%，可以降低碳烟/颗粒排放。
n 压燃式发动机燃用生物柴油或生物柴油/柴油混合燃料的 研究表明，在发动机不做任何改动的情况下，在全部转速 范围内，功率有所下降，当量燃油消耗率升高。但是，通 过推迟喷油，优化燃烧，可改进发动机在中低负荷的性能， 使生物柴油发动机的转矩输出达到原型号柴油机的水平， 当量燃油消耗率下降。
汽车替代燃料[1]
甲醇汽车
●奇瑞、华普、长安等汽车公司已开发了灵活燃料汽车，排放可 达国Ⅲ。
●在技术上已解决了甲醇汽车的冷启动、热气阻、溶胀、腐蚀 和非常规排放甲醛超标、渗烧甲醇汽油的分层等问题，也规 范了输、配、加注等商业营运中的问题；
●甲醇饮用可致死和致盲，但在国内外几十年的化工、燃料行 业在使用中按规程操作未发现对人和环境的影响；
汽车替代燃料[1]
CNG汽车
n NG的主要成分是甲烷，此外还含有少量的H2、CO、H2S可燃气和 N2、CO2、He等惰性气体，它的存储方式主要有两种，一种是直接 将其压缩至特制的容器中（压力为20-30MPa），称为压缩天然气 （CNG，Compressed Natural Gas）再经减压器减压后供给发动机。 第二种是采用低压（或略高于常压）和低温（-160℃左右）液化储 存(LNG，Liqulified Natural Gas),储存要求高,相应的成本也较高.
汽车替代燃料[1]
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/23
汽车替代燃料[1]
●按规模条件下煤制甲醇的经济性在石油30美元/桶时有很强的 竞争性；
●德国、美国在上次石油危机时都曾开发过甲醇汽车，由于石 油价格缓解未能大量产业化。
汽车替代燃料[1]
二甲醚汽车
●甲醇脱水即二甲醚，是柴油机的理想替代燃料。清 洁排放，可达国Ⅳ标准。
●国内二甲醚汽车开发和二甲醚大量生产都还处于起 步阶段；
n 2)LPG的燃烧特性与汽油相当，其热值略高于汽油。
n 3)LPG的辛烷值高，抗爆性能优于汽油，允许采用较高的压 缩比，有利于提高发动机的动力性和热效率。
n 4)汽化的LPG对发动机的充量系数有不利影响，因此进行简 单改装的气体燃料发动机的功率会有所下降。
n 5)LPG的着火温度比汽油高,火焰的传播速度比汽油慢。为了 可靠点火,燃用LPG时要求汽车点火装置具有更大的点火能 量和点火提前角。
在
汽车替代燃料[1]
能源形势
n 近期国际石油价格攀升而没有大幅回落的 趋势； n 全球各主要能耗国家都在调整自己的能源战略； n 高速发展中的中国经济对能源替代成为国家的头等
大事； n 汽车发展对节能、减排、能源替代、环保、安全和
轻量化不断提出更高的要求； n 替代燃料已成为中国能源多元化主要方向之一。
汽车替代燃料[1]
生物柴油汽车
●生物柴油是以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水 生植物油脂，以及动物油脂、餐饮废油等为原料油，通过 酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料，这种燃料可供压燃式 发动机使用。 国内外正大力开发利用木材、木屑、木薯、甘蔗渣、甜高 粮等生产乙醇。利用稻草、玉米秸、棉籽壳、花生壳、棉 杆等纤维素作原料生产生物柴油。
随着 探明技术发展，可采储量将增加到能有 200 年以上的开采年限。
汽车替代燃料[1]
2006年底煤炭已探明储量
汽车替代燃料[1]
能源形势
全球主要耗能国家及时调整能源战略 ●2005年美国修改通过《能源政策法》，2006年欧盟公
布 了《能源战略绿皮书》，2006年日本颁布了《新国家能 源 战略》，都在强调能源供应稳定和多样化，开发可再生能 源、发展洁净煤技术、发展天然气、核能、氢燃料等清洁能 源，减少石油在能源消费结构的比例。
n 天然气的辛烷值比汽油高得多，具有高的抗爆性能，在火花点火发 动机上使用时可以提高压缩比。天然气本身是一种清洁燃料，它与 空气很容易生成均匀混合气，高负荷时NOx、CO、HC排放减少， 在发动机运行范围内几乎没有黑烟。与传统的压燃柴油机相比,天然 气发动机的微粒排放也较少。天然气作为汽车燃料是安全的，天然 气的自燃温度远高于汽油和柴油的自燃温度，达到自燃点着火的可 能性比汽油、柴油小得多;另外天然气比空气轻,稍有泄漏,很快就会扩 散到大气中,要形成可燃浓度比汽油难得多。
汽车替代燃料[1]
乙醇汽车
乙醇由甘蔗、玉米及含纤维素农作物发酵 制成，是理 想的可再生的清洁能源，以纯乙醇、乙醇 汽油（E10~E22） 和混合燃料（乙醇60%+甲醇30%+汽油7%—）等三种配比 供汽车燃料。主要性能和排放和汽油车比稍优或接近。
●巴西全国全部使用乙醇汽油已有近20年的历史，是世 界惟一不供应纯汽油的国家；
●巴西、法国、西班牙、德国、奥地利、瑞典等国强调乙 醇 和生物质资源的能源。
●全球电力消费将在今后20年中成倍增加，核电、水电将 增加较快；
●可再生能源是今后能源开发和增长的主导方向。
汽车替代燃料[1]
能源形势
中国传统能源现状和能源政策
●中国石油2006年底已探明储量为160亿桶22亿 吨，占全球已探明总储量的1.3%，可开采12.1年；
●煤制油单耗高，3—4.5T煤/T油； ●煤制油水耗较高， 12T水/T油以上；生产场 占地面 积较多；投资较高。 ●煤制油在我国刚处于起始阶段，有待示范工 程中解 决今后的产业化方向。
汽车替代燃料[1]
合成油汽车
n 综合了多种不同发动机或汽车采用不同测试循 环,在燃用合成油时与标准柴油相比NOx 和PM 排放的变化。绝大部分数据点都位于NOx 和 PM同时降低的方框内,NOx 平均降低13%,PM 平均降低26%。
汽车替代燃料[1]
能源形势
石油： ●全球石油已探明储量为12000.7亿桶，1630 .6 亿吨，（2006年世界能源统计公布）按2005 年开采量计，可开采40.6年； ●预计未发现的石油储量可能是9380亿桶； ●预计在21世纪中期石油产量达到顶峰，包括 非常规液体燃料包括油砂、超重油、气变液技 术、煤气化技术、生物燃油和油母页岩等在内 本世纪后期将进入高油价期。
n 生物柴油对发动机排放的影响：由于植物油制生物柴油含 氧，从而可降低PM、CO、HC排放，但经过酯化处理的 生物柴油滞燃期缩短，在供油提前角不作调整的情况下， 燃烧始点提前，导致缸内最高燃烧压力和温度升高，NOx 排放略有上升。
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LPG、CNG汽车
n 都是已成熟技术，在资源和加气站方便的条件 下逐步推广也是汽车燃料多元化方向之一，可 以解决排放污染和经济运行，由于在常态下液 化石油气和压缩天然气都是气体，在储、运、 加气等商业运行中都需要较大的投资，而资源 也是很有限的，所以它不会成为主导的替代汽 车燃料。
LPG汽车 LPG的主要成分是丙烷和丁烷，此外还含有少量的丙烯、丁 烯，产地不同，LPG的组分也略有不同。LPG发动机的主要 技术特点如下：
n 1)气化温度低。常温下，石油气在0.2-0.6MPa的压力下即可 液化（随组分不同而定），因此，液化石油气的气化较为容 易，与空气混合的均匀性大大优于汽油，有利于燃料的完全 燃烧，排放低。
●美国推广E10乙醇汽油多年，全美有500万辆灵活燃 料汽车（FFV），耗乙醇超过1500万T/年，用13%的玉米 生 产乙醇，替代汽油量占全年总耗量的2%；
●近年，日本、印度启动乙醇汽油推广计划；英国、
荷兰、德国、南非、泰国、奥地利在积极推广乙醇汽油替代 工作；
●中国已有9个省推广乙醇汽油（E10），年用乙醇量 约130万吨，成本为6000元/T 左右。国家为乙醇生产厂补助 为100~2300元 /T，平均每吨乙醇耗量平均为3.3吨粮/T 乙醇。
汽车替代燃料
2020/11/23
汽车替代燃料[1]
主要内容
n 能源形势 n 甲醇 n 乙醇 n 二甲醚 n 合成柴油 n 生物柴油 n 液化石油气/天然气
汽车替代燃料[1]
能源形势
n 能源是全人类经济发展和生存的主要基础条 件之一，近 年全球能源况引起全球的特别关 注；
n 人类的进步和可持续Baidu Nhomakorabea展必须处理好能源问题； n 全球及中国的能源形势——供需矛盾将长期存
●生产成本和汽车使用的经济性都比甲醇高； ●常温常压下二甲醚呈气态，输、配、加注都需要专 供系统； ●在产业化前还需对专用柴油机供油系。高压共轨系 及和汽车的匹配做进一步研究；
汽车替代燃料[1]
西安交通大学联合山东久泰化工联合开发的二甲醚/柴油混合燃料客车
汽车替代燃料[1]
合成油汽车
种类：CTL,GTL，BTL 煤制油—由煤直接液化法和间接液化法合成汽、 柴油，二战期间德国曾用直接法生产过油品，达 到423万T/年，南非、美国用间接液化法建示范性 工厂。我国神华集团在内蒙建100 万T/年的示范工 厂，已于2004年开工。
汽车替代燃料[1]
2006年底全球石油已探明储量图
汽车替代燃料[1]
天然气： ●全球天然气已探明储量为179.83万亿M3，可开采65.1年。 2006年底天然气已探明储量
汽车替代燃料[1]
能源形势
煤炭 ●全球2006年底已探明可采储量为
9090.64 吨，可开采155年； ●预计世界可采储量在今后的100年中将
●中国天然气2006年底已探明储量为2.35万亿M3， 占全球已探明总储量的1.3%，可开采47年；
●中国煤炭2006年底已探明储量为1145亿吨，占 全球已探明总储量的12.6%，可开采52年。
●中国的能源政策是：节约优先、立足国内、煤 为基 础、多元发展。
汽车替代燃料[1]
甲醇汽车
•煤制甲醇，特别用高硫煤制甲醇，还可净化出纯度较高的工业 用硫。焦炉气、 煤层气、天然气和小化肥联产都可制取甲醇， 价格便宜。 •近10年山西、陕西、四川、河南、山东、黑龙江等省的企业、 研究机构、大学都在进行M15、 M30、M85和M100甲醇车的 开发、 试验和试运行；山西省现有1400多辆全甲醇M100出租 车、大客车、中客车在商业运行；山西省在全省范围内推广普 及M15甲醇汽车的运行； • 太原理工、东方发动机研究所和佳新公司、净土公司、维坊 柴油机厂、江西发动机厂等企业合作，开发了469 、468、 R6B、698等全甲醇电喷发动机，压缩比已达到1:1.3~1.5的替 代比。国Ⅲ排放。动力性优于汽油、柴油。
汽车替代燃料[1]
生物柴油汽车
n 柴油机可以燃用纯生物柴油，也可使用生物柴油和柴油的 混合油（如体积20%的大豆渣油与柴油的混合油称为 B20）。生物柴油的十六烷值较高，能量密度约为柴油的 90%左右，与石油系燃料互溶性好，不存在分层问题，且 生物柴油含氧8%-10%，可以降低碳烟/颗粒排放。
n 压燃式发动机燃用生物柴油或生物柴油/柴油混合燃料的 研究表明，在发动机不做任何改动的情况下，在全部转速 范围内，功率有所下降，当量燃油消耗率升高。但是，通 过推迟喷油，优化燃烧，可改进发动机在中低负荷的性能， 使生物柴油发动机的转矩输出达到原型号柴油机的水平， 当量燃油消耗率下降。
汽车替代燃料[1]
甲醇汽车
●奇瑞、华普、长安等汽车公司已开发了灵活燃料汽车，排放可 达国Ⅲ。
●在技术上已解决了甲醇汽车的冷启动、热气阻、溶胀、腐蚀 和非常规排放甲醛超标、渗烧甲醇汽油的分层等问题，也规 范了输、配、加注等商业营运中的问题；
●甲醇饮用可致死和致盲，但在国内外几十年的化工、燃料行 业在使用中按规程操作未发现对人和环境的影响；
汽车替代燃料[1]
CNG汽车
n NG的主要成分是甲烷，此外还含有少量的H2、CO、H2S可燃气和 N2、CO2、He等惰性气体，它的存储方式主要有两种，一种是直接 将其压缩至特制的容器中（压力为20-30MPa），称为压缩天然气 （CNG，Compressed Natural Gas）再经减压器减压后供给发动机。 第二种是采用低压（或略高于常压）和低温（-160℃左右）液化储 存(LNG，Liqulified Natural Gas),储存要求高,相应的成本也较高.
汽车替代燃料[1]
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/23
汽车替代燃料[1]
●按规模条件下煤制甲醇的经济性在石油30美元/桶时有很强的 竞争性；
●德国、美国在上次石油危机时都曾开发过甲醇汽车，由于石 油价格缓解未能大量产业化。
汽车替代燃料[1]
二甲醚汽车
●甲醇脱水即二甲醚，是柴油机的理想替代燃料。清 洁排放，可达国Ⅳ标准。
●国内二甲醚汽车开发和二甲醚大量生产都还处于起 步阶段；
n 2)LPG的燃烧特性与汽油相当，其热值略高于汽油。
n 3)LPG的辛烷值高，抗爆性能优于汽油，允许采用较高的压 缩比，有利于提高发动机的动力性和热效率。
n 4)汽化的LPG对发动机的充量系数有不利影响，因此进行简 单改装的气体燃料发动机的功率会有所下降。
n 5)LPG的着火温度比汽油高,火焰的传播速度比汽油慢。为了 可靠点火,燃用LPG时要求汽车点火装置具有更大的点火能 量和点火提前角。
在
汽车替代燃料[1]
能源形势
n 近期国际石油价格攀升而没有大幅回落的 趋势； n 全球各主要能耗国家都在调整自己的能源战略； n 高速发展中的中国经济对能源替代成为国家的头等
大事； n 汽车发展对节能、减排、能源替代、环保、安全和
轻量化不断提出更高的要求； n 替代燃料已成为中国能源多元化主要方向之一。
汽车替代燃料[1]
生物柴油汽车
●生物柴油是以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水 生植物油脂，以及动物油脂、餐饮废油等为原料油，通过 酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料，这种燃料可供压燃式 发动机使用。 国内外正大力开发利用木材、木屑、木薯、甘蔗渣、甜高 粮等生产乙醇。利用稻草、玉米秸、棉籽壳、花生壳、棉 杆等纤维素作原料生产生物柴油。
随着 探明技术发展，可采储量将增加到能有 200 年以上的开采年限。
汽车替代燃料[1]
2006年底煤炭已探明储量
汽车替代燃料[1]
能源形势
全球主要耗能国家及时调整能源战略 ●2005年美国修改通过《能源政策法》，2006年欧盟公
布 了《能源战略绿皮书》，2006年日本颁布了《新国家能 源 战略》，都在强调能源供应稳定和多样化，开发可再生能 源、发展洁净煤技术、发展天然气、核能、氢燃料等清洁能 源，减少石油在能源消费结构的比例。
n 天然气的辛烷值比汽油高得多，具有高的抗爆性能，在火花点火发 动机上使用时可以提高压缩比。天然气本身是一种清洁燃料，它与 空气很容易生成均匀混合气，高负荷时NOx、CO、HC排放减少， 在发动机运行范围内几乎没有黑烟。与传统的压燃柴油机相比,天然 气发动机的微粒排放也较少。天然气作为汽车燃料是安全的，天然 气的自燃温度远高于汽油和柴油的自燃温度，达到自燃点着火的可 能性比汽油、柴油小得多;另外天然气比空气轻,稍有泄漏,很快就会扩 散到大气中,要形成可燃浓度比汽油难得多。
汽车替代燃料[1]
乙醇汽车
乙醇由甘蔗、玉米及含纤维素农作物发酵 制成，是理 想的可再生的清洁能源，以纯乙醇、乙醇 汽油（E10~E22） 和混合燃料（乙醇60%+甲醇30%+汽油7%—）等三种配比 供汽车燃料。主要性能和排放和汽油车比稍优或接近。
●巴西全国全部使用乙醇汽油已有近20年的历史，是世 界惟一不供应纯汽油的国家；
●巴西、法国、西班牙、德国、奥地利、瑞典等国强调乙 醇 和生物质资源的能源。
●全球电力消费将在今后20年中成倍增加，核电、水电将 增加较快；
●可再生能源是今后能源开发和增长的主导方向。
汽车替代燃料[1]
能源形势
中国传统能源现状和能源政策
●中国石油2006年底已探明储量为160亿桶22亿 吨，占全球已探明总储量的1.3%，可开采12.1年；
●煤制油单耗高，3—4.5T煤/T油； ●煤制油水耗较高， 12T水/T油以上；生产场 占地面 积较多；投资较高。 ●煤制油在我国刚处于起始阶段，有待示范工 程中解 决今后的产业化方向。
汽车替代燃料[1]
合成油汽车
n 综合了多种不同发动机或汽车采用不同测试循 环,在燃用合成油时与标准柴油相比NOx 和PM 排放的变化。绝大部分数据点都位于NOx 和 PM同时降低的方框内,NOx 平均降低13%,PM 平均降低26%。
汽车替代燃料[1]
能源形势
石油： ●全球石油已探明储量为12000.7亿桶，1630 .6 亿吨，（2006年世界能源统计公布）按2005 年开采量计，可开采40.6年； ●预计未发现的石油储量可能是9380亿桶； ●预计在21世纪中期石油产量达到顶峰，包括 非常规液体燃料包括油砂、超重油、气变液技 术、煤气化技术、生物燃油和油母页岩等在内 本世纪后期将进入高油价期。
n 生物柴油对发动机排放的影响：由于植物油制生物柴油含 氧，从而可降低PM、CO、HC排放，但经过酯化处理的 生物柴油滞燃期缩短，在供油提前角不作调整的情况下， 燃烧始点提前，导致缸内最高燃烧压力和温度升高，NOx 排放略有上升。
汽车替代燃料[1]
LPG、CNG汽车
n 都是已成熟技术，在资源和加气站方便的条件 下逐步推广也是汽车燃料多元化方向之一，可 以解决排放污染和经济运行，由于在常态下液 化石油气和压缩天然气都是气体，在储、运、 加气等商业运行中都需要较大的投资，而资源 也是很有限的，所以它不会成为主导的替代汽 车燃料。