乙醇汽車為何靜悄悄
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)場推進(jìn)會，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)，對車輛的行駛性能沒有明顯影響，但尾氣中碳?xì)浠衔铩⒌趸锖鸵谎趸己棵黠@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，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，而乙醇燃燒后產(chǎn)生的乙酸會使發(fā)動機(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。”
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。”姚春德介紹，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。”姚春德說，“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。”據(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：包括對四家定點(diǎn)企業(yè)免征5%的消費(fèi)稅，對生產(chǎn)燃料乙醇的增值稅實(shí)行先征后返，以低于市場的價(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)。”姚春德認(rèn)為，這為國家再次啟動燃料乙醇戰(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。
