1、我國發(fā)展醇醚燃料和醇醚清潔汽車的可行性 醇醚燃料和醇醚清潔汽車 專業(yè)委員會 籌委會 清華大學(xué) 朱起明 2004年3月,前 言,一. 汽車高速發(fā)展在中國已形成必然趨勢 二. 由煤轉(zhuǎn)化為汽車清潔燃料是符合中國國情的必由之路 三. 煤基車用燃料的種類和其可行性分析 四. 甲醇、二甲醚清潔燃料和汽車的可行性和優(yōu)越性分析 五. 我國在醇醚汽車燃料發(fā)展方面已有的基礎(chǔ) 六. 甲醇燃料推廣應(yīng)用中，人們所關(guān)心的問題及解決途徑,前 言,在中國汽車已進(jìn)入高速發(fā)展期。 石油和石油產(chǎn)品進(jìn)口量逐年增加，能源安全問題形勢日顯嚴(yán)重。 在大城市汽車尾氣排放已成為重要污染源，城市空氣凈化已放在重要位置。 保證我國能源和環(huán)境安全，

2、必須尋求符合我國國情的解決途徑。 我國產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的專家隊(duì)伍，多年來已在思想和技術(shù)上作好了應(yīng)對的準(zhǔn)備。 途徑并不是單一的，應(yīng)互為補(bǔ)充，但應(yīng)根據(jù)國情條件，尋求發(fā)展的主、輔方向，科學(xué)地論證，十分必要，有助于正確決策。,一. 汽車高速發(fā)展已成必然趨勢,我國近年汽車銷售量,我國汽車潛在的保有量估計(jì)（2020年左右） 我國2002年汽車保有量為2000萬輛（其中客貨車1500萬輛、轎車500萬輛）,車用油品需求的估計(jì),2003年 原油進(jìn)口量超過9000萬噸，加上成品油、進(jìn)口油總量估計(jì)達(dá)1.2億噸 2010年 汽柴油需求 1.15億噸 2020年 汽柴油需求 2.16億噸 按煉制產(chǎn)油率為55計(jì) 2010年

3、車用油需耗原油 2.1億噸 2020年 車用油需耗原油 4.1億噸 如果考慮石油在車用中比例的變化，估計(jì)到2020年，我國石油總需求將可能達(dá)6億多噸。,如何解決我國石油供需的缺口？ 如何緩解能源安全和環(huán)境安全潛在的危機(jī)？ 我國應(yīng)怎樣走出符合自己國情的清潔代用燃料和清潔汽車的路？,由煤轉(zhuǎn)化為汽車清潔燃料是符合我國國情的必由之路,我國一次能源以煤為主，將延續(xù)很長時(shí)期，這是由資源所決定的。 可再生能源和新能源，一時(shí)很難在一次能源中占較大的比例，在解決汽車代替燃料方面形不成主流。 “用玉米開汽車”在中國不是一條好的路線。,結(jié)論：煤的潔凈利用轉(zhuǎn)化為汽車清潔燃料才是必由之路 它將不僅支持目前汽柴油汽車的發(fā)

4、展，并會形成一條有自主創(chuàng)新的汽車工業(yè)發(fā)展途徑,煤基車用燃料的種類和其可行性,煤的直接液化 nCH0.8（0.6n1）H2 CnH2n+2 德國 IGOR 工藝 日本 NEDOL 工藝 美國 HTI、COP 工藝 俄羅斯 工藝等 尚未有工業(yè)化大型裝置,煤的間接液化 煤的氣化 CO/H2 烴類化合物 南非Sasol 新西蘭Mobil工藝 馬來西亞Shell工藝 山西煤化所工藝等,F-T合成,甲醇和二甲醚煤基含氧燃料,原料煤可用高硫煤 可利用焦?fàn)t氣制甲醇 可以煤層氣為原料等 生產(chǎn)技術(shù)成熟、成本低、經(jīng)濟(jì)性好,為什么應(yīng)把甲醇、二甲醚協(xié)同發(fā)展，并應(yīng)用于清潔汽車是我國煤基合成清潔燃料的主攻方向,甲醇、二甲醚

5、清潔燃料和汽車的可行性和優(yōu)越性, 經(jīng)濟(jì)性分析,山西省交城地區(qū)焦?fàn)t氣制甲醇大型裝置可行性報(bào)告2004.3.1已通過專家評審。 年產(chǎn)60萬噸甲醇 工廠完全成本700元/噸 對環(huán)境的改善，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益巨大。,不同甲醇摻燒比汽油 甲醇發(fā)動機(jī)汽車替代比可以1.05 1.6之間 甲醇售價(jià)在16002000元/噸，可同時(shí)保證甲醇生產(chǎn)廠的高利稅和燃料銷售系統(tǒng)良好經(jīng)濟(jì)效益,建立加油站的投資與其它加注站投資對比 天然氣加氣站 400600萬元 新建甲醇加油站 60萬元 原加油站新建罐 20萬元 原加油站改造罐 2萬元 建二甲醚加注站 100萬元,汽車改造費(fèi)和甲醇汽車的價(jià)格問題,M5M15 汽車改動很少 費(fèi)用

6、很少、可忽略 在用車改造使用 高比例醇燃料 改造費(fèi)5000元/輛 在產(chǎn)車改造 批量生產(chǎn)，增加費(fèi)用不高，廠家自 身消化 新設(shè)計(jì)車 我國已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)上應(yīng) 具有競爭力,煤制甲醇與煤制油投資比較,60萬噸/年甲醇生產(chǎn)廠，總投資在1518億元。, 醇醚燃料的環(huán)保性,各種汽車燃料常規(guī)排放量比較,非常規(guī)排放量比較,注：國際能源機(jī)構(gòu)IEA等。,汽油、柴油、甲醇汽車排放物種類數(shù),注：美國甲醇研究院,燃料排放物致癌度毒性,綜合分析結(jié)論 通過醇醚燃料在生產(chǎn)、應(yīng)用過程的3E分析，可以得出結(jié)論：醇醚燃料的整體經(jīng)濟(jì)性好，可以改善汽車的尾氣排放，利于環(huán)境保護(hù)，能效比汽柴油高，有節(jié)能效果。在我國由煤制醇醚清潔燃料并

7、應(yīng)用于相應(yīng)的汽車，具有特色和自主創(chuàng)新的汽車發(fā)展途徑。它將改善我國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展結(jié)構(gòu)。,五. 我國在醇醚汽車燃料發(fā)展方面已有的基礎(chǔ),六. 甲醇燃料推廣應(yīng)用中，人們所關(guān)心的問題及解決途徑, 安全性問題,對于甲醇的“毒性”問題，應(yīng)有一個(gè)客觀和科學(xué)地分析,辨證地看待問題。不應(yīng)籠統(tǒng)地談所謂的有毒，要知道它在什么情況下，對人有害和發(fā)揮出其毒性。應(yīng)重視的是在應(yīng)用過程有否致毒性。甲醇對于人來說，如果直接飲入一定量（以幾毫升到十幾毫升計(jì)）是要中毒的，呼吸道吸入等接觸，達(dá)到一定濃度和時(shí)間也會產(chǎn)生一定中毒反應(yīng)，但一般情況下,很難形成此種狀況的條件和環(huán)境。特殊事件是可以防止和避免的。因此，大量的事實(shí)表明，只有在有意識

8、的危害行為、無知誤飲或由於愚昧（如某些省份假酒事件等），在此情況下才有可能發(fā)生甲醇對人的中毒事件。甲醇作為燃料來應(yīng)用就和在工業(yè)生產(chǎn)過程大量作為原料和溶劑，在實(shí)驗(yàn)室里作為試劑等一樣，正常使用不會產(chǎn)生對人健康的危害，更不會產(chǎn)生公害。,其是易控制和易防范的,要有量變到質(zhì)變的觀點(diǎn),這是判斷其是否有害的原則。位于華盛頓特區(qū)的美國甲醇研究院對大規(guī)模使用甲醇造成的環(huán)境影響和人類身體健康的影響作了仔細(xì)深入的調(diào)查研究，并發(fā)表了正式報(bào)告，認(rèn)為甲醇燃料和汽油相比，更易于生物降解。對環(huán)境的污染要比汽油小得多。甲醇著火溫度高，發(fā)生火災(zāi)和造成人員死亡的幾率比汽油低。甲醇內(nèi)燃機(jī)汽車排出污染物要比汽車內(nèi)燃機(jī)小得多。甲醇是屬于

9、只要了解它和正確使用它，加強(qiáng)系統(tǒng)的必要安全措施，制訂合理的操作規(guī)程,就可以避免其危害,它是極其有用的物質(zhì)。甲醇的空氣允許濃度為200mg/L，而汽油為300mg/L,它們很相近。但美國能源部1991年曾指出，甲醇對人體健康總的危害要比汽油小。,由甲醇燃料和汽油的物理化學(xué)特性可知，甲醇的蒸氣壓比汽油低。同樣條件下，汽油的蒸氣量是甲醇蒸氣量的24倍。甲醇蒸氣的密度較低，只略大于空氣的密度，易于擴(kuò)散流動，而汽油的蒸氣密度則是甲醇蒸氣密度的25倍，在空氣中，沿著地面流動分散，極易遇到明火點(diǎn)燃爆炸。此外，空氣中，甲醇蒸氣能夠點(diǎn)燃爆炸的濃度是汽油的4倍。因此，甲醇燃料發(fā)生火災(zāi)爆炸的可能性遠(yuǎn)低于汽油。,甲醇

10、和汽油的危害性比較 *,括號中數(shù)字為改變設(shè)計(jì)后可降低的值。 括號中數(shù)字表示添加劑存在時(shí)的可能性。 * 此表引自美國環(huán)保機(jī)構(gòu)報(bào)告。,因此，歷來對甲醇的使用，并沒有當(dāng)可怕的毒物來進(jìn)行管理，但要有一定的操作規(guī)范。甲醇的生產(chǎn)和應(yīng)用量在有機(jī)化工原料中，是僅次于乙烯的第二位。甲醇生產(chǎn)廠和應(yīng)用大量甲醇為溶劑和原料的工廠，歷來沒有發(fā)生過嚴(yán)重的工傷事故。甲醇燃料的應(yīng)用過程中，也未發(fā)現(xiàn)過此類安全事故。這說明，由于人們認(rèn)識到它的毒性對人的影響規(guī)律，就完全可以控制和掌握住它。燃料應(yīng)用和假酒事件完全是兩回事，由于假酒事件造成人們心理上的壓力和錯(cuò)覺，是可以解釋清楚的。,甲醇與汽油一樣，均屬中等毒性。國內(nèi)外已有大量權(quán)威科學(xué)

11、結(jié)論證實(shí)，汽油和醇對生態(tài)的影響，用百分衡量，汽油為100，乙醇為50，甲醇為30。甲醇的毒性（綜合）低于石油燃料。在水中更易降解。石油工業(yè)沒有理由責(zé)備由于甲醇燃料的“毒性”而不能當(dāng)作燃料使用。正確使用甲醇不會影響健康。否則，如果人們今天是第一次使用汽油的話，它將更不能進(jìn)入市場了。美國工程科學(xué)院院士Roberta Nichols就明白地表白了這層意見（她原是福特汽車公司相研究部門的領(lǐng)導(dǎo)人、美國工程院院士）。,為了杜絕可能出現(xiàn)的安全問題，訂立嚴(yán)格、規(guī)范的規(guī)章制度是十分必要的，加強(qiáng)管理和進(jìn)行必要的安全知識教育、宣傳是必須的。我國生產(chǎn)甲醇已有數(shù)十年歷史，由于有一套規(guī)程和管理制度執(zhí)行，因此在甲醇工廠未發(fā)

12、現(xiàn)過甲醇職業(yè)病史,說明甲醇對人體沒有積累作用。歷年來對甲醇燃料應(yīng)用過程中，對接觸人群（司機(jī)、加油工、實(shí)驗(yàn)人員）的健康跟蹤研究（北京醫(yī)科大學(xué)所作），結(jié)論是，只要遵守操作規(guī)程，沒有發(fā)現(xiàn)人體健康有異?，F(xiàn)象。山西、河南等省長期實(shí)踐也證明了此一結(jié)論。為了防止萬一誤飲，采取加色防范措施加以解決。,甲醇意外泄漏對環(huán)境的影響極小。在地上和水中比汽柴油極易分散和降解（速度與油比差幾個(gè)數(shù)量級）。有趣的是一些微生物與甲醇有很強(qiáng)的親和力，對它們來說，不僅不是毒物，而且還是“食品”。甲醇在微生物的作用下，可用于生產(chǎn)出甲醇蛋白，這是當(dāng)今著名的生物過程工藝。西方國家從來還沒有因?yàn)椤凹状级拘浴倍辉甘褂眉状既剂稀?由于甲醇燃

13、料汽車的尾氣排放指標(biāo)，大大優(yōu)于汽柴油,致癌度很低，對環(huán)保改善十分有利。在此再偏面強(qiáng)調(diào)無知而誤飲所可能造成的危害、就不恰當(dāng)和不公平了，甲醇燃料整體的安全性優(yōu)于汽柴油，動力學(xué)性能又好，這也是所以一級方程式賽車采用它為燃料的原因（藍(lán)色火焰燒傷程度輕）。,0,1000,2000,3000,4000,5000,傷殘人數(shù), 腐蝕性問題, 動力性問題,如：本田公司1997年公布的其開發(fā)的雅閣2.2升FEV汽車發(fā)動機(jī)，其動力性能如下：,美國福特2.8升汽油機(jī)和將其改裝后的M100甲醇發(fā)動機(jī), 某些西方國家目前的不再發(fā)展甲醇燃料是由其主、客觀因素所決定的。但不存在技術(shù)性阻礙。這與70年代90年代的積極態(tài)度形成鮮

14、明對比。,國內(nèi)天然氣價(jià)格過高，生產(chǎn)成本過高，生產(chǎn)廠多已關(guān)閉。 石油供應(yīng)途徑有保證，供求平衡。 有廉價(jià)剩余農(nóng)產(chǎn)品（生物質(zhì)）可利用，大農(nóng)場主利益需保證。 大石油公司為其利益，出面抵制。,結(jié)論：,以煤為原料,把煤轉(zhuǎn)化為汽車清潔燃料,是我國重要的戰(zhàn)略發(fā)展方向。 可行的轉(zhuǎn)化途徑不是唯一的,相互間也可互為補(bǔ)充,但從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、能效,以及我國的客觀條件出發(fā),醇醚清潔燃料和清潔汽車應(yīng)作為我國重點(diǎn)發(fā)展的方向。 甲醇和二甲醚,是優(yōu)良的替代汽柴油清潔燃料,其安全性、環(huán)保性優(yōu)于汽柴油。煤基甲醇、二甲醚,在經(jīng)濟(jì)上已有很強(qiáng)的競爭力。,甲醇的綜合對人體致毒性低于汽柴油、在汽車中應(yīng)用,安全性優(yōu)于汽油。 腐蝕性、動力性、溶脹性和與油的互溶性等技術(shù)問題,都已可以從技術(shù)上得到較妥善的解決,不會形成阻礙。 中國有特定的發(fā)展煤基醇醚清潔燃料和汽車的優(yōu)越條件,可以走出一條自主創(chuàng)新的發(fā)展的途徑。政府部門應(yīng)全面規(guī)劃、 把該項(xiàng)目列為國家的重點(diǎn)發(fā)展方向。積極支持在山西、河南等基地的試點(diǎn)項(xiàng)目,使其健康地發(fā)展。,附件及參考材料目錄： 國家經(jīng)貿(mào)委專家考察團(tuán)對山西省等燃料甲醇 與甲醇汽車產(chǎn)業(yè)化示范工作考察意見 二. 發(fā)展煤制醇醚氫汽車 蔣一子 三