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行業(yè)楷模

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甲醇能夠成為汽車首要替代燃料嗎？

發(fā)布時間：

2019-08-12

　　隨著未來運輸?shù)姆椒òl(fā)展以及汽車生產(chǎn)商不斷宣布新的理念以及新的汽車，電動汽車正在穩(wěn)步前進。然而，關(guān)于投資規(guī)模的疑問仍然存在，要使電動汽車成為主流的話，電池價格要降低，需要處理一般人對電動汽車的恐懼，還要引入全新的充電設(shè)施。

　　因為上述原因，許多批評人士仍然希望尋找一種能替代汽油的燃料，讓我們繼續(xù)用傳統(tǒng)的方式驅(qū)動我們的汽車。雖然乙醇作為替代燃料出現(xiàn)了(乙醇具有一定的能源密度并且易于操作)，麻省理工學(xué)院等離子體科學(xué)以及聚變研究中心的Leslie Bromberg以及Sloan汽車實驗室的Wai K Cheng最近在一篇白皮書建議：甲醇是一直都被忽視的作為運輸工具的替代燃料。

　　甲醇燃料能夠成功嗎?

　　雖然甲醇是大規(guī)模的工業(yè)產(chǎn)品，但還沒有成為一個主要的運輸燃料。用天然氣以及煤生產(chǎn)進行大規(guī)模生產(chǎn)甲醇已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)有很經(jīng)濟的業(yè)績記錄，尤其是采用熱化學(xué)過程。

　　甲醇有很多屬性使其用于交通非常有吸引力。例如，甲醇是液體，能輕易地與汽油、乙醇混合，用于現(xiàn)有的汽車技術(shù)僅需很小的額外成本。

　　甲醇作為高辛烷值燃料，該燃料具有的燃燒特性是針對甲醇燃料允許發(fā)動機作特別設(shè)計以提供與領(lǐng)先柴油發(fā)動機相同的效率，同時與環(huán)境性能相匹配。甲醇還相對安全，能夠快速被生物降解，其毒性可與汽油相當(dāng)。

　　綜上，甲醇是較汽油更為綠色的選擇，尤其是用生物質(zhì)生產(chǎn)的甲醇。同時，用天然氣生產(chǎn)甲醇，產(chǎn)生的CO2不會比傳統(tǒng)汽油更多，在甲醇生產(chǎn)過程中溫室氣體減排任務(wù)很容易達到。Bromberg 和 Cheng在文中寫道，甲醇可以由天然氣以非常簡單的方式生產(chǎn)，這樣大規(guī)模的產(chǎn)量、加注設(shè)施以及汽車都可以開發(fā)出來，該系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)換為可再生甲醇。

　　甲醇怎樣用于現(xiàn)代汽車

　　研究表明汽車燃燒85%的甲醇混合燃料，和汽油相同，實際上有的性能與單獨燃燒汽油相當(dāng)甚至超過汽油。

　　然而在這篇報道里，Bromberg 和 Cheng建議要優(yōu)化甲醇燃燒工藝還需要做更多工作，這是他們所說的“出色”。

　　有一種可能是采用直接注入酒精發(fā)動(DIAB)的雙罐系統(tǒng)，因為直接注入甲醇，發(fā)動機容易爆震。這允許使用一個非常高的比力矩輸出同時保持較低水平的排放量。這也使火花點燃發(fā)動機在高壓縮比下工作成為可能，產(chǎn)生的扭力輸出與高度渦輪增壓的清潔柴油發(fā)動機相當(dāng)。

　　相類似的，在專門的酒精發(fā)動機中，甲醇可以提供與柴油相當(dāng)或者高于柴油的應(yīng)用?；旌媳群芨?，尤其在85%的甲醇，采用冷卻廢氣在循環(huán)裝置降低N2O排放，并減少吸入節(jié)流。

　　甲醇作為替代燃料的特點是直接注射火花點燃重型發(fā)動機。一個小型的、4升大功率火花點火發(fā)動機由甲醇以及混合醇驅(qū)動可以有效地取代甚至高達11升的柴油。

　　我們的結(jié)論：甲醇值得更多研究

　　Bromberg 和 Cheng的研究報告并非第一次將甲醇列為潛在的運輸燃料。經(jīng)過調(diào)查，甲醇最早作為正式替代燃料始于隨著加利福利亞州石油危機后幾個項目的確立。從這點上，在汽油價格下降的時期里甲醇被引入，那時還沒有真正的經(jīng)濟動機繼續(xù)這些項目。就推廣和政府刺激計劃而言，甲醇也落后于以農(nóng)作物為原料的乙醇。

　　但是現(xiàn)在經(jīng)濟和環(huán)境狀況意味著找到替代燃料方法的壓力更為迫切。在這方面，甲醇有潛力大幅降低能源依賴并降低運輸部門的環(huán)境影響。

　　然而，阻礙甲醇大規(guī)模使用的障礙依然存在。例如，在美國沒有足夠的生物質(zhì)來生產(chǎn)可再生甲醇用以替代運輸燃料。相反，甲醇直接用于燃料電池意味著如果在未來20年里這項技術(shù)能夠商業(yè)化，甲醇將發(fā)揮更重要的作用。

　　現(xiàn)在，需要做更多的調(diào)查來看看在現(xiàn)在的條件下甲醇可以怎樣來使用。相比其他選擇這并非是一個解決方案，但是這個方案具有吸引力，可能是一個組合替代燃料的重要組成部分，該組合燃料可以最大限度地解決運輸燃料的排放問題。