我国正处于经济马上发展的时代,汽车行业动作拉动我国经济增长的强势行业发展尤为迅速.国度统计局网站统计数据高慢,我国仅私东说念主汽车领有量已达到了8 838.6万辆[1].据中国社科院败露家庭伦理,夙昔10年我国每百户汽车领有量将达到或接近60辆[2].关联词,传统的汽车主要以汽油、柴油等为燃料,这使得我国石油破费量大大增多,在破费多半石油资源的同期又会排放出多半无益物资,如一氧化碳、氮氧化物和氢化物等,严重混浊了环境.
石油资源的严重匮乏和环境的混浊问题是现时世界亦然我国所靠近的浩大挑战,严重制约了汽车行业的发展.是以,寻求清洁、可再生的汽车替代燃料以得志汽车行业的发展大势所趋. 1 汽车替代燃料分类
跟着汽车行业的马上发展以及能源和环境景况的日益严峻,世界列国科技使命者皆在胁制寻求新式清洁、高效的汽车替代燃料.现时,扣问和应用的汽车替代燃料按其是否可再陌生为不可再生替代燃料和可再生替代燃料.不可再生替代燃料主要包括自然气、液化石油气等;可再生替代燃料主要包括醇醚类燃料、氢能源、植物油燃料、生物资裂解气燃料等[3]. 2 汽车替代燃料扣问近况 2.1 不可再生汽车替代燃料
现时,自然气和液化石油气是两种主要的不可再生的汽车替代燃料.表 1给出了自然气、液化石油气和汽油的主要参数.从表中不错看出,自然气和液化石油气相对于汽油具有使用安全、热值高、清洁等优点.在石油资源越来越匮乏和由汽车尾气排放带来的环境问题越来越严重的配景下,俄罗斯和意大利从20世纪30年代初始实施使用自然气汽车,于今自然气汽车一经在全球畛域内平凡使用.现时使用中的自然气汽车主要有3种,分辩为使用压缩自然气(CNG)汽车、液化石油气(LPG)汽车和液化自然气(LNG)汽车. 表 1 自然气、液化石油气和汽油的主要参数 Tab. 1 Main properties of natural gas,liquefied petroleum gas and gasoline
自然气汽车比拟燃油汽车愈加节能、环保,自然气和液化石油气在常温下以气体面孔存在,并以气态插足发动机,燃料与空气同相夹杂均匀,能够较为充分地舍弃,使得 CO和HC等排放大幅度减少,微粒排放混浊裁减.与汽油能源汽车比拟,自然气汽车不错减少高达93%的CO排放量,减少33%的氮氧化物排放量以及50%的活性烃气的排放量[4].我国自然气汽车的发展势态邃密.到2012年12月,我国压缩自然气汽车的保有量为150万辆,加气站总额一经达到2 800座[5].然而,比拟于传统汽车,压缩自然气汽车所用的配件条目更高,储气罐的盘算和制形资本也很高,形成了自然气汽车的资本较高.同期,自然我国自然气储量比较丰富,然而自然气是不可再生资源,我国很大一部分自然气还需通过入口才调得志国内需求.国度统计局网站统计数据高慢,2011年我国自然气入口量达311.5亿m3,而用于汽车行业的自然气占我国自然气总消费量的8%独揽[6].
自然气优良的理化特点以及国度关系法律章程的扶捏计谋,决定了发展自然气汽车,并将自然气动作汽车替代燃料在我国近中期的发展空间是很大的,然而从能源的可捏续运用和环境保护的永久角度来看,这并不是永久之计. 2.2 可再生汽车替代燃料 2.2.1 醇醚类燃料
现时应用的醇醚类燃料主要包括甲醇、酒精和二甲醚.表 2给出了甲醇、酒精和二甲醚和汽油的部分参数.从表中不错看出,醇醚类燃料是含氧类燃料,其舍弃整个,排放清洁,热值相对于汽油偏低,防爆性能好家庭伦理,是比较梦想的汽车替代燃料. 表 2 甲醇、酒精和二甲醚和汽油的部分参数 Tab. 2 Some properties of methanol,ethanol, DME and gasoline
甲醇舍弃特点邃密,排放清洁,被合计是性能优良的汽车替代燃料.国表里学者对甲醇作念了多半的扣问,将其应用于发动机的时代也日渐锻真金不怕火,但甲醇汽油的毒性和金属腐蚀性等问题还有待进一步的扣问.国表里对于二甲醚动作汽车替代燃料的扣问已进行了十多年,在二甲醚应用于汽车发动机及整车的扣问上也获取了令东说念主激越的遵循,然而现时出产甲醇、二甲醚的主要原料如故自然气、轻质油、重质油、煤焦炭等,从原料上看甲醇与二甲醚是不可再生的.
酒精是一种可再生资源,其理化特点接近汽油,容易与汽油按一定比例混溶动作汽车燃料,以普及汽油的抗爆性,裁减排放.当酒精的体积分数小于15%时,可分歧发动机作调养;当酒精体积分数不息普实时,则需要对发动机的空燃比、烽火提前角及金属部件等进行符合的调养或改良[7].酒精汽油的优点是不问可知的,但同期酒精汽油又有着松懈漠视的瑕玷,如舍弃后会产生对金属具有腐蚀性的物资,形成汽车供油系统中橡胶部件溶胀等.
酒精动作一种新式的汽车替代燃料,其出产原料主要开头于食粮,关联词我国事一个东说念主口大国,食粮供应有限,不可能将食粮用于酒精的大限度出产.自然许多学者也在寻找一些替代原料出产酒精,然而效果皆不太梦想,这严重制约了酒精燃料的发展.在终点长的时候内,这种情况将不会得到篡改,是以发展酒精这一汽车替代燃料需要寻找新想路和新路线.何如找到经济、环保的原料供应源在酒精燃料的发展中起着要津性的作用. 2.2.2 氢能源
氢能源一度被称为是“最被看好的”汽车替代燃料,因为氢气舍弃热值高达121 MJ·kg-1,并且舍弃后只生成水,这无疑是高效、环保的,是以发展氢能源以及发展氢能源汽车也曾呼声很高.好意思国在2003年投资17亿好意思元启动“解放轿车(Freedom car)”神志和“解放燃料(Freedom fuel)”氢燃料训诲计较,关联词跟着对氢气扣问偏激在汽车行业应用的深切,许多内行对氢能源提倡了不同的不雅点.2009年26位国表里传统发动机内行联名提交了一份质疑氢能源时代远景的《训诲车用能源时代,收缩能源压力的建议》给国务院.该建议中提到:“自然界并不存在着多半的氢气,因此氢气不是能源,更不是新能源.产生氢气需要通过能量退换,这么氢气可用作能量的载体.‘氢能源’的标语使许多东说念主误以为使用氢气就能管制交通能源问题,很自然地认定应联络力量全面训诲氢气汽车.这种曲解会影响政府和企业管制交通能源问题的方案.要是氢燃料汽车扣问到临了,发现需要走别的时代路线,这就使大限度投资的氢燃料汽车前功尽弃.”[8, 9]
自然氢能源备受争议,然而也弗成松懈学者扣问的设施泷泽萝拉种子下载。如今氢能源电板汽车发展比较迅速,关联词这种汽车造价相等激越,并且加氢站到普及阶段还有很长的一段路要走,同期,氢气不易储存、易燃易爆、制形资本高档也严重制约了氢能源的发展,氢能源动作汽车替代燃料还有许多问题亟待管制. 2.2.3 植物油燃料
植物油动作汽车替代燃料,频繁与柴油夹杂制成生物柴油使用.表 3给出了生物柴油和通例柴油的主要参数对比.从表中不错看出:生物柴油的闪点高,是以其安全性能较好;生物柴油的十六烷值也很高,历程酯化处理后十六烷值会更高,其着火性能不错达到通例柴油的水平;生物柴油约含有10%的氧,比拟于通例柴油,生物柴油减少了可燃物资(C、H),增多了助燃物资(O),因此其低位热值比拟于通例柴油略低,这使得燃油破费率略有增多,然而生物柴油与通例柴油的热遵循基本调换,同期氧的存在减少了HC和碳烟的排放[10].同其它替代燃料调换,现时植物油燃料应用于汽车还存在许多问题,如冷启动贫苦等.现时使用的植物油主要有麻疯树籽油、花生油、大豆油等,这些植物油的价钱正在逐年攀升,有的价钱甚而一经超过柴油,这使得生物柴油的资本过高,制约了植物油燃料动作汽车替代燃料的发展.
表 3 生物柴油和通例柴油的主要参数对比 Tab. 3 Comparison between the parameters of biodiesel and conventional diesel fuel 2.2.4 生物资裂解气
我国事一个食粮出产大国,比年来在国度农业计谋的鼓舞下寰宇食粮产量稳步增长,与此同期农作物的秸秆产量也在胁制增多.2013年我国农作物秸秆总量约为8亿t,约占全球秸秆总量的20%.农作物秸秆在我国事十分丰富、绿色、可再生的珍视资源,因此生物资裂解气有了可靠的开头.将秸秆等生物资固体燃料历程高温(>600 ℃)和缺氧处理后裂解成的可燃生物资气是一种经济、环保的能源,同期,其动作汽车替代能源的后劲亦然十分浩大的.表 4给出了生物资裂解气和汽油的主要参数对比. 表 4 生物资裂解气和汽油主要参数对比 Tab. 4 Comparison between the properties of biomass cracking gas and gasoline
从表 4不错看出,生物资裂解气是一种比较清洁的燃料.生物资裂解气因其构成不同,理化特点会有所离别.生物资裂解气除了含有表 4中的主要因素外,还含有约1%的氧气、20%的二氧化碳和50%的氮气.受其构成因素的扬弃,大部分生物资裂解气具有热值偏低(约为汽油的1/8~1/10)、火焰传播速率慢、用于发动机时遵循偏低等污点[11].
现时生物资裂解气应用于汽车行业的扣问还处在起步阶段,且大部分联络在“生物资裂解燃气—柴油”双燃料发动机上.国内有益从事生物资裂解气发动机及汽车扣问的内行比较少,这使得生物资裂解气发动机及汽车的扣问发扬缓慢,枯竭完善的表面提示.跟着可再生的生物资能源被东说念主们越来越疼爱,生物资裂解气也将会更多地插足东说念主们的视野,夙昔生物资裂解气动作汽车替代燃料大概会通达异彩. 3 结 论
自然气在终点长的时候内还将是汽车替代燃料中的主流居品,但其动作不可再生能源的本色也将会使其夙昔的发展松懈乐不雅;可再生替代燃料中的醇醚类燃料和植物油燃料因其原料和资本问题将会使对于两者的扣问和应用走下坡路;氢能源动作一种备受争议的新兴能源家庭伦理,会迟缓被寰球泄漏地意识;而生物资裂解气的发展则任重而说念远.燃料是否可再生,是否节能、环保、清洁,决定着燃料的交运.在锻真金不怕火的时代和计谋章程的保险下,可再生替代燃料势必是将来汽车燃料发展的主流.