法国ngv协会在家庭轿车上开发代用燃料

法国ngv协会在家庭轿车上开发代用燃料

0代用燃料成为人类面临的新问题和新对策,引起关注国家能源战略随着世界经济的发展，能源消耗增加。作为世界主要产油地的中东,因政治原因不稳定,造成最近一段时间的石油一直维持在很高的价位,尽管OPEC一直要求成员国加大石油产量以维持世界原油市场价格的稳定性,但作用不大。如今石油问题已经涉及到各国的能源战略和国家安全问题。为此世界各国尤其是各个大国都在考虑自己的能源战略,根据本国国情积极寻求新的能源出路,同时积极发展代用燃料以减少对石油的依赖性。据统计,2005年汽车的燃油消耗量约占能源总需求量40%以上。巨大的燃油消耗不仅对日益枯竭的石油能源造成巨大压力,同时大量燃油燃烧不当所排放出的污染物已成为威胁人类生存的主要因素。因此,寻求资源丰富、环境友好和经济可行的代用燃料已成为人类亟待解决的重大问题。目前已开发的车用代用燃料有天然气、液化石油气、氢能源、二甲醚、醇类燃料及生物燃料等。混合燃油主要有掺水、掺醇和掺生物油等形式。1国外汽车、液体燃料的应用1.1法国cng汽车计划目前燃用天然气和液化石油气的燃气汽车,应用技术较为成熟,实际应用比较多。据有关资料不完全统计,全世界已有40多个国家总计使用燃气汽车500万辆以上,约占全球汽车总保有量的0.7%左右,其中LPGV约400万辆以上,CNGV约100万辆,LNGV近万辆。美国计划到2010年,在公共汽车领域7%使用天然气汽车,并且将50%出租车和班车改为专用天然气汽车。德国计划到2010年,天然气汽车数量达到10～40万辆,加气站将有目前的180个增加到至少300个。日本的天然气汽车主要应用于在市中心行驶频率很高的出租汽车、公共汽车及送货上门服务的车辆。LPG汽车以轿车为主。LNG汽车以货车为主。在法国,人口在20万以上的城市,半数以上的城市有一定数量的CNG公交车。为促进NGV事业的发展,法国NGV协会于2003年5月20日开会通过了一个新的行动计划。该计划不仅确定在近期内大力发展公共交通、城市运输和公务(商务)车队CNG项目,而且制定了一个远景规划,即在2008年之前将CNG应用到家庭轿车上。该计划的目标是:a.强调NGV在改善温室效应上的优势。b.给用户提供高安全性的CNG汽车。c.解决CNG汽车的内部和行李箱空间限制问题。d.使NGV在汽车性能上接近燃油汽车。e.增加加气站数量并形成规模网络。f.干道公路沿途可以24h提供加气服务。g.推出家庭用小型压缩机,便于用户在自家停车场加气。相关政府部门和公司均表示将加强合作、分享技术和市场信息,以确保上述计划的完成。该计划同时强调两个时间框架:到2005年,OEM下线的CNG小车数量达到10000辆;到2010年,CNG汽车保有量达到汽车销售总量的5%。此外世界上包括我国在内的一些国家也都在大力发展天然气和液化石油气的燃气汽车。1.2燃料乙醇在汽油消费中的使用2005年,全世界生物燃料乙醇的总产量约为3000万t,其中巴西和美国的产量均约为1200万t。巴西幅员辽阔,土地资源丰富,地处热带,雨水充沛,适宜甘蔗生长。为了减少对石油进口的依赖,巴西从1975年开始实施“燃料乙醇计划”,以甘蔗为原料生产燃料乙醇替代车用汽油,主要做法包括:一是规定车用汽油必须添加一定比例的燃料乙醇;二是安排资金支持改良甘蔗品种、改进乙醇生产工艺、开发燃料乙醇汽车;三是对燃料乙醇和乙醇汽车的生产和销售减免有关税费。经过多年的努力,巴西“燃料乙醇计划”达到了预期目的。1985年以来,虽然燃料乙醇产量因油价、糖价和政策影响有所波动,但平均年产量达1000万t左右,累计替代石油约2亿t。目前,巴西所有车用汽油均添加20%～25%的燃料乙醇,并且已有大量使用纯燃料乙醇的汽车,2005年销售的汽车70%为可以完全燃用纯燃料乙醇的汽车。2005年,巴西燃料乙醇消费量为1200万t,替代了当年汽油消费量的45%,约占车用燃料消费总量的三分之一,为70多万人提供了就业机会。燃料乙醇已成为巴西保障能源安全、促进经济发展、增加就业的支柱产业。美国也是从上世纪70年开始发展燃料乙醇的,主要是利用其耕地多、玉米产量大的优势,以玉米为原料生产燃料乙醇。一方面是为了减少石油进口,另一方面是为了增加农产品的收益,稳定玉米价格。20世纪80年代后期,受石油价格较低的影响,美国燃料乙醇的生产和销售曾受到抑制。1990年美国出台《清洁空气法》后,乙醇作为MTBE(一种增加汽油辛烷值、减少污染排放的汽油添加剂,现被认为渗入地下水后会致癌)的替代品,市场需求量迅速增加。2002年以来,受石油价格大幅上涨的推动,燃料乙醇再次得到重视,生产销售迅速增长。美国为推广燃料乙醇制定了积极的经济激励政策,每加仑燃料乙醇可得到51美分的税收返还(折合每升13.5美分)。为了进一步扩大生物燃料的应用,最近美国国会通过的2005年能源法提出了可再生能源燃料配额标准,要求在汽油消费中包含特定数量的可再生能源燃料,而且将逐年递增。从2006年至2012年,可再生能源燃料年用量要从40亿加仑(1200万t)增加到75亿加仑(2300万t)。同时,美国积极发展纤维素制取燃料乙醇的技术,进一步扩大可利用的生物资源,以便更大规模地替代石油。按照美国总统布什于2005年签署的《能源政策法案》的要求,到2012年,美国清洁能源和再生能源要比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。美国福特汽车公司生产灵活燃料汽车已有10年历史,产量累计已达100万辆。这种汽车可使用汽油、乙醇(E-85)以及甲醇(M-85)为燃料。福特公司主席兼首席执行官比尔·福特2004年9月曾宣布,福特在2005年准备生产25万辆灵活燃料汽车。欧盟对生物燃料也很重视,但由于欧盟成员国人均耕地面积少,地处温带,农业生产条件较差,不具备大量使用粮食或甘蔗生产燃料乙醇的条件,因此,欧盟生物燃料主要以生物柴油为主,包括以大豆、油菜籽等为原料生产柴油和以回收动植物废油为原料生产柴油两种方式。目前,原欧盟15个成员国年产生物柴油约200万t,占世界生物柴油总产量的90%,其中德国生物柴油年产量约为150万t。2005年10月,德国8个地区的许多汽车都用上了豆油和菜籽油,研制者确信自然界的菜籽油比出自石油的普通柴油具有更大的经济效益。目前,为了提高能源安全、保护环境、促进生物燃料的发展,许多国家都提出了生物燃料发展目标。欧盟提出的目标是:到2010年,生物燃料占交通燃料的比例达到6%;美国提出的目标是:到2020年,生物燃料在交通燃料中的比例达到20%,到2030年,该比例达到30%;瑞典提出2020年之后,利用纤维素生产的燃料乙醇全部替代石油燃料,彻底摆脱对石油的依赖。因此,生物燃料将逐步成为替代石油的重要能源。1.3甲醇与汽油的互溶性能差根据燃料状态不同,煤基汽车燃料可分为煤制甲醇、煤合成油和煤发电等。甲醇掺入汽油后,可增加汽油的含氧量,提高汽油的辛烷值,可替代四乙基铅添加剂。甲醇汽油中甲醇质量分数一般在3%～5%之间,此时甲醇溶于汽油,可和汽油一样使用,发动机无需作任何更改,运转正常,其应用在许多国家已经商业化。当汽油中甲醇质量分数在15%～85%之间时,甲醇与汽油的互溶性能差,易发生分相,需加入助溶剂。如M15曾在欧洲的德国、瑞典、新西兰等国家大规模研究、示范。M85被认为是较理想的配比,具有更大吸引力,德国、美国、加拿大、瑞典、奥地利和日、韩等国,都基本掌握并示范推广了这种技术。“煤变油”(CTL)是20世纪20年代德国的两位科学家发明的。即煤炭的液化,就是指以煤炭为原料制取汽油、柴油、液化石油气的技术。目前“煤变油”在国外已成为最有前景的方向之一。2005年在乌克兰卢甘斯克市召开了“煤变油”的国际会议,在会议上报道了南非把煤加工成汽油保证了自己100%的需求。目前南非拥有一套年产800万t油品的煤变油工厂,是世界上唯一一家大规模的煤变油商业工厂,并为该国提供了60%的运输油料。美国自2004年起开始搞煤的间