圖/中國汽車報(bào)網(wǎng)
今年全國兩會(huì)期間,政協(xié)第十二屆全國委員會(huì)委員、浙江吉利控股集團(tuán)董事長李書福就甲醇汽車推廣遞交的提案引起了政府主管部門的重視,并成立專項(xiàng)小組推進(jìn)甲醇汽車的發(fā)展。而當(dāng)人們提及甲醇時(shí),普遍還會(huì)聯(lián)想到乙醇,作為生物質(zhì)能源,乙醇不僅具有可再生性,還能提高汽油辛烷值,提升發(fā)動(dòng)機(jī)的抗爆性。然而,乙醇汽油經(jīng)過多年發(fā)展,仍僅限在部分地區(qū)使用,其中有哪些原因?在國外風(fēng)生水起的乙醇汽車在國內(nèi)發(fā)展空間如何?
日前,由國投生物科技投資有限公司和鐵法煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司共同投資建設(shè)的年產(chǎn)30萬噸燃料乙醇(指體積濃度達(dá)到99.5%以上的無水乙醇)項(xiàng)目在遼寧省調(diào)兵山市舉行現(xiàn)場(chǎng)推進(jìn)會(huì),標(biāo)志著該項(xiàng)目正式進(jìn)入開工建設(shè)階段。
作為一種可再生能源,燃料乙醇在石油資源不斷減少的大背景下,成為國際上普遍公認(rèn)可降低環(huán)境污染和取代石油燃料的新型能源。然而,燃料乙醇經(jīng)過多年發(fā)展仍然有其使用局限性。據(jù)國家能源局2015年發(fā)布的數(shù)據(jù),當(dāng)年燃料乙醇的產(chǎn)量為250萬噸,共調(diào)和乙醇汽油(含10%乙醇的混合汽油)2500噸,但與當(dāng)年全國汽油總消費(fèi)量相比,乙醇汽油僅占20%。另一方面,當(dāng)吉利的甲醇汽車已經(jīng)胸有成竹地在部分地區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)工作時(shí),國內(nèi)還沒有進(jìn)行過乙醇汽車(指使用單獨(dú)研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的乙醇汽車)的試點(diǎn)實(shí)驗(yàn),是乙醇汽車相關(guān)技術(shù)不成熟,還是燃料乙醇產(chǎn)能有限?在優(yōu)劣勢(shì)權(quán)衡之下,乙醇汽車及燃料乙醇的發(fā)展現(xiàn)狀以及前景都面臨哪些問題?
■燃料乙醇優(yōu)勢(shì)明顯
燃料乙醇由來已久,其最初大規(guī)模發(fā)展源自巴西,目的是為應(yīng)對(duì)二十世紀(jì)七十年代中期以來幾次世界石油危機(jī),減少對(duì)石油進(jìn)口的依賴。經(jīng)過多年使用和論證,燃料乙醇在巴西的發(fā)展日漸成熟,優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。
首先,燃料乙醇是優(yōu)質(zhì)的油品質(zhì)量改良劑,可有效提升乙醇汽油的含氧量,使得燃料的燃燒更加充分。據(jù)悉,目前乙醇汽油在汽車上的運(yùn)用主要分為兩類,一種是使用傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī),燃料乙醇加入量為5~22%;另一種則是使用單獨(dú)研發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī),燃料乙醇加入量為85~100%。據(jù)了解,當(dāng)汽油中的乙醇添加量不超過15%時(shí),對(duì)車輛的行駛性能沒有明顯影響,但尾氣中碳?xì)浠衔?、氮氧化物和一氧化碳含量明顯降低。美國相關(guān)研究報(bào)告表明,使用含6%乙醇的加州新配方汽油,與常規(guī)汽油相比,碳?xì)浠衔锱欧帕靠山档?%,一氧化碳排放減少21%~28%,氮氧化物排放減少7%~16%,有毒氣體排放降低9%~32%。
此外,燃料乙醇作為汽油添加劑,可提高汽油的辛烷值(辛烷值是汽油在稀混合氣情況下抗爆性的表示單位,辛烷值越高則抗爆性越好)。通常車用汽油的辛烷值一般要求為90、93和97,而高純度燃料乙醇的辛烷值高達(dá)110以上,所以向汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值,有效提高汽油的抗爆性。
■乙醇汽車技術(shù)已較為成熟
雖然燃料乙醇在使用方面有其優(yōu)勢(shì),但當(dāng)人們提到燃料乙醇時(shí),首先想到的問題無外乎使用的便利性、安全性以及對(duì)車輛耐久性的考驗(yàn)。
的確,由于早期材料和制造技術(shù)相對(duì)落后,乙醇又具有溶脹性、蒸發(fā)潛熱高以及燃燒后產(chǎn)生水的特點(diǎn),燃料乙醇在使用中存在諸多問題。據(jù)悉,溶脹性會(huì)加快橡膠部件,尤其是輸油管路的老化,蒸發(fā)潛熱高則意味著車輛在低溫狀態(tài)下難以啟動(dòng),而乙醇燃燒后產(chǎn)生的乙酸會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)金屬零部件生銹。另外,燃料乙醇在部分地區(qū)使用存在其他問題。“比如在東北地區(qū),由于乙醇燃燒后產(chǎn)生水很快在路面上結(jié)冰,影響路況。”天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授姚春德說。
“但這些問題已經(jīng)基本得到了解決。”姚春德舉例說,“自2000年國家實(shí)施乙醇汽油計(jì)劃之后,目前車輛的相關(guān)密封部件都采用耐醇設(shè)計(jì)。而針對(duì)乙醇蒸發(fā)潛熱高的問題,甲醇汽車以汽油輔助點(diǎn)燃的方式也可供乙醇汽車參考?!?/p>
據(jù)了解,從1979年巴西成功研制出首輛完全用含水乙醇作燃料的乙醇汽車以來,經(jīng)過多年技術(shù)改進(jìn),巴西生產(chǎn)乙醇汽車的整體技術(shù)已相當(dāng)成熟,其所生產(chǎn)的輕型汽車在動(dòng)力、功率、加速性能、裝載量、行駛速度、一次加乙醇續(xù)駛里程等方面已基本達(dá)到同類傳統(tǒng)汽油車水平。
■原料短缺是癥結(jié)所在
既然燃料乙醇的制造工藝已經(jīng)成熟,乙醇汽車的生產(chǎn)難點(diǎn)也有解決方案,那么,國內(nèi)關(guān)于乙醇汽車的發(fā)展為何遲遲沒有進(jìn)展?
“這是由于我國與國外的情況不同?!币Υ旱陆榻B,燃料乙醇的生產(chǎn)主要依靠生物質(zhì)能源,通過糧食發(fā)酵獲得。巴西和美國是燃料乙醇需求量最大的兩個(gè)國家,其中,巴西制造燃料乙醇的原料主要來自于甘蔗,而美國主要依靠玉米。“無論是巴西的甘蔗還是美國的玉米,都是在保證國內(nèi)食用需求的前提下,用多余的部分進(jìn)行燃料乙醇的制造?!币Υ旱抡f,“目前,我國仍然需要進(jìn)口一部分糧食來解決百姓的基本飲食需求,還沒有達(dá)到供大于求的水平,以糧食制造燃料乙醇顯然不符合我國國情?!睋?jù)姚春德介紹,國內(nèi)乙醇制造業(yè)的主要原料原來以玉米等糧食原料為主,但2006年以來為保證國家糧食安全,政府開始限制糧食制乙醇的盲目發(fā)展,并鼓勵(lì)用非糧作物原料制造乙醇。
可用于生產(chǎn)乙醇的非糧作物有甜高粱、木薯、甘蔗、秸稈、廢棄木料以及某些城市垃圾。我國目前主要專注于秸稈煉制燃料乙醇的項(xiàng)目,但秸稈中的有用成分是纖維素,纖維素制乙醇工業(yè)化難度較大,所以一直未能推廣。另有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,中美燃料乙醇在生產(chǎn)效率上也有較大差距,目前中國生產(chǎn)1噸乙醇需要3~3.1噸玉米和12噸水,而美國只要2.8噸玉米和1.8噸水,且我國乙醇生產(chǎn)的污染物排放也比美國嚴(yán)重得多。
據(jù)了解,車用甲醇燃料可以通過劣質(zhì)煤制取,那么,燃料乙醇的生產(chǎn)是否可以繞過生物質(zhì)能源,通過與甲醇類似的方法獲得?“從劣質(zhì)煤當(dāng)中可以制得乙醇,但反應(yīng)的第一步還是先獲得甲醇。”姚春德表示,通過劣質(zhì)煤制乙醇不僅增加了反應(yīng)步驟,還增加了成本,這種做法不可取。
據(jù)了解,從2002年開始,為刺激陳化糧消耗,國家對(duì)燃料乙醇行業(yè)給予了原料、稅收、補(bǔ)貼等多項(xiàng)優(yōu)惠政策來促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展:包括對(duì)四家定點(diǎn)企業(yè)免征5%的消費(fèi)稅,對(duì)生產(chǎn)燃料乙醇的增值稅實(shí)行先征后返,以低于市場(chǎng)的價(jià)格調(diào)配原料并實(shí)行補(bǔ)貼等。2005年后,陳化糧庫存基本用完,且玉米、小麥等原料價(jià)格猛漲,補(bǔ)貼力度逐漸減小,補(bǔ)貼方式也改為定額補(bǔ)貼。2012年對(duì)糧食乙醇的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步下調(diào)為500元/噸。2013~2015年,中央財(cái)政對(duì)糧食制乙醇的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)逐年下降:2013年為300元/噸、2014年為200元/噸、2015年為100元/噸。
“隨著近兩年糧食收購政策的改變,陳化糧的問題再一次顯現(xiàn)?!币Υ旱抡J(rèn)為,這為國家再次啟動(dòng)燃料乙醇戰(zhàn)略發(fā)展提供了必要條件,但從規(guī)模來看,燃料乙醇短期內(nèi)的發(fā)展將基本保持平穩(wěn)水平。而在乙醇汽車方面,由于燃料乙醇產(chǎn)量十分有限,所以單獨(dú)開發(fā)乙醇汽車的可能性并不大。