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汽车“喝酒” 生物燃料要唱主角
来源:科技日报 作者:李 禾 发表时间:2018-07-22 21:51:12
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“与美国、巴西相比,我国燃料乙醇规模仍偏小,但是从中长期发展来看,市场空间广阔。”刘云说。


近期,全国各地尽管多为蓝天,但臭氧污染却节节攀高。生态环境部环境监察局局长田为勇表示,臭氧问题将在大气污染治理中越来越突出,治理的一个关键因素就是油品。


无独有偶,天津市政府发布了《天津市推广使用车用乙醇汽油实施方案的通知》,不但要求在8月31日前开始推广,还规定除军队特需、国家和特种储备、工业生产用油外,9月30日全市区域内基本实现车用乙醇汽油替代普通汽油。


乙醇汽油已占全国汽油消费总量的1/5


其实,天津推广使用乙醇汽油并非是一枝独秀。目前,黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽、广西、河北等11省已经在推广使用车用乙醇汽油。按照国家发改委、国家能源局等15个部委联合下发的《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》,到2020年,要在全国范围内全面推行乙醇汽油,基本实现全覆盖。


推广使用乙醇汽油已成定局。7月13日,北京化工大学生命学院教授刘云在接受科技日报记者专访时介绍,乙醇汽油是指燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。市场上常见的型号E5、E10、E15和E20,分别指添加了5%、10%、15%和20%燃料乙醇的汽油。目前我国正在推广使用的是添加了10%生物燃料乙醇的车用乙醇汽油E10。对应普通汽油的牌号,车用乙醇汽油也分为89、92、95和98这四个牌号。


据悉,2017年我国已出台了车用乙醇汽油(E10)国家标准。截至目前,我国生物燃料乙醇年消费量近260万吨,产业规模居世界第三位;乙醇汽油消费量已占同期全国汽油消费总量的1/5。


天津市环保局相关负责人表示,推广使用乙醇汽油,有利于优化能源结构,减少污染排放,尤其是机动车尾气中的一氧化碳和烃类排放量将明显降低。经天津市初步测算,推广使用乙醇汽油后,天津机动车尾气排放每年可减少一氧化碳排放量10—15%、减少烃类排放量3%—5%、减少颗粒物排放量1%左右,可使汽车尾气中苯污染的排放减少25%。


清华大学环境学院副院长吴烨曾做过燃料乙醇对环境影响的多项实验,他表示,美国作为世界上最大的生物燃料乙醇生产和消费国,其基于生命周期的多项科学研究结果表明,以玉米为原料的乙醇替代汽油可减排约20%—40%的温室气体,而以纤维素等为原料的乙醇替代汽油可产生高达约70%—80%的温室气体减排量。


与普通汽油的动力性和经济性基本一致


然而,对于乙醇汽油的使用推广,目前还有不少人心存疑虑。部分车主担心车用乙醇汽油动力不足、油耗高、腐蚀橡胶、不能放置太久。


刘云说,相比普通汽油,乙醇汽油燃烧值和热值有所不同。按10%混合后乙醇汽油的热值要比普通汽油少3.8%左右。但是由于混合燃料中含氧量的增加,原本作为尾气排放的一氧化碳和碳氢化合物燃烧就会更加充分。如E10含氧量达3.5%,相比普通汽油热值反而增加了2.3%。因此,两项相抵,使用乙醇汽油只是带来很少的动力损失,在使用中基本感觉不到。


业内专家、原中国石化科技开发部教授级高工乔映宾也表示,我国推广使用的E10车用乙醇汽油是90%的车用乙醇汽油组份油与10%的变性燃料乙醇调合而成。经过对比试验,E10车用乙醇汽油与普通汽油的动力性和经济性基本一致。


而针对乙醇汽油腐蚀橡胶、不能放置太久等质疑,刘云说:“乙醇汽油对燃油系统金属零件有腐蚀的说法,是没有科学依据的。试验发现腐蚀主要由乙醇中的乙酸引起,乙醇充分燃烧产生的是水和二氧化碳,只有在金属铜等催化剂存在的条件下,才会与氧气发生反应生成乙酸。可以说,燃油系统和发动机内是不存在产生乙酸的反应条件。而且为确保不对汽车部件产生腐蚀,车用乙醇汽油中还加入了适量腐蚀抑制剂,有效抑制和改善对金属的腐蚀性。”刘云表示,对于橡胶腐蚀等问题,只要在汽车上选择耐油性和抗乙醇汽油的溶涨性较好的氯丁胶、顺丁胶、丁苯胶、丁腈胶和硅橡胶,就可避免这些问题的发生。


放置太久会不会导致乙醇汽油的油水分层,影响使用?刘云解释说,乙醇与水是互溶的,汽油与水不溶解。有水存在时会导致油水分层,严重的话影响使用性能。因此,要求燃料乙醇的乙醇含量不低于99.5%,水含量不大于0.2%。“只要严格遵守车用乙醇汽油储存和使用的有关规定,分层现象是完全可以避免的。”


不过,乙醇汽油也并非尽善尽美。生态环境部机动车排污监控中心高工马冬告诉科技日报记者,从成分看,车用乙醇汽油易挥发,可能会导致挥发性有机污染物(VOCs)排放较高,因此,加油站等应加装油气回收系统等。


探路生物质能源综合利用


我国原油对外依存度已达70%左右,2017年原油进口量为4.2亿吨,超过美国成为全球最大的原油进口国。刘云说,大力推广乙醇汽油可以保障国家能源安全和改善能源结构,减少石油对外依赖度,又有利于改善生态环境,增加农村劳动力就业。


我国乙醇汽油的原料来源广泛,除了玉米之外,还有高粱、木薯和小麦等。生物燃料乙醇产业是处置超期超标粮食的有效途径。据统计,自推广车用乙醇汽油以来,我国已累计消耗人畜不能食用粮食1500万吨左右。


国家能源局科技司有关负责人说,国际市场玉米和木薯年贸易量达1.7亿吨,其中的5%可转化成近300万吨生物燃料乙醇;国内每年可利用的秸秆和林业废弃物超过4亿吨,30%即可生产生物燃料乙醇2000万吨……这些都为扩大生物燃料乙醇生产消费和实现可持续发展提供了可靠的原料保障。此外,我国生物燃料乙醇产业经过十多年发展,以玉米、木薯等为原料的1代和1.5代生产技术工艺成熟稳定,以秸秆等农林废弃物为原料的2代先进生物燃料技术已具备产业化示范条件。行业整体技术装备水平居于世界先进国家行列,为推广使用车用乙醇汽油奠定了基础。


相关数据也显示,目前,天津全市共有在营加油站874座,汽油年销量总量约254万吨。按乙醇添加标准测算,仅天津市,每年就需燃料乙醇约26万吨。但是,数据统计显示,2017年,我国汽油表观消费量接近1.2亿吨,而国内燃料乙醇消费量仅在280万吨左右。按照10%的乙醇添加比例来计算,若全国推行乙醇汽油,那么燃料乙醇的供应缺口仍在900万吨左右。


“提高生物质能源综合经济效益的最好途径,除了发展第二代纤维素乙醇外,还应进行生物质的全利用等。”刘云说,此前,传统生物炼制技术存在效益低的产业化瓶颈,但目前,已有自催化生物质炼制等新生物炼制技术出现,这些新技术实现了生物质全组分高效利用,大幅提升生物质产业效益。通过新技术、国家有关扶持政策,将有望增加燃料乙醇的供应。


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与美国、巴西相比,我国燃料乙醇规模仍偏小


据不完全统计,目前已有超过40个国家和地区推广生物燃料乙醇和车用乙醇汽油,年消费乙醇汽油约6亿吨,占世界汽油总消费的60%左右。


其中,巴西是世界上第一个使用乙醇汽油的国家,也是生物燃料乙醇第二大生产消费国,巴西生物燃料乙醇已替代了国内50%的汽油。由于甘蔗的生产和酒糟、甘蔗渣的利用,巴西每年减少1.27亿吨碳排放,相当于该国所有石油燃料碳排放量的20%。


美国是世界最大的生物燃料乙醇生产消费国,主要原料为玉米。美国计划2022年达到10800万吨纤维素乙醇的生产,占目前美国汽油消耗的22%。据美国可再生燃料协会数据,通过立法,车用乙醇汽油在美国应用已实现全覆盖,减少了机动车有害物质排放,年减排二氧化碳超过4350万吨,增加就业岗位40万个。


欧盟早在1985年就开始使用乙醇含量5%的车用乙醇汽油。2016年,欧盟生物燃料乙醇产量为409万吨。根据规划,2020年生物燃料在欧盟交通运输燃料消费总量所占的比重将至少达到10%。


“与美国、巴西相比,我国燃料乙醇规模仍偏小,但是从中长期发展来看,市场空间广阔。”刘云说。

【责任编辑:贤柔】

标签:汽车 生物燃料 乙醇汽油

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