甲醇作为汽车燃料的研究与探讨

2015-03-18山东潍坊工程职业学院王文强

河北农机 2015年11期

山东潍坊工程职业学院王文强

1 前言

随着我国汽车工业的快速发展，我国汽车的产量出现井喷式发展，2013年，我国汽车年产量达到了2211.7万辆，年销量达2198.7万辆，连续五年居世界第一。在汽车产量增长的同时，汽车保有量也快速增长，2013年汽车保有量已达1.37亿辆。2014年汽车保有量达到1.54亿，据相关数据显示，2020年我国汽车保有量将突破2亿辆。

在我国汽车年产量和保有量保持直线增长的同时，对汽车能源的需求量越来越大。2014年我国进口原油3.1亿吨，全国石油产量2.1亿吨，我国原油对外依存度为59.6%。汽车能源的短缺，严重制约了我国交通运输行业的发展。汽车本身消耗燃料所产生的废气也严重污染地区环境。因此，大力发展汽车新能源刻不容缓。

依照我国能源结构特点而言，我国属于少油多煤的国家。把煤炭深加工转化为甲醇使之成为石油替代产品，可以有效缓解汽车燃料的缺失。

2 甲醇作为汽车燃料所具备的条件

2.1 甲醇作为汽车燃料的优势

甲醇可以作为汽车传统燃料的替代品，是由甲醇本身的化学性质特点决定的，并且相比于汽车传统燃料有一定的优势，主要体现在以下几个方面：

（1）互融性效果好

通过添加助溶剂，可以使甲醇和汽油的互溶性效果增强，甲醇可以按任意比例与牌号为93、97汽油进行互融，甲醇与汽油的混合燃料中，甲醇所占比例大小可以配制低比例甲醇汽油如M3／M5、中比例甲醇汽油如M15和高比例甲醇汽油如M85／M90和100%甲醇。甲醇汽油化学稳定性好，可以在常温下存放两年之久。

（2）抗爆震性能好

评价燃料的抗爆震性能的标准，主要是辛烷值。甲醇的研究法辛烷值为112，马达法辛烷值为91，甲醇辛烷值远远高于普通汽油。甲醇与汽油互融后，甲醇汽油的辛烷值比相同牌号的汽油高5个单位左右，这样的话可以适当提高汽车发动机的压缩比，进而增加汽车发动机的动力性，改善汽车发动机的燃油经济性，节省汽车燃料的使用。

（3）理论混合气热效率高

甲醇的热值为19.9MJ/kg，而汽油的热值为46MJ/kg，汽油的热值明显高于甲醇的热值，但是甲醇理论混合气所产生的热效率却与汽油相当，甚至略高于汽车。

（4）着火极限宽

甲醇的着火极限分别是1.4%～6.7%，汽油的着火极限为6.7%～36.0%，甲醇的着火极限比汽油宽，甲醇燃料可以在空燃比为12～15的范围内工作，保证发动机在较稀的混合气浓度下能稳定工作，并且使混合气燃烧更充分。此外甲醇汽化潜热为汽油的3.7倍，有利于提高汽车发动机的充气量，保证汽车的动力性。

（5）可以减少污染物的排放

甲醇是国际普遍认可的新型清洁能源，甲醇主要成分是CH3OH，属于含氧化合物，燃烧温度低，燃烧更充分。相对于传统燃料，甲醇燃烧所排出的污染物明显少于汽油燃烧所产生的污染物，可以降低汽车尾气的排放污染。甲醇燃料的清洁环保性能主要体现在：甲醇燃烧时温度低，排放的废气中NOx生成量很少；甲醇本身就是含氧化合物，燃烧效果充分，此外甲醇的化学成分C/H值较汽油低，燃烧生成尾气中的烃类及CO的含量也相应较少。

2.2 甲醇作为汽车燃料的经济性显著

甲醇作为汽车燃料进行推广，主要因素是甲醇燃料的价格。汽车燃料的价格直接影响着人们对汽车燃料的选择。甲醇相比于汽油来说，价格低得多。国内每吨甲醇市场价格基本上维持在2500～3500元之间，每吨汽油目前的市场价格是9000元以上，每吨柴油目前的市场价格是8500元以上。从燃料热值和使用情况方面核算，甲醇和汽油的当量为1.5～1.7：1，消耗1吨汽油的费用折合甲醇仅为3780～5250元。往90号汽油中掺人15%甲醇，即得M15甲醇汽油，用助溶剂复配后可提升为相当于95号汽油，则每吨M15甲醇汽油比90号汽油成本可降低1000元左右。假如按我国每年消耗汽油1亿吨来核算，使用M15甲醇汽油就可以节省500亿元，可以减少进口原油5000万吨。可见使用甲醇燃料在一定程度上可以缓解对外石油的依赖度。

2.3 国家政策的引导

在汽车能源严峻时刻，我国汽车产业发展政策、国家中长期节能专项规划提出今后要加快醇类燃料推广力度并鼓励醇醚燃料汽车的发展。

2009年5月，国家标准化管理委员会公布《车用燃料甲醇》国家标准，将于2009年11月开始实施。2009年7月国家标准化管理委员会公布《车用甲醇汽油（M85）》国家标准，将于2009年12月起实施。相关标准制定有利于甲醇燃料顺利进入市场。2013年国务院关于印发能源发展“十二五”规划指出，加快甲醇等醇类汽车代替能源的发展并推广。2014年国家推出甲醇汽车新试点政策，推动了甲醇汽车新能源发展。