您现在的位置:首页 >> 行业资讯 >> 谢振华:甲醇作为车用燃料替代品四大挑战

谢振华:甲醇作为车用燃料替代品四大挑战

浏览次数: 日期:2011年11月8日 16:39

        2011年4月26-27日,2011(第八届)中国汽车发动机高层研讨会在上海成功召开。本届研讨会由中国汽车技术研究中心、上海国际汽车城(集团)有限公司主办,中国汽车工业信息网承办、并得到了上海国际汽车城开发服务有限公司、昆明云内动力股份有限公司、森萨塔电子技术(上海)有限公司的大力支持。研讨会继续围绕"技术引领发展"这一永久主题,并以"绿色·高效"为年度主题展开论述。下面是华谊集团上海焦化有限公司高级工程师谢振华的演讲。

 

  主持人:感谢朱总精彩报告,下面有请华谊集团上海焦化有限公司高级工程师谢振华先生演讲,他演讲的题目是甲醇燃料动力的技术特点及产业化应用挑战。

 

  谢振华:会议给我出了一个题目,分为两个部分,一是技术特点,二是产业化应用的问题,我想在座的都是相关发动机的专家,有很多问题我就不展开了,中国油的情况,替代能源的意义,前面魏秘书长都说了很多。现在相对来说替代能源这块,我们觉得甲醇还是很有前景的,首先它的产能量从从去年研究开始已有3800多万吨,如果替代石油可以达到千万吨替代的水平,和其他替代能源相比可能最先做到最大份额,同时从国家政策层面来说,两个标准国家已经出台了,从行业导向角度来看,也是将甲醇作为车用燃料的替代。

 

  下面就把我们这几年相关工作做一个汇报。从我们研究内容角度来看,主要针对甲醇、汽油的混配,以及纯的甲醇怎么在发动机上的应用。其中纯的甲醇M100基本就是纯的一百,用纯的甲醇开车,现在这个车已经开发好了,华普已经可以量产。去年12月份工信部调研上海、山西、陕西以后定了在两省一市开展甲醇汽车的示范运行项目,今年按照计划在6月份开始示范,目前正在做准备工作。

 

  整个和华普汽车开发过程中间,我们分工燃料方面配合研究,对甲醇燃料的腐蚀、润滑的适用性做了改进,同时对甲醇加注等等系统怎么跟车用配套,做了技术的研发工作。从甲醇燃料的技术特点的角度来说,我们是这样认识的,作为一个车用燃料,我们从资源自身角度来说,甲醇可以用煤生产,也可以用天然气生产,目前这两个原料是生产使用的最多的,其实甲醇也可以用生物技术生产。未来能够实现的话,它也可以成为可再生能源,资源相对煤比石油要丰富的多,因此目前甲醇的价格也是要比石油要便宜的多。可以预计未来石油涨价,煤当然也要涨价,但是这两个资源的限制的情况,涨价的速度,我认为甲醇肯定比油会涨的慢一些。确实第一是资源本身,第二,经济性,由于资源支撑,还有我们使用过程中的方便便利,在现有的价格体系下面,甲醇和石油产品的价格差距空间还是很大。第三,它的排放,六七十年代从美国使用甲醇开始,他们开发研究了利用甲醇的排放要比石油好,所以定为甲醇是清洁能源,我们也会进一步的阐述这一块。第四,使用的方便性,甲醇在常温下就是一个液体燃料,甲醇可以在现有的加油站里面,如果某一个油品退出,这个就可以顶进去。这些都是使用甲醇的有利的地方。

 

  (PPT)这张表我给出甲醇和汽油燃料的比较,从质量角度来说,甲醇将近一半都是氧,它是含氧的原料,理论的计算下只要6.4,汽油14.6,一半都不到,作为含氧原料需要加入的空气帮助燃烧的空气来看就可以大幅度降低,因此空气中的氮气也大幅的降低,排气总量降低,氮气这部分带走的热量肯定也是降低的。我做了大概的估算,这块有4%到6%的热效率的提高。同时,甲醇的辛烷值比较高,比现有的油品都要高,它的发动机理论压缩比可以达到十四点几,也是相对比较高,压缩比的提高也可以使发动机的效率大幅度的提升,后面的实际运用的发动机数据说明这个问题,当然它有些缺点,它的热值比较低,热值低的结果在使用时候的必须有一个替代过程,使混合气的热值达到和原料油差不多的比重。

 

  这是华普车试验数据,这个车使用甲醇和使用汽油两种模式对比,动力性的甲醇比汽油略高一点,从加速也可以体现出来,从消耗原料来说,要多用的话达到1.6以下,按照百公里油耗,汽油消耗数和甲醇消耗数比达到1.6以下,前面讲了从热值的角度来说要2.2才能定义,现在用了1.6达到同样的效果,所以发动机的热效率提高很多,从节能角度来说,这块也提高了20%多。

 

  从排放角度来说,这是相关的数字,它的设计按照欧式的标准,现在用甲醇的话30%,它的排放指标也是达标的。2008年10月,上海焦化和天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室姚春德教授合作,进行了甲醇柴油组合燃烧技术应用试验。经过近半年的整车试验,改装的大型柴油机集卡,已经实际运行近2万多公里。甲醇替代柴油已达到40%左右。这是车的外形的情况,改装工程量不是很大,做了道路试验以后,上海市科委给我们做的鉴定。从发动机车的研发合作过程中,我们认为甲醇燃料和汽油柴油相比,一是它的润滑性能差一些,有一些部件的寿命会有一定的影响,我们在燃料中间又有润滑性能的添加剂,添加剂的重量很小的,确保不影响燃烧功放。

 

  甲醇原料方面的问题,我们做了检测,比如说有些在宁波甲醇燃料方面的检测,还有乌鲁木齐甲醇燃料的检测,通过分析的结果可以判断那些甲醇基本不是煤化工大型装置合成的甲醇,而是小公司一些废的甲醇经过简单的处理,其中杂质很多。所以我们在制定我们产品的标准,以及参与国家标准制定和参与上海市地方政策制定中间也作了依据,对于杂质的含量做了规定。甲醇的组分我们生产95.5%以上的含量,可能都要高于这个组分的含量,杂质占的分量更少,不像现在汽柴油多种组分调和出来的,我们甲醇是可以确保它的单一燃烧,燃烧控制的非常完善。

 

  从甲醇燃料来看,杂质抗腐蚀等方面都要做限制,甲醇燃料的腐蚀性大家都很担心的,我们做发动机零配件都做针对性的工作。单一我们做得图片试验,可以说单一的基础材料,其实单一甲醇的腐蚀很有限。我们在行业中间,以及我们一些标准工作过程中间,我们看到关于甲醇腐蚀性判定试验的方法其实还是有一些问题,往往需要很长的时间来验证腐蚀的情况,因此添加了腐蚀促进剂,使腐蚀加快,然后判定加进去的腐蚀抑制剂有效,这个试验方法值得来探讨,因为你是加了酸类加快腐蚀,所以这个研究方法也有问题。甲醇对单一或者不同的金属量变腐蚀的量非常低。

  总的来说,甲醇的腐蚀应该有,和汽油、柴油相比,要比它严重一些,但是并没有像大家认为通过加进促进剂以后的严重程度,其实不是这样。只要在泵上经过一些针对性的措施的话,我觉得甲醇的腐蚀问题是可以接受的。还有甲醇对一些密封、橡胶、塑料件这些的腐蚀客观上是存在的。针对性橡胶材料和塑料材料兼顾两头确实是有问题,通过做的工作,氟材料的橡胶就可以解决这个问题。

 

  所以问题是,如果有这样专用的发动机,专用车的话,可以用很少的成本来解决这些密封件的问题,如果还没有密封件生产的话,我觉得分门别类的关注一下,有的地方问题不大,还是能用。

 

  我们在混配汽油的研发也和上汽内燃机研究所试验过,也是按照发动机车整套的开发做,做完以后,M15甲醇汽油在车上可以用,在去年上半年技术工作差不多都做完了,包括发动机和车,还有各种添加剂筛选,这些都做完了,文字上也已经做完了,现在处于审核阶段,现在对甲醇的认识上还是差异很大,标准的出台还是要做一些调研理念上的工作。围绕这些发动机车做的工作,我们做技术的可以说还是可以用。包括去年上半年在通用现有装车的三个规格发动机也是完整的做了试验,包括结论也是现有的发动机和现有的车,问题都不是很大。对于多年以前老的车有没有问题的回答是,肯定会有一些问题。

 

  这是我们做的桑塔纳发动机的情况,M15的研究内容,我们焦化也承担过科技部863的产品,包括内燃机所的项目。

 

  从甲醇燃料性能角度来说它节能减排,在使用阶段完全可以达到甲醇燃料节能效果,按照理论热值、甲醇、汽油的比值约为:2.2,实际使用替代比约为1.6:1,按照等热值计算节能25%。

 

  技术难点,我们总结下来,低温启动困难,尾气排放,对汽油车来说启动、暖机阶段,非常归排放也有同样的难点,材料适应性,对某些金属、非技术的材料存在腐蚀、溶胀、甲醇汽油混用方式难度更大,另外燃烧行为的改变也应选择更合适的金属材料和结构,润滑系统也需要优化,系统规范的研发,需要发动机厂、整车厂参与产业化研发、现状较多仍是改装车。

 

  关于产业化挑战这块,从这三四个方面展开。

 

  与汽油相比完全可以接受的,要比汽油的安全好,上海已经在消防报批阶段得到了消防局的批准。

 

  关于甲醇的毒性,很多人认为甲醇很毒,其实甲醇的毒性和乙醇相比,我们从数据上来看是完全不一样的,大家喝酒,大家都知道,乙醇中毒每年也很多,按照科学的说法,我们国家对于职业性接触服务有分几个程度,高度、中度、轻度危害。从这些数据来看,毒性的50%实验动物死亡的摄入量数据来看,甲醇在轻度危害上和汽油一样。但是由于偶尔可以发生急性中毒的案例,5044国标中间在种类示范中间,甲醇在中度危害和汽油是同一个等级。从这张图可以看到,50%实验动物死亡甲醇和乙醇是互相交叉的,从这方面来讲是一个等级的,按照毒性更高的数据,每公斤体重的实验动物是5628毫克,就是5克多,按照这个数据推算到人体,75公斤的人可能喝甲醇在375克左右会死亡,乙醇按照7000多比较低的数据的话,可能在400多克会死亡,我们50度的喝两斤的人蛮少的吧。甲醇的安全事故中间并没有发生接触或者碰到甲醇死亡的案例,所以甲醇用于燃料的安全性不用担心。在百度上89年到2009年不完全统计,20年来13起假酒案中累计造成1006人中毒,死亡137人,41人致残,5人失明。如果乙醇是真的假,我想中毒死亡超过7个人肯定不得了。所以甲醇的毒性可能宣传上有一点夸张,我们真正用甲醇,或者大家将来用发动机、燃料,开发试验会用到甲醇,从这个地方来看有点夸大了。

 

  还有一点关于它的尾气,在网上大家可以查到常规和非常规的排放,其中对甲醇燃料来说它有排放,这个数据没有净化器。

 

  我们从排放角度来说,863项目清华专门做过,华普的车也是委托上海检测中心反复做甲醇的排放,数据表明有相应的技术支撑,所以不会有甲醇排放量超标的问题。

 

  我觉得从甲醇燃料产业化应用方面,第四个挑战是正常的事情,现在工信部了解了,现在也是积极的支持,从发改委的角度来说还是需要进一步做工作。现在几大石油公司,垄断地位,老百姓都议论很多的,但是从政府供应燃料市场的稳定性,可控性角度来说政府也有他的考虑,这是可以理解的。

 

  希望我们做技术的,包括在座的这些专家,行业中间的骨干力量一起把这个市场做大,把这个技术做完善,份额做大,等到它真正做大的时候,自然就水到渠成。

所属类别: 行业资讯

该资讯的关键词为: