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新型燃料——二甲醚(下)
作者/来源:刘芃   日期: 2008-05-21   点击率:1566
4 二甲醚替代燃料综合评价
目前中国正在积极推进石油替代燃料的发展,作为汽车的替代燃料,有几个重要因素必须考虑。
1)汽车性能;
2)经济性;
3)大气环境性能(尾气排放);
 4)综合效率和CO排放量;
5)能源安全供给性。
很明显,不能一概而论哪个是最重要的因素。如果从防止地球变暖的角度考虑,综合效率和CO排放量的因素尤为重要;从防止城市空气污染的角度看,大气环境污染(尾气排放)的因素很重要;从汽车厂商的角度看,汽车性能被认为最重要;而从消费者角度看,经济性是一个很重要的因素。
由于解决能源的供应安全问题是中国现在积极推进石油替代燃料普及最为直接的出发点,所以选择何种燃料作为石油替代燃料首先考虑的就是其资源储存量。从中国的煤炭资源和土地资源这个角度出发,有望大规模替代石油的燃料可以锁定在煤基类燃料和非粮食类的生物质燃料(生物质乙醇、生物质柴油等)上。在我国,以煤为原料替代石油的二次清洁能源甲醇及二甲醚具有综合发展优势。
一般认为,二甲醚(DME)和天然气的大气环境性能比较好,但是如表5所示,煤基类DME在生产阶段会排放大量的NOx和粉尘,在发展煤基类合成燃料的时候应该注意保持煤炭品种的多样性。

5  各种煤基类合成燃料经济性比较

指标

直接液化

间接液化

高温合成

间接液化

低温合成

甲醇

DME

能源效率,%

59.75

41.56

41.26

45.64

41.21

水消费,吨/

7.0

l1.21

l1.96

7.05

10.73

生产成本,元/

1771

2756

2131

1O64

18l1

CO2kgC/GJ

20.09

34.72

35.61

29.22

35.23

SO2kg/GJ

0.01

0.004

0.0O4

0.003

0.004

NOxkg/GJ

0.09

0.133

0.186

0.17

0.17

粉尘,kg/GJ

0.01

0.01

0.013

0.02

0.02

 

6  对各种替代燃料的综合评价

替代燃料/技术

能源供应安全性

经济性

大气环境性能

综合效率

汽车性能

 

资源量

多样性

安全性

汽车价格

燃料价格

基础设施

尾气排放

WTW效率

WTW CO2

续航距离

输出功率等

LPG

 

CNG

 

 

乙醇

粮食类

非粮食类

甲醇

煤基类

天然气类

DME

煤基类

天然气类

生物

柴油

生物质类

废弃食用油类

CTL

直接液化

间接液化

注:Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ。上述评价结果可能因为前提条件的变化而变化
纵观各种石油替代燃料的普及现状、政府政策和各种石油替代燃料在资源量、经济性、环境性等各方面的优势和劣势后,认为煤基燃料和生物燃料将是最有可能普及的两种替代燃料。如果在2030年二者的产量能够分别达到2000万吨,那么届时中国汽车所需的石油消费量将可以继续从14亿吨下降至10亿吨。
 
5 结束语
在我国燃料市场中,柴油、汽油比例结构长期失调,制约了我国炼油工业的发展和平衡。二甲醚取代柴油,可以降低我国对于石油资源的依赖性,有利于我国能源安全,同时将环境危害降到最低,完全符合我国国情,因此我国应加强DME替代柴油的研究工作,以解决石油的供需矛盾。近期国内有很多石油替代燃料的相关政策出台,相关项目也纷纷上马,也反映出在高油价下石油燃料替代工作的重要性和急迫性。另外,节能和环保作为今后我国汽车发展的一个战略方向,今后在政策和法规、标准制定方面都会向包括DME汽车在内的清洁汽车倾斜。DME的燃烧性能优良、十六烷值高、动力性能好、污染少、易储存(稍加压即为液体)、运输和使用的安全性能良好,作为车用替代燃料,具有天然气、甲醇、液化气、柴油等不可比拟的综合优势。
需要注意的是,目前二甲醚生产成本高,其价格比相同能量的柴油高30%~50%;而作为柴油替代品,燃料加注站等基础设施的兴建投资也较大。此外,DME的许多使用性质与其物理性质有关,而不与其燃烧性质相关。因此还要加强研究DME在发动机零件的腐蚀、磨损、泄漏和润滑方面的问题。这些问题需要放在能源发展的全局中通盘考虑,避免就事论事。
 
 
参考资料
[1]李钢.中国汽车产业第11个5年计划纲要介绍.中日节能和环保综合论坛资料,2006(5).
[2]俞珠峰,陈贵峰,杨丽.煤基液体燃料生产技术的评价[J].中国能源,2006(2).
[3]蒋剑春.生物柴油研究进展[J].中国能源,2006(2).
[4]葛蕴珊.生物柴油在柴油机中的应用研究[J].内燃机工程,2004,25(2):l2-l5.
[5]尧命发,午斯都,许俊峰,等.二甲醚(DME)燃烧特性试验研究[J].内燃机学报,200l,19(3):197-203.
[6]李君,朱昌吉,马光兴,等.柴油机燃用二甲醚排放特性的研究[J].燃烧科学与技术,2003,9(3):256-260.
[7]大野阳太郎.新的清洁燃料DME[J].芳烃.200l,53(1):l39-148.
[8]边耀璋等编著,汽车新能源技术[M].北京:人民交通出版社,2003(8).
[9]李卓,刘小鸿,二甲醚用作柴油机燃料的进展.节能,2004(2).
[10]李冠峰,段二虎.柴油一乙醇混合燃料配制试验研究[J].河南农业大学学报,2003,37(3):297-299.
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