石油替代战略的综合分析

陈俊武

(中国石化 炼化工程(集团)股份有限公司洛阳工程有限公司， 河南洛阳 471003)

石油替代战略的综合分析

陈俊武

(中国石化 炼化工程(集团)股份有限公司洛阳工程有限公司， 河南洛阳 471003)

国际上石油替代问题于20世纪后期即已提出，当时仅侧重于推广应用乙醇汽油，此后又进一步推出生物柴油。以往，中国关于石油替代的论述往往局限于个别品种，范围较窄，全面论述者并不多见。笔者立足于中长期目标，结合各国国情，试图就石油替代中所用运输燃料或能源的不同品种和类型、相应运输车辆的驱动机械类型进行剖析，并从技术经济和碳排放分析入手，以战略角度进行讨论。

石油替代；运输燃料；驱动机械；运输车辆；战略分析

世界各国发展经济过程中交通运输行业首当其冲，促进了石油消费的持续增长。自20世纪后期，有些学者提出石油产能将出现“峰值”，预测供不应求的局面随之而来，将成为能源危机的一种表现。为了应对这一局面，乙醇汽油和生物柴油相继问世，其后又发展了新型煤化工技术，尤其以煤制油和煤制烯烃技术实现产业化为标志。目前，天然气成功替代了部分汽油和柴油，多项生物质替代石油的途径正在被研究和开发，逐渐形成了多条途径通向替代石油基运输燃料的局面。另一方面，石油基运输燃料的碳排放数量仅仅逊于煤基燃料，只有通过合理替代才能实现低碳化。然而，石油替代尚处于早期阶段，不少途径是否能发展成康庄大道还待实践，有关学术讨论和技术经济评估尚未展开，因而全面、综合地进行论述和评价的文章十分罕见。鉴于这一情况，笔者试图依据收集到的国内外最新资料，立足于个人学术水平，尝试结合中国国情对石油替代问题作一综合论述。由于数据来源、文章篇幅和作者水平所限，尚处于初步的探讨阶段。

首先，概括介绍石油替代的基本概念。石油加工产品主要应用于交通运输燃料(包括道路运输、农业和其它行业的动力设备、内河水路交通运输和海洋运输、航空客货运输等)、润滑油料、沥青产品以及石油化工基本原料和衍生化学品。前者在应用中燃烧，大部分以CO2的方式排入大气；后者大部分属于耐用品和易耗品，最终被降解或作为垃圾处理。

上述石油产品均可用非石油燃料生产。半个多世纪前，曾使用煤气或天然气作为汽车燃料，用煤化工途径生产现在的石油化工产品。曾几何时，历经一个轮回，又让煤炭再次扮演替代石油的角色。当然这并非简单的重复，而是螺旋式上升，技术水平已经明显提高。

使用煤、天然气或其它非石油一次能源生产类似石油烃或其它有机物，仍然作为内燃机燃料驱动汽车属于石油替代的一类，使用电力驱动汽车的是另一类石油替代。

随着非常规石油的开发并形成规模生产，弥补了常规石油的紧缺。但它们仍然是通过常规炼油工艺加工为常规石油产品，因此不类属石油替代，属于石油补充的范畴。

图1形象化地表达了石油替代的路径网络和内容。第一列有4种一级能源，可转化为第二列4种燃料或次级能源(电能、氢能)，或化合物燃料(烃燃料或醇醚酯等含氧碳基燃料)；第二列燃料或动力可作为能源，提供第三列动力机械或发电、蓄电设备，还可驱动第四列的4类汽车(内燃机汽车、混合动力或插电式混合动力汽车、燃料电池汽车以及纯电动汽车)。

笔者将分别论述和探讨①石油资源和供应；②烃类运输燃料替代；③内燃机的燃料经济；④混合动力汽车；⑤天然气驱动汽车；⑥储电式电能驱动汽车——纯电动汽车；⑦自发电(氢能)驱动汽车——燃料电池汽车等7个问题。

1 石油资源和供应

1.1 产能预测

20世纪70年代，随着石油消费的迅速增长，OPEC产油国开始掌握自身的经济命脉，廉价石油时代宣告终结。此后，虽然有新的石油资源发现，但剩余储量渐趋平稳，很多大油田的剩余可采储量越过了以Campbell为代表的部分学者提出的世界石油总体接近“峰值”的预测。当时采用美国地质调查局(USGS)1974年公布的世界石油地质储量为6万亿bbl，按最终采收率30%计算，剩余可采储量很少。由于基础数据偏于保守，2000年美国能源情报署(EIA)将最终采收率预测数据提高并考虑一定的储量增长率后，将合计回收率提高到50%，使总采出量均值为30030亿bbl，高值(5%概率)为38960亿bbl，低值(95%概率)为22480亿bbl。如果2000年后生产量增长率分别按0、1%、2%和3%计算，峰值年到达后，按储采比R/P=10生产直至采尽，得到如图2[1]所示的趋势，按照图2所示的石油产量预测归纳于表1。

1.2 变动趋势

按照表1和图2的数据核算，2013年世界石油消费为270亿bbl，低于2000～2013年1%平均增长幅度，曲线应调整。如果按2%增长幅度绘制新曲线，纵坐标将比原2%曲线约降低600亿bbl，峰值到来时间将从预测的2037年推迟到21世纪40年代中期。

还应指出，表1和图2数据是基于常规石油的剩余储量计算的，实际上，近年统计数据中已包含了非常规石油，今后它们的数量将继续增加。从产能中扣除非常规石油，峰值到来的时间预计将推迟到2050年以后。

图1 石油替代网络图

图2 世界石油产能情景预测

表1 世界石油产能预测

Table 1 Prediction of world petroleum production

估计概率最终采油量/亿bbl年增长率/%峰值年份(公元年)峰值产能/(亿bbl a-1)峰后持续生产时间/a低(95%)2248002045245 86712033348 29522026427 911732021485 1133平均(期望值)3003002075245 86712050413 411322037532 114632030633 0173高(5%)3896002112245 86712067488 413422047648 617832037778 5213

2 烃类等运输燃料替代

2.1 多种燃料或能源替代技术

长期以来，内燃机一直使用汽油、柴油等石油烃燃料；近年来，除了以气态或液态天然气作为内燃机燃料外，进一步开发了以煤炭和生物质为原料生产的多种烃产品或含氧烃化合物，它们均可作为内燃机燃料，主要有以下5类。

(1) 煤制油(直接液化、间接液化)生成的烃。

(2) 天然气部分氧化得到合成气，再经F-T(费托)合成生成的烃。

(3) 生物质经不同途径生成的烃。一个工艺路径为生物质快速热分解得到生物原油，生物原油进一步加工得到烃产品；另一个路径为生物质气化得到合成气，再经F-T合成生产烃产品。

(4) 生物油脂或类脂质加氢转化生成烃。

(5) 煤炭或生物质生产的醇醚酯产品。包括①生物质发酵制乙醇、丁醇；②煤或天然气制甲醇、二甲醚；③生物油脂酯交换制生物柴油等。

2.2 煤制油替代

煤制油工艺，包括直接液化和间接液化工艺已经产业化，中国在该领域的技术水平已居世界前列。当煤价低于400 RMB/t、原油价高于100USD/bbl时，煤制油会显现出较好的经济效益。直接液化工艺对煤质的要求苛刻，而且所生产出的柴油质量比较差；间接液化工艺所生产的柴油十六烷值高，达到70以上。这两个工艺可以互补。两种煤液化工艺技术均能产喷气燃料，间接液化工艺可产高质量的润滑油、石蜡和液蜡产品，但直接液化工艺则不行。需要指出的是，煤液化排放CO2多，并且新鲜水消耗量大。这些问题有待研究解决。

2.3 天然气替代

天然气部分氧化得到合成气，再经F-T合成生成烃的技术适用于天然气资源丰富的地区。我国只能在个别地区小规模应用。

天然气直接应用的前景看好，但取决于其与汽油的油差价。压缩天然气(CNG)比较适用于城市出租汽车；液化天然气(LNG)则比较适用于城市公交汽车和长途货运汽车，后者应设法解决大面积供应的问题。

2.4 生物质制烃

生物质转化制烃是当前研发的热点。美国能源部做了不少前期工作，期望生物质快速热分解及生物原油加氢能够与已有炼油厂相结合，计划5年内建成示范工厂。生物质气化经F-T合成途径生产油品，由于气化和净化过程难题较多，一般不被看好。但美国空军研究部门提出的将煤和生物质“共气化”的途径，可在一定条件下应用，以解决仅仅用煤炭为原料经过气化和F-T合成生产喷气燃料CO2排放量较大的问题。

生物油脂经酯交换工艺生产的第一代生物柴油，在质量方面存在安定性差、掺合比小，在成本上存在原料价位高，在供应上存在渠道不畅(大企业出资，与种植农户经济联系差)等问题。虽然酯交换技术不断改进，但根本问题难以解决。用生物油脂或类脂类物质加氢转化生产生物柴油被称为第二代生物柴油技术，产品质量远优于酯交换法生产的第一代生物柴油。作者认为，第一代生物柴油迟早将让位给第二代。

近年来，美国能源部另起炉灶，大力研究开发20年前曾经做过的微藻炼油技术，将其作为替代石油基运输燃料的另一支柱。两项微藻制油研发工作均取得了进展。一项工艺需将含大量水的微藻首先浓缩到固含量大于20%，然后经高压水分解，油、水两相提取物分别经加氢处理得到烃产品；另一项工艺是将浓缩的微藻经溶剂萃取，萃取物加氢处理得到烃产品。两项微藻制油工艺可望将烃产品的成本先降低到5USD/gal(1gal=3.785 L)，然后进一步降到具有市场竞争力的3USD/gal。

总之，生物质制烃途径优于其它途径。但多数需要氢源对产品进行处理，故需要与炼油厂结合；另一个要求是必须达到一定规模的工厂，这又反过来受生物质供应量的制约。

2.5 生物质制醇

用粮食作原料经过发酵制乙醇、丁醇的技术已经成熟，美国和巴西分别用玉米和甘蔗为原料大规模生产乙醇替代了大量汽油。中国出于不与民争粮、不与农民争地的国情，重点是运用农业生产剩余且年达几亿吨的秸秆做原料。已经证明，目前正在示范的以甜高粱和木薯做原料生产醇类替代燃料可行，但存在制约因素。纤维素发酵制乙醇技术在国内外研究开发已十余年，成本逐渐下降，可望十年后不高于粮食乙醇(无补贴)。当前的技术难题是降低纤维素，尤其是半纤维素转化酶的糖化效率和成本。管理上存在的问题是，在收获季节快速有效收集和储存秸秆，消除私燃秸秆事件。要对已有的秸秆发电厂进行整顿和关闭，逐步将秸秆原料让位给纤维素制乙醇工业。

丁醇燃料虽然在性能上优于乙醇燃料，但产率偏低，使用纤维素原料尚不成熟；同时，加油站管理难度大，推广前景难料。

2.6 煤或天然气制醇醚

煤或天然气制甲醇、二甲醚是成熟技术，制甲醇已形成大规模产业。甲醇替代汽油早已通过国内外实践，低掺合比的甲醇汽油在国内几省已经推广应用，高掺合比的甲醇汽油需改造发动机，也开始试用。存在的问题是需设置专门的加油站加甲醇燃料，如在一般加油站加甲醇燃料，与千家万户接触，易造成毒害事故和环境污染，因此大规模应用仍然存在争议。笔者认为全国甲醇替代汽油的比例可能低于5%。

二甲醚替代柴油曾风靡一时，但用于城市公交车辆不如CNG，核心问题是储存效率和性价比。用于替代民用液化石油气也有类似问题。

3 内燃机的燃料经济

3.1 燃油经济

目前绝大部分汽车是用内燃机驱动，进一步可划分为汽油发动机和柴油发动机。油耗是发动机性能的主要标志，在一定条件下汽车每行驶100 km的油耗(L)，或反过来每升油耗行驶的公里数定义为燃油经济FE(Fuel economy)。随着技术进步，国家公布每年的燃油经济指标，旨在推动节约能源并减少碳排放。预测中长期的FE指标取决于今后燃油供应、环境要求和政府政策构成的各种情景，它将影响石油基运输燃料的替代程度。

美国能源部能源效率与可再生能源管理机构EERE(Energy efficiency and regenerable energy)在《将来的运输能源》一篇系列文章[2]中预测的低碳情景的美国轻型车的燃油经济数据列于表2。

3.2 公路运输燃油经济

今后，随着国民经济的发展，公路货运数量将大幅度增长，公路运输中重型卡车比重较大，柴油消耗增多，大吨位卡车的燃油经济是节能的重点。根据国外经验，5轴40 t的重型卡车空载时油耗为0.20 kg/km，满载时油耗为0.32 kg/km；挂车牵引较灵活而且省油，32 t挂车FE为2.9 km/L,38 t挂车FE为2.6 km/L。

《将来的运输能源》的另一篇系列文章[3]中预测的低碳情景美国中型和重型卡车的燃油经济数据列于表3，可见重型车改进的效果好于中型车。该文提到2050年对比2010年的重型卡车降低燃油经济指标为25%～50%，其中内燃机改进15%～20%，传动系统改进4%～7%，混合动力系统改进5%～10%，其余改进合计18%～35%(以上分项改进效果不能加成合计)。

表2 预测低碳情景美国轻型车的燃油经济(FE)数据

表3 低碳情景美国中重型车燃油经济预测相对数据

4 混合动力汽车的发展

4.1 混合动力汽车

混合动力汽车(HEV)在20世纪后期已经开发成功并投入批量生产，由于价格较高，市场占有率低。近年来，随着油价上升，销售形势有所好转。一辆车中内燃机和电动机两种动力并存称为混合动力车。单纯混合动力汽车中，电动机只提供辅助动力，靠汽车刹车或下坡时回收能量，储存于蓄电池备用，不需外来电力；根据行车条件(城市或高速公路)，比单一内燃机驱动大约节省燃油10%～20%。插电式混合动力汽车(PHEV)的电动机功率较大，需外来电力定期向蓄电池充电。PHEV又分为两种，一种是串联式，内燃机只用于发电，然后驱动电机，又称为“增程式插电混合动力汽车；另一种是并联式，内燃机和电机都能驱动车轮，又称“调合式插电混合动力汽车”。PHEV比单一内燃机驱动可节省燃油30%～50%，价格也相应增加。从碳减排的角度，插电式混合动力汽车当电网中清洁电力比率高时效果好，当电网中煤电(在无CO2捕集和封存(CCS，Carbon capture and sequestration))电力比率高时则效果差，从发展趋势判断PHEV的市场占有率将逐渐上升。

HEV和PHEV的优点是节省石油，噪音小，瞬间力矩响应快。其减少碳排放的数量取决于外来电力的燃料来源，经济效益则根据购置费用、政府补贴、电力驱动里程、燃油费用和使用时间而定，一般在5年内回收增加的购置费是可能的。缺点是充电麻烦，而且时间长。摘录2014年美国市场的HEV燃油经济有关资料[4]并单位换算后列于表4。

表4 混合动力汽车燃油经济参考数据

4.2 插电式混合动力汽车

PHEV是新发展的技术,技术进步前景良好。美国能源部提出了如下三方面的攻关目标。

(1) 电池技术改进。2012年用的是锂离子电池，正电极用镍、锰、铁等材料，负电极用石墨等材料，主要指标，即电动汽车电池每千瓦时的生产成本为500USD/(kW·h)，每千克电池的电量为100 Wh/kg，电池每升体积和每千克质量的电量分别为200 Wh/L和400 Wh/kg。2022年将可能将锂离子电池性能提高一倍，成本明显下降。下一步将开发锂金属、锂-硫或锂-空气电池，期望它们的上述指标能分别达到 125 USD/(kW.h)、250 Wh/kg、400 Wh/L、2000 W/kg。

(2) 电驱技术。目前使用硅半导体和稀土电机磁极，指标是30USD/kW、1.1 kW/kg、2.6 kW/L, 系统效率达到90%，55 kW系统成本为1650USD。2022年将采用永磁或非稀土电极、宽带距WBG半导体、高压电容以降低电机和动力电子技术成本，指标是3USD/kW、1.4 kW/kg、4.0 kW/L, 系统效率达到94%，55 kW系统成本达到440USD。

(3)车辆轻量化。采用先进合金和复合材料改进车辆性能并降低成本。2022年将把车身减重35%，内件减重5%，车轮和悬挂结构减重25%。摘录2014年美国市场的PHEV燃油经济有关资料[3]并单位换算后列于表5。

表5 插电式混合动力汽车燃油经济参考数据

4.3 混合动力汽车的中远期燃油经济

混合动力汽车的中远期燃油经济数据缺乏确切资料,现参照文献[3]中的图，通过换算得出表6的有关数据,可供参考。

表6 混合动力汽车的中远期燃油经济数据

5 天然气汽车(NGV和LNGV)的发展

5.1 压缩天然气汽车

天然气可作为替代石油的内燃机燃料，利用方式有压缩气态(CNG)和冷冻液态(LNG)两种。前者已广泛在中等以上的城市推广，充压在高压钢瓶内，可供出租汽车使用，大约每天加气1次。加气站数量较少，但由于气价低，用户数量仍较多。目前的CNG汽车基本是用常规汽油车临时替代，燃油经济较差。

HONDA公司生产的CNG汽车为4缸(1.8 L，其综合、城市、公路的燃油指标分别是13、11、16 km/L, 年节省燃料费1050USD，一次行驶里程307 km。

天然气汽车(NGV)的排气中NOx含量偏高，早期美国环保署EPA的规定是2.0 g/(bhp.h),2007年修改为1.2 g/(bhp.h)，2010年又改为0.2 g/(bhp.h)。日趋严格的指标不仅要求发动机能够适应，而且要求NGV整体能适应。虽然采用贫气燃烧能解决问题，但燃料效率下降。曾提出采用氢-天然气混合燃料HCNG的解决方案，但具体实施难度大。EPA其它指标(颗粒物0.01 g/(bhp.h)，非甲烷烃NMHC 0.14 g/(bhp.h))均可满足要求。

Chesapeake公司对美国NGV的发展远景给出乐观的预测[5]。认为2035年保有量可达到1600万辆，年销售160万辆，消费天然气630亿m3。美国Kingfisher Truck Inventory公司的一份材料表明了CNGV的燃料经济性指标为平均4.1 km/L(汽油当量)，费用0.10USD/km，相应的汽油车为3.7 km/L，费用0.19USD/km(售价0.69USD/L)。

5.2 液化天然气汽车

液化天然气单位体积容量为压缩天然气3倍多，适合替代柴油用于长途公路运输。美国Connecticut 州2010年开始就资助Enviro公司[6 ]建立了LNG加气站和有18台车的车队，配备Westport GX 发动机(33.57 kW/2238 N.m)，120 L的LNG储罐，每台卡车售价20.5万USD(比柴油卡车贵9.0万USD)，加气站投资620万USD。卡车运输垃圾焚烧场的灰至176 km远的填埋场，每车载重36 t，每车每行驶480km加气1次，每周加气12次，每次加气耗时180 s。一年多的运行数据得出，液化天然气汽车(LNGV)每年行驶16万km(柴油车为22万km)，其燃油经济(含少量点火柴油)为2.2 km/L，比柴油车少4%，3年节省的费用可回收增加的投资。此后南加州开始行动[7]，该州港口有1万辆重型柴油卡车从事运输，已有LNG汽车700辆，2012年前先投入新LNG汽车219辆。新车发动机符合环保部标准，每年减少NOx排放178t。

LNGV用于短途公交客车经过3处使用，每处10辆，效果不如柴油车，其燃料消耗大，操作费用高，有利点是颗粒排放少，但NOx排放严重超标，与柴油车不相上下。

2012年，中国国内已经将LNGV纳入鼓励范围，近两年内增长迅猛。LNG和柴油的价格比在0.60～0.65之间的地区容易推广，个别价格比高达0.80以上的地区，如华南，推广受阻。2014年6月底，国内LNG项目总产能达3.6万t/d，加上进口的资源，总的供应能力接近1亿m3/d(含建设中项目)。河南省某物流企业已拥有LNG加气站7座，LNGV货车350台，客车119台。中国石油集团规划在河南省高速公路网建设126座加气站，在国道和省道网建设122座加气站。山东省某企业提出将LNG推广到全省。今后LNG加气站网络在国内的形成有赖于CNG网络的发展。可在150 km范围内建设一片加注站，据此以估计使用LNG替代柴油的规模。

6 纯电动汽车的发展

6.1 纯电动汽车的优缺点

取消混合动力汽车所组合的内燃机及其驱动系统就简化为单纯的电动汽车。结构简化并不意味着技术进步，因为纯电动汽车只能用蓄电池储存的能量行驶，依靠蓄电池的能量密度决定行驶里程，依靠蓄电池的功率密度决定启动功率。还要按照蓄电池的寿命决定电池的更换。早期的纯电动汽车使用铅酸蓄电池，适合于活动范围很小的载客或运货。改用镍镉电池或锂离子电池，可将行驶里程延长到百公里级，但一般仍限于城市内的客货运输。当公路上的充电站普及之后，活动范围可扩大到半径300 km。概括来说，推广应用纯电动汽车的主要障碍是短距离和电池的更换。

燃料费用的节省可能抵不上购置维修费的增加，好处是以清洁电力替代油品并减少碳排放，煤电为主的地区则是以发电厂的高空排放替代道路上的汽车尾气污染性排放。将纯电动汽车和混合动力汽车、燃料电池汽车合称新能源汽车，予以大力开发、推广应用，具有深远的意义。

发达国家多年来纯电动汽车发展也举步维艰。表7列出美国市场销售额的变化趋势[8]，近年来形势看好。

表7 美国纯电动汽车市场销售额的变化趋势

配合混合动力汽车和纯电动汽车所需蓄电池的供应，2013年美国市场数量为60万台，总容量约340万kW·h。几个国外生产厂家的纯电动汽车牌号的性能列于表8[4]。

表8 国外厂家生产纯电动汽车性能指标

1)1MPGe=0.425 km/L A——交流永磁感应电机；C——永磁同步电机；D——直流永磁无刷电机；I——交流感应电机

6.2 电机、电池和电控的开发

电机、电池和电控是电动汽车开发的三大关键，其中电池开发难度最大。美国先进电池协会USABC提出了先进电池2020年产业化性能目标[9]，选录于表9。

表9 2020年先进电池产业化性能目标

7 燃料电池汽车的发展

7.1 燃料电池汽车发展历程

燃料电池汽车的研制起步很早，示范汽车曾经用7 d时间从美国西海岸行驶到东海岸。但是一系列技术经济难题使产业化步伐十分缓慢。从改善城市环境角度，发达国家首先采用燃料电池汽车确有必要。在2003年，美国政府即令能源部把氢能和燃料电池汽车列为重大攻关项目，资助大批研发与示范课题，组织很多科研院校攻关；每年召开汇报和评估会议，投入不少资金和精力，成果突出。但因难度极大，原定目标值迄今仍未实现。

在氢能领域，廉价氢的生产(分散或集中)、储存和运输、向汽车加入氢的加氢站的一整套方案均属重大课题。

车载高压储氢瓶的研制和价位问题突出。如果采用车上制氢原料(甲醇、石脑油或其它在车上能分解产氢的化合物)，就需要微型车载制氢设备。研制成功后因该设备启动时间长而被否决。氢的出厂价格目标值是2USD/kg，加氢站氢价格目标值是3 USD/kg。

在燃料电池领域，单个电池和电池组的研发涉及众多课题，其中包括，铂电极材料性能优异，但用量大则成本高，存在供应条件和废料回收问题；低铂化又影响性能和寿命，铂合金需筛选；隔膜材料选择问题；电池组有空气管理、加湿管理和系统集成等问题。燃料电池组的价格(USD/(kWh))应比照汽油内燃机的价位。

此外还有安全、科普宣传、社会教育等问题，兹不多述。

7.2 技术指标

2012年，美国能源部提出的2020年车用燃料电池的技术指标归纳为以下9点。

(1) 能量效率：2011年实况为59%，2017年目标为60%(25%额定功率)。

(2)Q/ΔT=1.45kW/℃。

(3) 功率密度：850W/L(系统)，2500W/L(电池组)。2011年实况是400 W/L(系统)，2017年目标为650 W/L(系统)。

(4) 比功率：650W/kg(系统)，2000 W/kg(电池组)。2011年实况是400 W/kg(系统)，2017年目标为650 W/kg(系统)。

(5) 瞬间反馈：从最大流量10%到90%为120 s。2011年实况是300 s,2017年目标为180 s。

(6) 启动时间：2017年目标为30 s(-20℃)，5 s(大气温度+20℃)。

(7) 循环驱动寿命：5000 h,2011年实况是2500 h，2017年目标为5000 h。

(8) 贵金属含量：0.125 g/kW(额定)。

(9) 大批量生产成本：30USD/kW。2011年实况是49USD/kW，2017年目标为30USD/kW。

可见当前的某些指标尚不能满足上述要求。

8 小 结

对石油资源、替代燃料和替代能源、动力机械的类型和效率以及相应的车辆分别作了扼要介绍，初步形成了石油基运输燃料的网络描述。人们在改善交通运输、提高生活质量并改善生活环境的过程中，通过多年来的持续创新活动和今后几十年的努力，将能逐渐适应经济增长和环境保护的双重目标。当然，这样的任务非常艰巨，科学家、企业家和高层决策者要勇于担当。

[1] WOOD J H, LONG G R,MOREHOUSE D F. Long Term World Oil Supply Scenarios[EB/OL].http://www.eia.gov/pub/oil-gas/Petroleum/feature-articles/2004/worldoilsupply/oilsupply04.htm.

[2] PLOTKIN S P, SINGH M. Multipath Transportation Future Study, Vehicle Characterization and Scenario Analysis Appendix E, DOE/ANL,ANL/ESD/09-5 [EB/OL].http://transportation.anl.gov/pdfs/TA/614.pdf. 2009.

[3]DOE/EERE. Transportation Energy Future Series[C]//Potential for Energy Efficiency Improvements Beyond the Light-Duty-Vehicle Sector, prepared by ANL, 2013.

[4]US DOE-EERE, US EPAModel Year 2014,Fuel Economy Guide [EB/OL].http：www.fueleconomy.gov, 2014-07-31.

[5] America’s Natural Gas Highways—An American Energy, Economic, and Environmental Answer[Z].NGV Technology Forum, 2011-10-26.

[6] DOE/ANL. Case Study—Liquefied Natural Gas[EB/OL]. http://www.anl.gov. 2013-08-01.

[7] TA A. Largest U.S. Port Complex Embraces LNG for Heavy-Duty Trucks [EB/OL].http：www.afdc.enegy.gov/case/1203

[8] DOE/ORNL. 2013 Vehicle Technologies Market Report[EB/OL].http://www.transportation.anl.gov/technology_analysis/edrive_vehicles_monthly_sales.html.

[9] USABC. Goals for Advanced Batteries for EVs-CY 2010 Commercialization[EB/OL].http://www.uscar.gov.

Analysis of Petroleum Replacement Strategy

CHEN Junwu

(LuoyangPetrochemicalEngineeringLtd，SinopecEngineering(Group)Co.,Ltd，SINOPEC，Luoyang471003，China)

The problem of petroleum replacement was raised during the late of the last century, and then the ethanol blended gasoline was introduced, soon after the biodiesel appeared in the market. Since the elaborations on the petroleum replacement were confined in narrow scope before, in this paper the whole problem of petroleum replacement would be discussed, such as different types of feedstocks or energies, different fuel products and the corresponding vehicle engines, in conjunction of alternative scenarios in different nations. The data of techno-economic analysis and greenhouse gas emission study were provided, and all the discussions aimed at the medium term and long term goals based on strategic viewpoints.

petroleum replacement; transport fuel; driving machine; transport vehicle; strategic analysis

2014-10-20

陈俊武，男，中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳工程有限公司技术委员会名誉主任，中国科学院资深院士，国家工程建设设计大师。中国炼油催化裂化工程技术的开拓者，长期从事炼油工程设计工作，近期致力于我国煤化工、能源替代和节能减排领域的研究与工程开发，指导设计了世界首套大型180万t甲醇进料60万t/a烯烃(DMTO)工业装置。E-mail:chenjw.lpec@sinopec.com

1001-8719(2015)02-0218-10

TE8，TE9

A

10.3969/j.issn.1001-8719.2015.02.002