新能源汽车甲醇燃料分析与研究

2020-11-09李敏达

中国设备工程 2020年20期

李敏达

（甘肃建运物流有限公司，甘肃兰州 730060）

在社会经济的高速发展之下，能源资源在多行业的发展中愈来愈凸显出重要的价值，需要相关行业在发展过程中做好资源的合理利用工作，促使资源的利用价值可以充分的发挥出来，但是对于当前行业发展过程中的资源利用情况进行系统的研究分析，发现存在着不可再生能源利用紧张问题，造成了严峻的能源危机局面，甚至还会存在不可再生能源枯竭的可能，如果不能找到替代能源，人类将会面临巨大的能源危机。其次是环境问题，由于全球汽车数量的增加，温室效应越来越明显，导致全球气候变暖。为此，各个国家开始研究汽车的替代能源，其中，甲醇作为新兴能源，得到了很多国家的认可，应用效果也十分明显。

1 甲醇燃料的特性

甲醇自身容易与水相融，从外观上看没有明显颜色，闻起来存在明显的刺激性味道，特征也极为明显，如易挥发、易燃烧等。除此之外，甲醇燃料属于化工原料范畴，与传统柴油等燃料相比，优势十分明显，其中，最为明显的特性当属环保性强，来源也比较丰富，自身具备良好的抗爆性能，燃烧之后产生的尾气也不存在黑烟情况，与国家对燃料发展指标要求相符。

燃料甲醇和传统燃料相比，实际优势主要集中在以下几方面，即动力性、安全性、清洁性和经济性。站在经济性角度来说，从过去国内外燃料价格变化情况做分析，可以推测到2020年末，我国国产甲醇每公里应用后的节约成本超过100元，为131元，该数据和汽油、天然气等资源利用情况后的成本节约数据进行比较分析，发现要比后者低，具体可以低30%、10%，极大的降低了应用成本，从这里也能够看出，甲醇燃料在应用时，能够呈现出明显的经济性特点。站在动力性角度来说，甲醇发动机的优势同样十分明显，尤其是在与柴油、天然气发动机对比上，功率能够上升9%到11%，扭矩能够提升12%到16%。从环境保护角度看问题，发现甲醇应用过后产生的尾气中包含的污染物质种类非常少，仅为6类，PM2.5排放大约为柴油燃料的17%。

2 基于甲醇燃料的新能源汽车发展

2.1 甲醇汽车的生产过程

当前基于甲醇燃料的汽车产业发展势头迅猛且前景好，和基于传统燃料、新能源的汽车行业发展情况做以比较分析，还存在一定的缺陷与问题。总的来说，甲醇汽车产业链主要涉及到的环节有政策法规、燃料加注以及汽车改装等等，相关工作人员只要确保上述环节的发展不受任何影响，甲醇汽车会变得越来越完善。除此之外，在实际进行使用甲醇燃料的汽车生产工作当中，关于甲醇汽车生产处理、燃料使用的政策法规的涉及面广，截止到目前为止，甲醇燃料加注站数量并不多，但随着甲醇燃料汽车的不断发展，在未来会出现爆发式增长，甲醇汽车生产流程如图1所示。

图1 甲醇汽车的生产流程

2.2 发动机制造

甲醇燃料发动机的功能和常规的发动机进行比较，发现差别不大，特别是对于甲醇燃料发动机进行改造设计时，所消耗的成本也有限，但从汽油和柴油对比中能够看出，汽油发动机的改装要比柴油发动机改装更加简单。因此，在现阶段改装工作执行时，依旧以传统汽油发动机为主。从2015年开始，吉利汽车便开始规划甲醇发动机生产，计划年产量为20万台。在我国，吉利集团也是最早进行甲醇汽车研究的公司，截止到2020年，吉利集团在该项研究之中已经进行了15年，在相关研究人员不断的努力之下，人们将甲醇燃料对发动机，以及对零件的腐蚀问题全部解决，整体经济性能达到了较高水准。

2.3 甲醇汽车的改造

甲醇汽车改装起来更加便捷，而且对后续影响较小。但我国对于车辆改装并没有做出具体规定，这也导致各个省市的相关政策并不统一，进而对甲醇汽车发展和改装产生了极大影响。另外，人们对于改装车进行操作时的难度较大，监管部门、生产制造厂家和企业进行深入性监督，最终车辆的改装质量很难得到保障。但从现阶段发展过程中能够看出，甲醇汽车的改装要比天然气汽车改装显得更加方便、实惠，得到了很多研究人员的认可。

2.4 甲醇汽车的示范推广

甲醇属于是新兴燃料范畴，在应用过程中，并不需要消耗太多成本，便可以实现发动机的全面改装，对于燃料的应用，可以选择甲醇燃料，成本较低，其中不含尿素，能够将排放物数量控制在较低水准。在该类燃料发展过程中，政府部门需要加大扶持力度，多进行甲醇燃料应用的宣传推广，促使人们对于甲醇燃料的认识较多，充分把握甲醇燃料的应用优势，并对后续服务进行合理化发展，这样一来，整个柴油和汽油垄断市场的格局将会被打破，让整个市场的发展变得更加合理。

截止到目前，甲醇汽车的推广已经全面开展，其中，山西、贵州一带发展速度较快。从2006年开始，我国正式实施了863计划，其中，利用甲醇替代燃料汽车的研究项目交给了山西长治第一汽车运输公司，该企业经过一系列研究之后，生产出125辆甲醇汽车，这些车辆每天消耗的甲醇数量能够达到6000L。

在山西地区，吉利汽车在晋中首次进行了本省的甲醇汽车的运行利用，截至2017年本省的甲醇出租车数量达到了400辆，加注站建造数量为4座。贵州贵阳当前的甲醇出租车数量为95辆，而且该数字每年都会增加，在政府部门的全力支持下，甲醇燃料加注站拓展幅度较高，而且甲醇燃料加注与汽油类似，这也为甲醇汽车的全面发展创造了有利条件。

3 甲醇汽车产业未来发展

3.1 甲醇汽车产业面临的问题

首先，甲醇汽车在发展过程中，政策内容无法达到真正统一，其次，在配套设备和售后服务上，所建立的甲醇加注站数量十分有限，在实际进行甲醇汽车售后服务期间，需要不断采取有效措施进行售后服务的完善化处理。因此，我国可以对美国之前甲醇推广失败作用典型案例进行研究，其中，最为重要的一点便是后期服务力度不强。截止到目前为止，甲醇加注站的建设途径主要包括两方面，一个是对现有汽油加注站进行改造，在此过程中，需要与柴油、汽油公司多进行联系沟通，构建稳健的关系。结合诸多研究人员的研究成果，可以了解到如果全国有5%的柴汽油加注站进行改造处理，那么柴油、汽油年损失降低量能够达到400万吨，与此同时，该类公司的年损失量也会达到50亿元。另一种形式就是对甲醇加注站进行重新设计，虽然单纯建设甲醇加注站费用并不高，但同样需要消耗较大投资，消耗的时间也较长，不能在全国范围内进行推广，只出现在少数城市之中。

3.2 甲醇汽车产业的发展对策

现阶段，想要真正实现人类的可持续发展，环境保护、能源安全等均是急需解决的问题。所以说，人们需要尽可能快的研究出一种清洁、环保能源对传统汽油燃料进行替代，这也是该类研究工作开展的主要任务所在，而甲醇刚好满足上述需求。因此，相关部门和企业应做好指导工作，大力进行基于甲醇燃料的新能源车辆推广工作，让人们在日常生活中多使用这些车辆，加深人们对于甲醇车辆的认可度，全面把握该种车辆的应用价值。并且监管部门要对甲醇公共交通车辆、出租车的生产数量进行不断提升，将该技术应用到城际班车上，降低主体运输成本，这也是维护甲醇价格不出现变化的根本所在。

3.3 甲醇作为汽车燃料的性能评价

甲醇自身的抗爆性能极佳，研究法辛烷值能够达到112，马达法辛烷值为106。另外，从实践研究之中也能够看出，甲醇汽油对于汽车整个供油系统影响很大，甚至还会引发橡胶部件的溶胀现象。通过实验研究，氟硅橡胶和氟烷橡胶能够将良好的耐甲醇钠溶胀性能呈现出来。除此之外，甲醇性能低温性能和冷启动性能有限，之所以会出现这种情况，主要是由于甲醇蒸发潜热要比汽油高出3倍以上，如果是在低温环境之下，甲醇汽油很难启动，再加上汽化潜热量高，导致化油器形成燃气混合比为6.45，此时开汽车的运转性能并不好，人们需要对其进行合理化改善。