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甲醇能够成为汽车首要替代燃料吗?

浏览次数: 日期:2011年11月8日 16:22

随着未来运输的方法发展以及汽车生产商不断宣布新的理念以及新的汽车,电动汽车正在稳步前进。然而,关于投资规模的疑问仍然存在,要使电动汽车成为主流的话,电池价格要降低,需要处理一般人对电动汽车的恐惧,还要引入全新的充电设施。

 

    因为上述原因,许多批评人士仍然希望寻找一种能替代汽油的燃料,让我们继续用传统的方式驱动我们的汽车。虽然乙醇作为替代燃料出现了(乙醇具有一定的能源密度并且易于操作),麻省理工学院等离子体科学以及聚变研究中心的Leslie Bromberg以及Sloan汽车实验室的Wai K Cheng最近在一篇白皮书建议:甲醇是一直都被忽视的作为运输工具的替代燃料。

 

    甲醇燃料能够成功吗?

 

    虽然甲醇是大规模的工业产品,但还没有成为一个主要的运输燃料。用天然气以及煤生产进行大规模生产甲醇已经非常成熟,已经有很经济的业绩记录,尤其是采用热化学过程。

 

    甲醇有很多属性使其用于交通非常有吸引力。例如,甲醇是液体,能轻易地与汽油、乙醇混合,用于现有的汽车技术仅需很小的额外成本。

 


    甲醇作为高辛烷值燃料,该燃料具有的燃烧特性是针对甲醇燃料允许发动机作特别设计以提供与领先柴油发动机相同的效率,同时与环境性能相匹配。甲醇还相对安全,能够快速被生物降解,其毒性可与汽油相当。

 

    综上,甲醇是较汽油更为绿色的选择,尤其是用生物质生产的甲醇。同时,用天然气生产甲醇,产生的CO2不会比传统汽油更多,在甲醇生产过程中温室气体减排任务很容易达到。Bromberg 和 Cheng在文中写道,甲醇可以由天然气以非常简单的方式生产,这样大规模的产量、加注设施以及汽车都可以开发出来,该系统可以转换为可再生甲醇。

 

    甲醇怎样用于现代汽车

 

    研究表明汽车燃烧85%的甲醇混合燃料,和汽油相同,实际上有的性能与单独燃烧汽油相当甚至超过汽油。

 

    然而在这篇报道里,Bromberg 和 Cheng建议要优化甲醇燃烧工艺还需要做更多工作,这是他们所说的“出色”。

 

    有一种可能是采用直接注入酒精发动(DIAB)的双罐系统,因为直接注入甲醇,发动机容易爆震。这允许使用一个非常高的比力矩输出同时保持较低水平的排放量。这也使火花点燃发动机在高压缩比下工作成为可能,产生的扭力输出与高度涡轮增压的清洁柴油发动机相当。

 

    相类似的,在专门的酒精发动机中,甲醇可以提供与柴油相当或者高于柴油的应用。混合比很高,尤其在85%的甲醇,采用冷却废气在循环装置降低N2O排放,并减少吸入节流。

 

    甲醇作为替代燃料的特点是直接注射火花点燃重型发动机。一个小型的、4升大功率火花点火发动机由甲醇以及混合醇驱动可以有效地取代甚至高达11升的柴油。

 

    我们的结论:甲醇值得更多研究


    Bromberg 和 Cheng的研究报告并非第一次将甲醇列为潜在的运输燃料。经过调查,甲醇最早作为正式替代燃料始于随着加利福利亚州石油危机后几个项目的确立。从这点上,在汽油价格下降的时期里甲醇被引入,那时还没有真正的经济动机继续这些项目。就推广和政府刺激计划而言,甲醇也落后于以农作物为原料的乙醇。

 

    但是现在经济和环境状况意味着找到替代燃料方法的压力更为迫切。在这方面,甲醇有潜力大幅降低能源依赖并降低运输部门的环境影响。

 

    然而,阻碍甲醇大规模使用的障碍依然存在。例如,在美国没有足够的生物质来生产可再生甲醇用以替代运输燃料。相反,甲醇直接用于燃料电池意味着如果在未来20年里这项技术能够商业化,甲醇将发挥更重要的作用。


    现在,需要做更多的调查来看看在现在的条件下甲醇可以怎样来使用。相比其他选择这并非是一个解决方案,但是这个方案具有吸引力,可能是一个组合替代燃料的重要组成部分,该组合燃料可以最大限度地解决运输燃料的排放问题。

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