乙醇俗称酒精,通俗些说,使用乙醇为燃料的汽车,也可叫酒精汽车。用乙醇代替石油燃料的活动历史已经很长,无论是从生产上和应用上的技术都已经很成熟,近来由于石油资源紧张,汽车能源多元化趋向加剧,乙醇汽车又提到议事日程。 目前世界上已有40多个国家,不同程度应用乙醇汽车,有的已达到较大规模的推广,乙醇汽车的地位日益提升。
乙醇的资源丰富,可以再生,属于生物质的能源。从甘蔗、玉米、薯类、甜菜、大麦等农作物及木质纤维中发酵提取。以生物质提取乙醇的工艺技术历史悠久,其中最引人注目的是利用纤维素原料生产乙醇的方法,纤维素原料几乎包括所有的农林物料和城市废料。目前,世界各国都在根据自己国情和资源来确定制醇的原料和途程。除发酵外,自然是中还存在生成醇类的微生物,如美国研究用生产椰子酒的特别的酶,能较快速生成乙醇,日本应用盛产土豆的北海道制造乙醇,使之提高生产乙醇效率,降低价格。
在汽车上使用乙醇,可以提高燃料的辛烷值,增加氧含量,使汽车缸内燃烧更完全,可以降低尾气的害物的排放。
乙醇汽车的燃料应用方式:一、掺烧,指乙醇和汽油掺合应用。在混合燃料中,乙醇和容积比例以“E”表示,如乙醇占10%,15%,则用E10,E15来表示,目前,掺烧占乙醇汽车占主要地位。二、纯烧,即单烧乙醇,可用E100%表示,目前应用并不多,属于试行阶段;三、变性燃料乙醇,指乙醇脱水后,再添加变性剂而生成的乙醇,这也是属于试验应用阶步;四、灵活燃料,指燃料既可用汽油,又可以使用乙醇或甲醇与汽油比例混合的燃料,还可以用氢气,并随时可以切换。如福特,丰田汽车均在试验灵活燃料汽车(FFV)。
福特公司F-250
FFV概念车
当前,乙醇汽车固然存在一定的技术问题,但突出的是成本比较高,要大量推广还要进一步研究降低成本问题。其他如腐蚀、溶胀,参数优化等技术问题,也需要进行大量工作,要进行大量推广需要国家政策上支持和扶植。我们重申乙醇汽车在技术、管理、经济上,总体上是有可行的,只要各项工作跟上,应用前景是好的。
美国是世界上乙醇燃料主要生产国。1979年美国国会制订了“乙醇发展计划”,开始推行使用合10%乙醇混合燃料。1990年美国国会又通过“空气清洁法”(修正案),这是有力促使乙醇燃料发展的重要动力,1979年美国乙醇生产的3万吨,到1990年增长到261万吨,上世纪80年代全美已有40个州,7800加油站出售乙醇汽油,2002年产量激增至2534.4万吨。2004年拥有91个醇生产厂,产量40亿加仑。福特公司在研究自由燃料汽车走在前头,即可以烧乙醇、甲醇,氢气的汽车(FFV),福特公司表示2006年并且表示生产FFV25万辆。2006年1月31日布什总统在国情咨文中提出:要加快乙醇作为汽车清洁燃料的替代作用。布什乐观的说:要在6年内,乙醇成为与汽油并驾齐驱的汽车燃料。巴西是石油贫乏的国家之一,因此,乙醇成为一种重要的交通燃料,2000年全国拥有340个乙醇生产厂,总产量793万吨,全国甘蔗产量的43%用于生产乙醇燃料,乙醇总消耗量中92.5%用于交通,2005年市场上汽油和酒精混合燃烧的汽车销量,首次超过汽油燃料的汽车,这种乙醇燃料为主的汽车销量从2004后的21.6%激增到53.6%,其中12月份就达到73%。瑞典也很重视乙醇汽车的应用,1999年有410辆轿车是应用生物乙醇燃料,分布在13个城市,成为世界上唯一在重型柴油车上应用乙醇燃料的国家。日本在1979年政府发表新能源计划,同时成立的以东京大学为首的醇类应用技术委员会,大力推广醇类燃料汽车的应用。德国也是在1979年制订了“用于公路交通运输的醇类燃料”的研究计划,1999年乙醇产量达31.2万吨。法国对乙醇生产也很重视,乙醇产量已达40万吨,现有乙醇生产厂7家和16个粮厂附属生产乙醇的车间和一家用化学合成乙醇化工厂。印度从上世纪30年代开始试验乙醇汽车,一直在努力推动,到2002年印度政府决定实施乙醇计划的第一阶段,在4个洲和4个地区出售乙醇汽油,掺合量不低于5%,第二阶段要在全国推广。泰国2003年的乙醇产量为48万吨,这是根据2000年泰国开始执行“燃料乙醇的研究与开发计划”确定的,泰国不仅在汽车上推行乙醇汽车,也在摩托车上使用混合乙醇汽油。南非是非洲大陆主要乙醇生产国。目前产量的20万吨。在2000年瑞典召开第13届国际醇类会议(ISAF)会上,强调对乙醇汽车不仅是利用在汽油机上,要更多的使柴油机汽车也利用乙醇,并研究将乙醇用作燃料电池的技术,可见现全球对乙醇汽车的重视已达到多么大的程度。
我国对乙醇燃料的推行始于上世纪60年代,但由于粮食作物紧张而进度缓慢,到90年代,粮食相对过剩,又把乙醇燃料工作抓起来。2002年3月,根据国务院指示,八个部委下发《专用乙醇汽油试点工作实施细则的通知》,确定在郑州、洛阳、南阳、哈尔滨和肇车进行示范试点。2004年3月发改委等8部委又发布《专用乙醇汽油扩大试点方案》,把试点范围扩大到9个省、市,规定黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5个省、市为全省制推广,河北、山东、江苏、湖北4省为部分地方推广,至此,我国乙醇汽车试点工作全面启动。在河南省政府支持下,2002年3月年止,全省已累计在22639辆乙醇汽车上作试验,累计销售乙醇汽油1800多吨,现在已在全省扩展试行乙醇汽车工作,到2003年6月河南三个试点市共用乙醇汽油17.6万吨,生产乙醇燃料2.5万吨,消化陈化粮8.75万吨,有20万辆汽车和20多万辆摩托车参与试点。近来,乙醇汽油的使用又扩大到其他省、市、如山东省政府决定,从2006年1月起在济南、枣庄、泰安、济宁、临清、聊城、菏泽7市推广乙醇汽油。山东将建7个试点城市10多个乙醇汽油调配中心、5000座加油站,供应乙醇汽油、年调和乙醇汽油能力可达120万吨以上。在河北省支持下,保定市确定从2006年2月开始全部使用乙醇汽油,全市20多万辆汽车,36万辆摩托车加入试行行列,预计今年全市加油站销售乙醇汽油为36万吨,此外,石家庄,沧州等也开始启动乙醇汽车试行工作。
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