国内外代用燃料汽车的应用发展现状

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瓣敖法怒隰毽越来越严 随着汽车工业的快速发
展.汽率的生产量和保有量急 甓增秀l,汽车排敖污染已藏必
大气污染最主要的根源,严重 地危害麓人类的健康。据研 究,目前大气中38.5%的一氧 化碳(CO)、21.7%的碳氢化 合物(HC)、87.6%的氮氧化 物(NOx)、1 1.7%的二氧化 碳(C02)、6.2%的二氧化硫 (S02)、32%的微粒物(PM) 来自汽车废气排放。两城市 大气中,61%的CO、87%的 HC、55%的NOx来自汽车废 气排教。困魏簿决汽车排敖 对环境污染的危害。已成为世 界各国多年来研究的最重要 课题之一。
Байду номын сангаас
另一种是在乙醇中添加15% 汽油(其余85%为乙醇),牌号 E一85,使用这种燃油,发动机 需要经过改装。
2004年,美国有45家工 厂生产生物柴油,总产量为 2.9亿加仑,其中1.8亿加仑为 专门生产生物柴油的工厂生 产,1.1亿加仑是油酯化工厂 的副产品。现在提出计划打 算建厂的还有54家,生产规 模达7.5亿加仑/年。这批工厂 将按市场的需求来投入。
进。美国EPA规定,新配方汽 油至少含2%的氧、低于1%的 苯肼物、不含铅及任何其他 重金属。同时加入高级活性 剂,以防止组分沉淀;与传统 汽油相比。各种污染物排放可 降低15%~17%,适用于所有 车辆,但制作成本略高。美国 EPA宣称,新配方汽油计划是 继汽油中的铅被禁止以来最重 要的环境燃料计划。
是环境污染低,其燃烧产物 不含SO。、CO。,碳粒也少, 但含有害的乙醛。用其替代 柴油时,汽车发动机不用改 装。目前,已研制成功并投 入使用的植物油型燃料有菜 籽油、棉籽油、棕榈油、豆 油、甲醇酯混合油等。植物 油多与柴油混合使用。植物 油成本高,能量消耗高,只 能作为补偿能源。
·水乳化燃料 水乳化燃料是在轻油和重 油中加入适量乳化剂(水合成 剂)形成的稳定燃料,能使排 放物中的碳烟粒和NOx降低 30%左右,而且还能有效地 降低油耗(柴油3%左右,汽油 10%左右)。此外,水乳化燃 料安全,便于储存和运输。 ·柴油与甲醇、水的复合 燃料 柴油与甲醇、水的复合燃 料具有乳化剂用量少、稳定
新能源业务在美国商业 界十分走俏。如2004年年 底,比尔·盖茨通过旗下投 资公司Cascade Investment 向以玉米生产乙醇的Pacific Ethanol公司投入8400万美 元。显示了对生物乙醇燃油 市场前景的看好。
美国福特汽车公司生产 灵活燃料汽车已有1 2年历 史,产量累计已达1 00万辆。 这种汽车可使用汽油、乙醇 (E一85)以及甲醇(M一85)为燃 料。2005年,福特灵活燃料 汽车的产销量达25万辆。福 特公司指出,目前推广代用 燃料汽车的最大困难是代用 燃料基础设施不完善和代用 燃料的价格偏高。
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速度快,低温下易起动。汽 油车较易改成H。车,其排放 物主要是H。O、N。、O。和少 量NOX。主要缺点为沸点低 (约一2530c),H2以液态方式 储存时成本高,易受外部温 度影响而蒸发,不适宜长期 储存,还有爆炸、失火、早 燃等问题尚待解决。若解决 了成本及储存等问题,则有 可能批量使用。
2.乙醇 乙醇是最早开发的代用燃 料,乙醇汽油混合燃料在美 国已应用多年。纯乙醇作燃 料具有非常低的碳氢化合物 (HC)和有害物排放,被认为 是理想的燃料。乙醇可从谷 物、纤维素等生物可再生资 源中产生,但其成本太高, 约为汽油的两倍以上,若制 作技术上无重大突破,很难 广泛推广。 3.甲醇 甲醇是从天然气、石油和 煤炭中提取的,其中一半以 上来自天然气。甲醇具有高 辛烷值、低发热量、低污染 和无排烟等特点。甲醇燃烧 完全,可减少20%一50%HC 的排放,设计先进的发动机 可减少90%,微粒物及N Ox 排放也很低。此外,其挥发 性低,加油和行驶过程中蒸 发损失也小。目前,商用甲 醇主要为M85(85%甲醇+15% 汽油)和M1 00,M100性能 优于M85,具有更大的环境 优越性。甲醇毒性大,有腐 蚀性,其生产过程是从能源 的一种状态转换到另一种状 态,能源利用率低。
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高,这也是它们一直未能大 面积推广应用的原因。
国内外代用燃料汽车的推广 应用现状
美国、日本、欧洲是当 今世界三个代用燃料汽车开 发、研究、使用的主体,而 且都制订了相应的法规政 策,以确保代用燃料汽车的 推广使用。
年实施欧II、2001难实施欧 虬2006年已实施欧lV。两 中国点到今年7月1臼才开始 试行国Ⅲ(相当于欧Ⅲ)。
为满足墨益严格的排敖法 规,汽车制造商在不断完善发 动机的燃烧系统,采用先进的 电子控制技术和高性雏的污染 物净亿装覆,使用无铅汽油等 的同时,投入巨额资金,研制 污染排放少、有利予环境保护 的代用燃料汽车。下蠢就目前 国内外汽车主要采用的代用燃 料及其对应车型的特点作一对 ≥艺分耩。
正因为如此,世界各国制 定了限值不一的排放法规。可 以不夸张地说,正爱排敖法规 的日益严格,促进了世界汽车 技术、尤其是汽车代用燃料技 术突飞猛进的发震。
美、日、西欧等发达国 家和地区,在汽车排放控制 技寒的褫突与应翔方嚣,毫 远远走在中国的前列。如欧 盟国家的乘用车,早在1993 年裁实行了欧|搽准、{997
1.美国 1988年,美国汽车替代 燃料法(AMFA)提出鼓励、 推广和使用代用燃料车。 1 990年的空气清洁法案,提 出汽车燃料要作为降低汽车 污染物排放的手段来考虑。 1 992年实施的美国能源政策 法,进一步提倡非石油燃料 的使用,以降低石油消耗, 保证国家能源安全。按照美 国总统布什于2005年签署的 《能源政策法案》的要求, 到201 2年,美国清洁能源和 再生能源要L匕2004年增加一 倍。相应的乙醇和生物柴油 产量要达到75亿加仑/年,以 减轻对进口石油的依赖和减 少温室气体的排放。 美国有关数据显示, 2004年,美国有91家乙醇 生产厂,总年产量为40亿 加仑。乙醇的主要原料为玉 米,大多数工厂也建在玉米 种植区内。目前,美国有22 家乙醇工厂在建设中,生产 能力为1 1亿加仑/年。汽车用 乙醇燃料主要有两种:一种 是汽油中添加10%的乙醇, 牌号E一10,有报道称美国约 有1/3的汽油添加10%乙醇;
年。除了北京,在中国还有十 多个大型、特大型的城市,比 如上海有三万多辆出租车配备 了燃气汽车,这已经形成了一 个规模。在“十一五”期间将 对这方面更多的推进产业化, 形成更多的产品,做大量的工 作。中国的电动汽车还出13到 了美国,2005年年底出口了 1。O多辆,2006年出口了3000 多辆。
目前主要应用的代用燃料、 车型曩冀特熹
氢气(Hz) H。主要用作字离飞船、 兢天飞瓿等尖恭科技产品的 燃料。现发展到应用在汽车 上。燃氢发动机可在空气 过量系数天较大豹范匿蠹 稳定燃烧,点火能量低, 不到汽油最低点火能量的 {,{0,蠢氢燃辩的火焰传播
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《汽车与彭忭》精羯摹鑫鬟瀚钒CVE(No,7)2∞7—30
4.天然气(NG) NG的主要成份是甲烷 (一般为83%~99%)及少量烃 类和CO。等。NG的使用形式 主要有压缩天然气(CNG, 150MPa~120MPa)、液化天 然气(LNG,一1 620C)及能量密 度很小的吸附天然气(ANG)。 NG具有较高的辛烷值, 与汽油相比,燃烧更完全。 据美国EPA报告,NG汽车可 以降低40%的HC:}t1:放。50% 的COal!放,无排烟,而且排 放的HC化合物90%为甲烷类 物质,光化学反应低,现有 技术尚可进一步降低污染物 的排放。完全符合各国有关 的环境排放标准。NG汽车噪 声小。 LNG匍J造成本相对较高, 其储存容器的绝热性(甲烷易 蒸发,沸点一162。C)是制约其 发展的重要原因之一。但NG 一般比汽油、柴油价格低。 5.液化石油气(LPG) LPG的主要成份是丙烷及 少量丁烷、乙烷和极少量戊 烷。LPG辛烷值较高,燃料费 比液氢、乙醇、汽油、柴油等 便宜,CO、NOx等气体排放 量一般低于汽、柴油车,基本 上不排黑烟和微粒物(PM), 且所排气体无臭味,发动机工 作噪声低,较易满足欧III法规 要求。有试验表明,在90km/ h一120km/h行驶状态下,其 能量消耗下降了6%~10%, HC下降了49%,CO下降了 91%,NOx下降了16%。 6.新配方汽油 新配方汽油是过去20年 来对汽油组成的第5次重大改
7.二甲醚(DME) 是一种无毒含氧燃料。它 是从煤、天然氢气、天然气; 生物质等制取。能实现高效清 洁燃烧,易于储存和运输,其 十六烷值少于55;十分适用 于柴油机,其NOx排-放比柴油 低,HCl:l/.,柴油低,但CO比柴 油高无黑烟,是理想柴油代用 燃料。 8.复合燃料 ·植物油 植物油汽车的最大优点
3.欧洲 欧洲从1 970年起控制汽 油车的污染排放,以后每隔 3~4年修改加严一次,并实 施“绿色”税制,其法规在 各国是自愿实施的。欧洲是 环保技术较发达地区,在德 国、荷兰、英国、法国、瑞 典等国已大量使用各种代用 燃料及电动汽车。 4.中国 随着今年7月1日国Ⅲ排放 法规的正式实施,研究、推广 应用代用燃料汽车已显得迫在 眉睫。在上个月国务院新闻办 举办的一次新闻发布会上,新 任科技部部长万钢介绍,在下 几个五年计划中,科技部有两 个重大的科技专项,~个是叫 清洁汽车行动,还有一个就是 电动汽车行动。在清洁汽车行 动中主要是发展代用燃料一燃 气汽车,这是重点,到今天北 京已经有3000多辆燃气的公 共汽车在运行,而且已运行多
在混合动力汽车方面,万 钢介绍,中国已经有8个这样 的产品登陆了国家汽车目录 网站的产品公告,奇瑞、长 安今年也推出了混合动力的 轿车作为他们的商品。
关于燃料电池汽车,万钢 表示,中国的研发水平在去 年法国巴黎进行的必比登世 界清洁能源汽车大赛上得到 了很好的评价,世界上一致 认为中国已经进入了先进技 术的行列。同时,燃料电池 汽车还将在奥运会,世博会 上推出来,使大家感受尝试 这些新的使用氢气的完全零 排放的汽车。CVE
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定“循环型缝济捉进 法耪,目前已在汽率 等行业确立了循环型 经济试点《难蝴》企业好
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“能源危机”的双重压力。 降低油耗并寻求新的替代能 源,以及开发低污染或零嚣 染的绿色代用燃料汽车(又称 环保汽车、清洁汽车),已成 为当今世界汽车工业发展的 主题。
由于严重的资源不足并希 望从圈本、德国等发达国家 获取节省能源、再剩用技术 等方面的经验,2004年下半 年,中国发改委开始探讨制 定“循环型经济{鏊进法”, 目前已在汽车等行业确立了 循环型经济试点(REM)企业。 与既嗣时,孛国环境l栗护总 局也正式制定了绿色汽章 指导方针(GCG),以及基于 GCG檬准的优惠政策《巍割饶 惠、城市内的限行条件等)。
2.日本 日本从1 996年起控制汽 油车的CO排放。以后陆续制 订了其他的汽车排放污染物 标准和法规;从减少CO。排放 角度出发,制订了代用燃料 车推广日程表;要使目前汽 车CO。排放量降低30%,同时 要解决石油燃料的不足。若 全部使用代用燃料车仍不能
使C O。排放量降到1 990年水 平,则扩大电动汽车(EV)的使 用率。
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