为了进一步调整能源消费结构,我国积极开发石油替代能源,以缓解石油短缺、改善汽车尾气排放,并提高大气环境质量。其中,乙醇燃料作为一种可再生能源,能够有效解决玉米等粮食作物的转化问题,形成长期、稳定、可控的粮食消费市场,从而提高农民收益。
为此,我国在“十五”期间提出了在河南、黑龙江、吉林等产粮大省进行试点,逐步推广车用乙醇汽油。目前,试点推广的乙醇汽油为E10(汽油占90%,乙醇占10%)。
乙醇燃料的物化性能与汽油、柴油相比:
1. 乙醇的热值约为汽油的64%,但理论混合气热值与汽油相当,不会影响汽车动力性能。
2. 乙醇的辛烷值远高于汽油,加入一定量乙醇后,乙醇汽油的辛烷值将大大提高,能有效抑制爆震。
3. 乙醇的着火性较差,在压燃式发动机中燃用乙醇燃料较为困难。
4. 乙醇的沸点较低,有助于燃油-空气混合气形成,但对起动不利。
5. 乙醇的汽化潜热约为汽油的三倍,导致混合气形成和起动困难,但可提高充气效率。
我国轿车燃用乙醇汽油的比较:
1. 掺入小于15%乙醇后,加速性变化不明显。
2. 由于乙醇热值较低,百公里油耗增加约3%~5%,尽管价格与无铅汽油相当,但仍增加消费者负担。
3. CO和HC排放分别下降3.08%和13.04%,NOx排放与纯汽油相仿,总体有利于降低城市污染。
4. 可能对发动机橡胶件和金属件造成一定影响。
世界各国乙醇燃料应用情况:
美国、巴西、欧盟、日本、加拿大等国均积极推广乙醇燃料,以减少对石油的依赖。
例如,巴西禁止消费不含乙醇的汽油,甘蔗产量的43%用于生产燃料乙醇;美国已推广E10混合燃料,8%的玉米产量用于生产燃料乙醇。
我国乙醇燃料发展现状与挑战:
目前,我国在27个地市试点推广E10车用乙醇汽油。然而,由于粮食供应紧张,使用新粮生产乙醇的成本较高,且能源消耗较大,我国尚不具备大面积推广的条件,只能适度发展。
未来,应探索利用垃圾、下脚料或植物纤维等非粮原料提取乙醇,以解决原料问题。