国际原油价格高攀不下,对许多西方国家和像中国这样发展中大国的能源安全问题提到政府的重要议事日程上来,也迫使世界主流汽车厂家在针对化石燃料日益枯竭的威胁下,做好备用能源技术方案以保持数十年中立于市场不败之地。 国际厂家既加强对传统发动机进行不断的新技术改造,使得在不推倒传统庞大的汽车产业结构的基础上,动力系统达到各国政府所要求的环保节能限值。另一方面,有关区域组织和政府的环保节能技术标准越来越高,不通过革命性的新能源技术助力就很难达到新的标准。国际汽车厂家在通向终极汽车能源解决方案——氢能源顶端时,在数十年漫长的过渡阶段中竭力在混合动力、替代燃料、可再生燃料中寻找最适合自己的生存之道。越大的跨国公司就会越在多头解决方案上投资押宝。目前乙醇燃料似乎开始越来越被看好,从西欧数国到日本、美国都在积极探索应用,包括中国也在紧追其后。
作为《京都议定书》的发起国之一,日本希望在2010年3月在日本的40%汽车能够使用生物燃料,其中重要的部分就是乙醇-汽油的混合燃料应用。美国、巴西已经大力发展乙醇燃料的产业化体系。美国克莱斯勒公司表示到2008年总产量中的1/4将是乙醇汽油车,美国通用汽车公司已经在全球范围生产了190万辆可使用乙醇汽油的车辆,美国已有400万辆的乙醇汽油车在用,包括美国零售巨头沃尔玛近期宣布了其属下的本土383家加油站将提供乙醇汽油,这样美国从乙醇燃料产业、整车制造业、流通服务业上逐步实施乙醇燃料替代策略的产业链。而作为北欧汽车制造门类最全的瑞典举国对环保和节能的重视是有口皆碑的,目前正在积极推进乙醇汽油车普及化。福特欧洲公司专门在瑞典研制新一代以乙醇汽油为燃料的Focus轿车,全瑞典至今设立了300多家乙醇汽油加油站,SAAB(萨伯)9-5轿车也采用乙醇汽油,树立了“生物动力车”概念。
作为欧洲最大的商用车厂之一,斯堪尼亚公司是世界上唯一的乙醇燃料商用车制造商。一台柴油发动机采用纯乙醇燃料加上5%点火添加剂,就能按柴油发动机工作原理高效地地运转,这是一种理想的解决方案。瑞典的斯堪尼亚公司在纯乙醇(E100)应用于商用车领域作出了很好的示范,通过交付约600辆使用乙醇燃料的大客车,在瑞典各个城市做全面运营试验。斯堪尼亚公司通过具有15年历史的乙醇商用车研发经验,目前正在开发第三代乙醇燃料发动机,预计在2007年投入应用。近日斯堪尼亚特别安排其公共与环境事务部Urban先生和特许经营与工厂销售经理Lars先生来北京、上海与专业媒体和同行进行技术交流,谈出了不少有价值的资讯。
斯堪尼亚的宗旨是坚持现有成熟的柴油发动机技术,以适当成本实现平稳过渡到替代燃料;目前只需要在乙醇里加上5%的点火添加剂,改善它的燃烧特性,就可以保证车辆能维持现有柴油发动机的性能。把传统柴油发动机的商用车辆改装为乙醇车,包括加大燃油箱(乙醇的能量密度略低于柴油,乙醇要比柴油多消耗65~70%)、增大燃料喷油器嘴、调整喷油正时、安装特殊防火装置、提高压缩比(由压缩比18∶1提高到28∶1)、更改垫片与滤芯等。如果做发动机效率方面的比较,当汽油机达到100%负荷时,它的最大工作效率是25%,而乙醇发动机是40.6%;当汽油机的发动机负荷是50%的时候,它的最大的效率是15%,而乙醇是38%,所以乙醇发动机工作效率的优越性是非常明显。但是由于乙醇的热值(每升的热能含量)比柴油低,要运行相同的公里数,乙醇消耗的量要比柴油消耗多,因此,需相应加大燃油箱或者增加加油频次。
瑞典政府通过财政补贴拉近乙醇和柴油的价格差,打消商用车营运商对运营成本增加的顾虑。最终按每公里运营的燃料消耗成本核算,乙醇与柴油燃料成本基本接近。我们看到不同的企业在商用车上的环保节能技术路径和市场策略上也是大有差异的,通用汽车联手商用车变速器巨头艾里逊,在美国二十多个城市推行400多辆混合动力大客车的示范运行,节油效益达50%左右,现在正与上汽合作混合动力城市客车的示范运行,美国政府资助这些运营企业80%的购车款。而欧盟最近宣布在全欧盟范围内推广氢燃料电池公交大客车,争取在后3年内达到300辆并资助4800万欧元,近3年来欧洲9个城市试运行氢燃料电池大客车的经验还是相当乐观。
乙醇商用车的社会效益最终体现在二氧化碳排放大为改善,有利于降低全球变暖的温室效应,同时也为替代能源和可再生能源寻找到一条光明大道,又不折断现存的柴油发动机巨大产业链,显然是一盘多赢的棋局。不可否认,由于乙醇燃料的短处尚未被完全解除,必然会引发不同的看法,影响到各国政府决策层面。比如在生产乙醇过程中造成另一种环境污染,减少生物多样性和增加对土壤的侵蚀;制造乙醇本身也要消耗不少的能源。另外乙醇对现有的汽车燃油系统有一定的腐蚀作用,只能靠汽油混合来部分克服副作用。
鉴于欧盟专项合作项目BEST(即“生物乙醇可持续发展交通”缩写)在全球包括与中国的合作在不断推进。目前这个项目在中国河南南阳做示范测试,然后经过评估再看其是否适合在中国别的城市推广。按照国家乙醇汽油的“十五”规划,中国1/3的省份将实现乙醇汽油替代90、93、97号汽油。如果按照国家规定的E10标准,每年中国汽油消费量中至少可用乙醇替代10%的当量。根据技术测试,E10能使汽车尾气中的一氧化碳的排放下降30%多,碳氢化合物的排放下降10%多。现在国内推行乙醇汽油的最大问题是制备乙醇的原料主要靠贮备的陈化粮,而陈化粮的存量已被消化完,替代原料哪里来?中国靠粮食(玉米、稻谷、小麦等)来转化乙醇的道路会越来越狭窄,采用其他替代原料,如甘蔗(包括蔗渣)、秸秆等农业废料转化乙醇需要中国目前匮乏的特殊工艺技术支撑。瑞典可以通过从巴西进口乙醇原料制取纯乙醇,但中国不可能通过减少进口石油增加进口乙醇方式来维持汽车燃料供应,那样还是换汤不换药的燃料进口模式。所以中国如何实施好替代燃料的战略是一道需要长期奋斗的难题。
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