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                “醇基燃料綜合應用技術”研發與產業化項目




                醇基燃料一般性的定義是以醇類( 甲醇、乙醇等)為主要原料,按特定工藝配方,經化學勾兌合成的一種液體燃料。它也是一種生物質能,和核能、太陽能、風力能、水力能一樣,是各國政府目前大力推廣的環保潔凈能源;面對石化能源的枯竭,醇基燃料是最有潛力的新型替代能源,深受各國企業組織的青睞。盡管目前各地對醇基燃料有不同的稱呼,如醇油、生物醇油、碳氫油、醇基液化氣、高效復合燃氣、納米醇基燃料等等,但究其本質均屬于醇基燃料。無論稱呼是什么,只要屬于醇基燃料產品,其各項性能指標就應符合現行國家標準 GB 16663-1996《醇基液體燃料》的有關要求,這是到目前為止,我國唯一一部專用于醇基燃料的國家標準,也是各類醇基燃料必須遵照執行的基本標準。 

                作為一種新型的替代燃料,甲醇燃料的技術性能具有很大的優勢。相比較汽油、柴油等化石燃料,甲醇的分子量小、結構簡單,且含氧量高達50%,有利于完全燃燒,燃燒后的產物大部分是水和少量的 CO2,CO、HC、NOX和顆粒物的排放量都較低;甲醇的沸點低,燃料霧化較好,也利于改善排放;甲醇著火界限在6.0%-36.5%之間,這個范圍要比汽油、柴油的寬,所以甲醇燃料可以燃燒的混合氣濃度范圍較大,有較大的自由度來選擇運行工況,利于減少排放和節約燃料;甲醇燃料的理論混合氣熱值接近于汽油和柴油,所以選用甲醇作為代用燃料對功率也不會有太大的影響。綜上可以看出甲醇作為代用燃料具有較好的技術性能,從技術性能方面來說,甲醇是一種十分有優勢的代用燃料。

                國外對甲醇燃料的研究主要集中于車用燃料領域,對甲醇燃料在民用燃料、鍋爐用燃料、發電用燃料、燃料電池等領域的研究尚少,處于起步階段。

                我國對甲醇燃料的研究應用也開始于上世紀70年代,主要是在車用甲醇燃料領域。目前,車用甲醇汽油和甲醇燃料技術已經相當成熟,國家工信部已在山西、陜西、甘肅、貴州和上海四省一市實施甲醇燃料汽車試點運行項目。國內對甲醇柴油雙燃料進行研究的高校不多,主要是通過臺架試驗對甲醇柴油雙燃料發動機的燃燒和排放性能進行研究。長安大學是最早研究將甲醇燃料應用于柴油機上的高校之一,取得了柴油和甲醇的混合技術、柴油-甲醇雙燃料供給系統技術、甲醇柴油發動機排放控制技術等大量研究成果。吉林大學展開了以柴油引燃、甲醇作為主要燃料的雙噴射系統壓燃式發動機在不同負荷下的性能和排放試驗。試驗結果顯示:柴油引燃的壓燃式甲醇發動機與原柴油機相比,全負荷最大煙度降低了66%,整個負荷范圍內氮氧化物的排放降低了60%-70%。

                目前我國對民用燃料、鍋爐用燃料、發電用燃料等領域的甲醇燃料應用研究工作不足。我國的傅學政等人對于醇基燃料燃燒器提出了兩種不同的設計方案,都是先使醇基燃料汽化后再進行燃燒,熱效率不高,而且結構復雜。郭四虎等人發明了一種醇基燃料清潔汽化燃燒灶具,具有燃料汽化和燃燒一體化結構,可實現無鼓風完全汽化燃燒。甲醇燃料燃燒器的應用研究大多以小型的民用灶具和小型的鍋爐為主,在大型的電廠鍋爐和工業鍋爐上的應用還很少,主要是由于甲醇燃料燃燒器的燃燒技術還存在一些不足。雖然甲醇燃料在使用的過程當中出現了一些困難,但是我國的高校和有關科研機構一直沒有停止對甲醇燃料在各領域應用技術的研究。

                醇基燃料的政策環境:根據國家“有序發展煤基清潔燃料”的精神,“以優勢能源替代稀缺能源”的要求,陜西省決策咨詢委員會相繼提出“關于在我省全面推廣甲醇燃料使用的建議”(2012)、“關于“十三五”我省將現代煤化工作為戰略產業持續做大做強的建議”(陜咨字[2015]28號)。

                醇基燃料的應用前景

                1)從原料方面分析,醇基液體燃料以甲醇為主要原料,目前、全國每個地市都有甲醇企業,供應鏈完備,原料可以就地取得,且經濟成本很低,在市場長有很高的價格優勢。

                2)從投資方面分析,相比于汽柴油項目的投資動輒數百萬元,醇基液體燃料的投資很小,設備、工藝都比較簡單,對投資者的技術要求不是很高,是一個很不錯的投資項目。

                3)從環保方面分析,相對于汽柴油、化石燃料,醇基液體燃料是高清潔能源;從甲醇的生產原料來看,光合作用形成纖維物質,纖維水解生成甲醇,可以說實現了循環利用,同時也是循環能源。

                4)從市場方面分析,用途決定市場,醇基燃料可用于鍋爐燃燒供熱,飯店、酒店等廚房供熱,可以在大中城市供給工廠和飯店、酒店使用,隨著農村經濟的發展,在廣大的農村市場也具有巨大的發展潛力。

                鑒于以上四個方面的分析,醇基燃料具有巨大的發展前景,生命力很強,隨著技術的不斷進步,相關配套設施的完善,醇基燃料的發展前景會越來越好,也會產生巨大的經濟效益。

                我省是一個“富煤、缺油、少氣”的省份。以甲醇優勢能源替代油氣稀缺能源,是一項正確的選擇。以車用汽油為例,用2010年我省車用汽油210萬噸、柴油360萬噸作為底數算三筆大賬,推廣甲醇燃料替代的經濟和社會效益是十分顯著的:

                1. 如全面推廣使用M25車用甲醇燃料,則可年替代汽油柴油110萬噸;如全面推廣使用M85,則可年替代汽油柴油302.8萬噸。

                2. 在減少碳排放上,高比例甲醇車常規排放和汽油車相比,可減排10-50%。全面推行M25一年可減少CO2排放63.32萬噸;換作M85可減少CO2排放144.7萬噸。

                3. 在降低運輸成本上,以市價汽油9000/噸、柴油9200/噸、甲醇2650/噸計算,使用M25汽油、柴油一年將減少運輸成本92.2億元;使用M85將減少運輸成本313.7億元。

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