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十五部委联手推 乙醇汽油能“火”吗?
2017年09月14日 15:01 中国汽车报 张海天

  近日,国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部委联合印发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》。根据方案所提要求,到2020年,我国全国范围内将基本实现全覆盖使用车用乙醇汽油。到2025年,力争纤维素乙醇实现规模化生产,先进生物液体燃料技术、装备和产业整体达到国际领先水平,形成更加完善的市场化运行机制。

  将燃料乙醇以一定比例添加到汽油中,形成车用乙醇汽油。这种汽油可有效减少汽车尾气中的碳排放、细颗粒物排放以及其他有害物质的污染,根据十五部委的联合《实施方案》,我国将全面推广E10乙醇汽油,也就是在汽油调合组分油中加入10%的变性燃料乙醇调合而成的环保汽油。 

  作为一种可再生能源,燃料乙醇在石油资源不断减少的大背景下,成为国际上普遍公认可降低环境污染和取代石油燃料的新型能源。然而,燃料乙醇经过多年发展仍然有其使用局限性。据中国国家能源局2015年发布的数据,当年燃料乙醇的产量为250万吨,共调和E10乙醇汽油2500万吨,但与当年全国汽油总消费量相比,乙醇汽油仅占20%。另一方面,当吉利的甲醇汽车已经胸有成竹地在部分地区进行试点工作时,国内还没有进行过乙醇汽车(指使用单独研发发动机的乙醇汽车)的试点实验,是乙醇汽车相关技术不成熟,还是燃料乙醇产能有限?在乙醇的优劣势权衡之间,乙醇汽车及燃料乙醇的发展现状以及前景都面临着什么样的问题? 

  燃料乙醇的优势

  燃料乙醇由来已久,其最初大规模发展源自巴西,目的是为应对上世纪70年代中期以来几次世界大规模石油危机所带来的冲击,减少对石油进口的依赖。经过多年使用和论证,燃料乙醇在巴西的发展日渐成熟,优势也逐渐显现。 

  首先,燃料乙醇是优质的油品质量改良剂,可有效提升乙醇汽油的含氧量,使得燃料的燃烧更加充分。据目前汽车对乙醇汽油的使用方法主要分为两类,一种是使用传统的汽油发动机,燃料乙醇加入量为5~22%;另一种则是使用单独研发的发动机,燃料乙醇加入量为85~100%。据悉,当汽油中的乙醇添加量不超过15%时,对车辆的行驶性没有明显影响,但尾气中碳氢化合物、氮氧化物和一氧化碳含量明显降低。美国汽车/油料(AQIRP)的研究报告表明,使用含6%乙醇的加州新配方汽油,与常规汽油相比,碳氢化合物排放可降低5%,一氧化碳排放减少21~28%,氮氧化物排放减少7~16%,有毒气体排放降低9~32%。 

  此外,燃料乙醇作为汽油添加剂,可提高汽油的辛烷值(辛烷值是汽油在稀混合气情况下抗爆性的表示单位,辛烷值越高则抗爆性越好)。通常车用汽油的辛烷值一般要求为90、93和97,而高纯度燃料乙醇的辛烷值高达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。 

  乙醇汽车技术是否成熟?

  虽然燃料乙醇在使用方面有其优势,但当人们提到燃料乙醇时,首先想到的问题无外乎是使用的便利性、安全性以及对车辆耐久性的考验。 

  的确,由于早期材料和制造技术相对落后,乙醇又具有溶胀性、蒸发潜热高以及燃烧后产生水的特点,燃料乙醇在使用中存在诸多问题。据悉,溶胀性会加快橡胶部件,尤其是输油管路的老化,蒸发潜热高则意味着车辆在低温状态下难以启动,而乙醇燃烧后产生的乙酸会使发动机金属零部件生锈。另外,燃料乙醇在部分地区使用存在其他问题,“比如在东北地区的冬季,由于乙醇燃烧后所产生的水很短时间内在路面上就会结冰,造成大家产生抱怨。”天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室教授姚春德说。 

  “但这些问题已经基本得到了解决。”姚春德举例说,“自2000年国家实施乙醇汽油计划之后,目前车辆的相关密封部件都采用耐醇设计。而针对乙醇蒸发潜热高的问题,甲醇汽车以汽油辅助点燃的方式也可供乙醇汽车参考。” 

  据外交部相关报道,从1979年巴西成功研制出首辆完全用含水乙醇作燃料的乙醇汽车以来,经过多年技术改进,巴西生产的乙醇汽车的整体技术已相当成熟。目前,巴生产的轻型汽车在动力、功率、加速性能、装载量,行驶速度、一次加乙醇续驶里程等方面已基本达到同类传统汽油车水平。 

  为何在国内悄无声息?

  燃料乙醇的制造工艺已经成熟,乙醇汽车的生产难点也得到了解决,那么,国内关于乙醇汽车的发展为何从2000年左右便开始试点,而到现在却依然进展有限? 

  “这是由于中国与国外的情况不同。”姚春德对记者表示,燃料乙醇的生产主要依靠生物质能源,通过粮食发酵获得。巴西和美国是燃料乙醇产量和需求量最大的两个国家,其中,巴西制造燃料乙醇的原料主要来自于甘蔗,而美国主要依靠玉米。“无论是巴西的甘蔗还是美国的玉米,都是在保证国内食用需求的前提下,用多余的部分进行燃料乙醇的制造。”姚春德说,“目前,我国仍然需要进口一部分粮食来解决群众的基本饮食需求,还没有达到供大于求的水平,以粮食制造燃料乙醇显然不符合我国国情。”据姚春德介绍,国内乙醇制造业的主要原料原来以玉米等粮食原料为主,2006年以来为保证国家粮食安全,政府开始限制粮食制乙醇的盲目发展,并鼓励用非粮作物原料制造乙醇。 

  可用于生产乙醇的非粮作物包括甜高粱,木薯,甘蔗,秸秆,废弃木料以及某些城市垃圾。中国目前主要集中于秸秆炼制燃料乙醇的项目上,但秸秆中的有用成分是纤维素,纤维素制乙醇工业化难度较大,所以一直未能推广。另有调查数据显示,中美燃料乙醇的生产效率上也有较大差距,目前中国生产1吨乙醇需要3~3.1吨玉米和消耗12吨水,而美国只要2.8吨玉米和消耗1.8吨水,这无疑增加了生产成本,且中国乙醇生产的污染物排放也比美国严重得多。 

  那么,既然车用甲醇燃料可以通过劣质煤制取,燃料乙醇是否可以绕过生物质能源,通过与甲醇类似的方法获得?“从劣质煤当中可以制得乙醇,但反应的第一步还是先获得甲醇。”姚春德表示,通过劣质煤制乙醇的关键问题在与先要制得甲醇,进而获得乙醇,这种做法无异于画蛇添足。 

  据了解,2002年开始,为刺激陈化粮消耗,国家对燃料乙醇行业给予了原料、税收、补贴等多项优惠政策来促进产业发展:包括对四家定点企业免征5%的消费税,对生产燃料乙醇的增值税实行先征后返,以低于市场的价格调配原料并实行补贴等。2005年后,陈化粮库存基本用完,且玉米、小麦等原料价格猛涨,补贴力度逐渐收弱,补贴方式也改为定额补贴。2012年对粮食乙醇的补贴标准进一步下调为500元/吨。2013~2015年,中央财政对已核准项目以粮食为原料的生物燃料乙醇继续给予补贴,但补贴标准逐年下降:2013年300元/吨、2014年200元/吨、2015年100元/吨。 

  “随着近两年对粮食收购政策的改变,陈化粮的问题再一次显现出来。”姚春德认为,这为国家再次启动燃料乙醇战略发展提供了必要性和优越条件,但从规模来看,燃料乙醇短期内的发展将基本保持平稳水平。而在乙醇汽车方面,由于燃料乙醇产量十分有限,所以单独开发乙醇汽车的可能性也并不大。

  编辑:李大鹏 王砚殊 

责任编辑:王砚殊
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