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1、1浅谈汽车代用燃料的开发和应用前景摘要随着社会不断发展，能源的缺乏已经成为一个困扰各国乃至全世界的问题，而汽车燃料的消费在其中占有了很大比例，因此汽车使用代用燃料已成为一个广受关注的发展方向。本文主要介绍了现有的各种类型的汽车代用燃料，以及各代用燃料在市场的使用现状，并对各代用燃料的来源特点排放污染状况作了初步的比较，结合我国现有的资源状况做出了一些分析和见解，探讨我国汽车代用燃料的发展方向，以及介绍了国外一些国家使用汽车代用燃料的经验及现状。随着燃料供需矛盾的逐步加大，燃料短缺的问题必将影响到各行各业，使用汽车代用燃料将是一个很好的探索，对其它能源消耗行业也是一种启示，这将为我国在社会主义经
2、济建设中铺平道路。2常规车用燃料（汽油、柴油、液化石油气）主要来自石油，石油是不可再生的资源。进入新世纪，对汽车的尾气排放提出了更高的限制要求，从而对汽、柴油质量也提出了越来越高的质量标准，在车用燃料环保、节能、高效的推动下，一些新型汽车代用燃料应运而生，研发和应用新型汽车代用燃料己成为发展新世纪清洁汽车燃料的一大热点。 已面世或开拓中的新型汽车代用燃料主要有：醇类（甲醇和乙醇） ，生物柴油，二甲醚，天然气合成油，以及燃料电池用氢气、甲醇和清洁汽油。以上各种代用燃料均处于不同的应用和发展阶段。关键词：待用燃料 氢气 乙醇 甲醇 天然气 液化石油气 二甲醚 燃料电池目录摘要 .2关键词 .2第
3、1 章 代用燃料的种类分析 .41.1.氢气(H 2) .41.2.甲醇 .41.3.天然气(ng) .41.4.液化石油气(lpg) .51.5.二甲醚 .531.6.燃料电池 .5第 2 章 各代用燃料的开发与使用前景 .52.1.氢气(H 2) .52.2.甲醇 .62.3.天然气(ng) .72.4. 液化石油气(lpg) .825.二甲醚 .102.6.燃料电池 .11结论 .15参考文献： .17致谢： .18第 1 章 代用燃料的种类分析1.1.氢气(H 2)H2主要用作宇宙飞船、航天飞机等尖端科技产品的燃料，现发展到应用在汽车上。燃氢发动机可在空气过量系数()较大的范围内稳定燃
4、烧，点火能量低，不到汽油最低点火能量的 1/10，且氢燃料的火焰传播速度快，低温下易起动。汽油车较易改成 H2车，其排放物主要是 H2o、n 2、o 2和少量 nox。主要缺点为沸点低(约-253)，H 2以液态方式储存时成本高，易受外部温度影响而蒸发，不适宜长期储存，还有爆炸、回火、早燃等问题尚待解决。若解决了成本及储存等问题，则有可能批量使用。41.2.甲醇甲醇是从天然气、石油和煤炭中提取的，其中一半以上来自天然气。甲醇具有高辛烷值、低发热量、低污染和无排烟等特点。甲醇燃烧完全，可减少 20%50%hc 的排放，设计先进的发动机可减少 90%，颗粒物及 nox 排放也很低。此外，其挥发性低
5、，加油和行驶过程中蒸发损失小。目前，商用甲醇主要为 m85(80%甲醇+15%汽油)和 m100，m100 性能优于m85，具有更大的环境优越性。甲醇毒性大，有腐蚀性，其生产过程是从能源的一种状态转换到另一种状态，能源利用率低。1.3.天然气(ng) ng 的主要成份是甲烷(一般为 83%99%)及少量烃类和 co2 等。ng 的使用形式主要有压缩天然气(cng，150mpa120mpa)、液化天然气(lng,-162)及能量密度很小的吸附天然气(ang)。ng 具有较高的辛烷值，与汽油相比，燃烧更完全。据美国 epa 报告，ng 汽车可以降低40%的 hc 排放，50%的 co 排放，无排烟
6、，而且排放的 hc 化合物 90%为甲烷类物质，光化学反应低，现有技术尚可进一步降低污染物的排放。完全符合各国有关的环境排放标准。ng汽车噪声小。lng 制造成本相对较高，其储存容器的绝热性(甲烷易蒸发，沸点-162)是制约其发展的重要原因之一。但 ng 一般比汽油、柴油价格低。1.4.液化石油气(lpg) lpg 的主要成份是丙烷及少量丁烷、乙烷和极少量戊烷。lpg 辛烷值较高，燃料费比液氢、酒精、汽油、柴油等便宜，co、nox 等气体排放量低于内燃机汽车，基本上不排黑烟和颗粒物(pm) ，且所排气体无臭味，发动机工作噪音低，完全能满足 2000 年对现代汽车的使用要求。有试验表明，在 90
7、km/h120km/h 行驶状态下，能量消耗下降了6%10%，hc 排气污染下降了 49%，co 排放量下降了 91%，nox 下降了 16%。1.5.二甲醚 二甲醚具有优良的燃烧性能，清洁，十六烷值高，动力性能好，污染少，稍加压即为5液体易于储存，作为车用替代燃料，具有天然气、甲醇、丙烷、丁烷、柴油等不可比拟的综合优势。常规的发动机代用燃料如 LPG、天然气、甲醇等的十六烷值都小于 10，只适用于点燃式发动机。二甲醚的十六烷值（5560）甚至高于柴油（4055），具有优良的压缩性，非常适合于压燃式发动机，是柴油发动机理想的替代燃料。使用二甲醚燃料，尾气无需催化转化处理，氮氧化物及黑烟微粒排放
8、就能满足美国加州燃料汽车超低排放尾气要求。丹麦托普索公司从环保角度进行了二甲醚燃料在中型汽车运行时的尾气排放试验，结果一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物含量与美国加州颁布的中小汽车尾气排放标性相比，分别低 55%、83% 、4% 。说明使用二甲醚作汽车燃料，废气污染明显低于目前的优质汽油。日本采用 3600 毫升四缸 DI 柴油发动机进行的燃烧试验表明，烟炱排放为零，nox 极少。西安交通大学也进行了二甲醚作柴油代用燃料的发动机试验研究，使用二甲醚可使发动机功率提高 10%15%，热效率提高 2%3%，噪音降低 10%15%，可达到欧洲级排放标准。1.6.燃料电池 国际能源界预测，本世纪氢能将得到
9、广泛应用，而燃料电池将成为利用氢能的重要途径。燃料电池将是继水力、火力、核能之后的第 4 代发电装置及替代内燃机的动力装置。燃料电池作为能源利用的新技术，具备高效、洁净等优点，己成为当今世界能源领域的开发热点。 第 2 章 各代用燃料的开发与使用前景2.1.氢气(H 2) 用氢气做燃料，优点很多：一是干净。氢气燃烧后的产物是水，不像煤、石油、天然气那样，燃烧以后会生成一氧化碳、二氧化硫、碳氢化合物以及颗粒粉尘等空气污染物。二是发热量高。液态氢的发热量相当于同质量喷气发动机优质燃料油的 2.5 倍。因此用液氢作燃料，能使飞机飞得更快、更远。现在，人们已经用液氢做推进剂，驱动巨大的火箭飞向太空。三
10、是储运方便。既能像天然气、煤气那样，以管道输送，也能以液态贮存于钢罐中。四是用氢气做燃料不需对现有的动力设备进行根本的改造就可以使用。6五是原料来源丰富。辽阔的海洋可以说是氢的巨大仓库，从海水制氢，原料来源极为丰富。氢气燃烧又还原为水，如此循环往复，可以说氢能取之不尽，用之不竭。由于氢能具备这些优点，因而被认为是世界性的最适宜的标准能源，目前世界各国都在致力于它的开发和研究。水在电流作用下是容易分解的，能不能用电解水的方法来获得大量的氢呢？这种想法有一定道理，不过，用一般的电解方法从水中制氢，耗电量太大，成本太高。现在，国外已经研究出用高温电解水蒸气的方法制氢，比传统方法可节省 30%电能，这
11、种新技术可望有较大的发展前途。还有的国家用硫化镉从水中生产氢气，它从太阳光中吸收能量，将水分解。这种方法可能向 21 世纪提供用之不竭的氢能。氢能的利用也有许多技术需要进一步研究和解决。你在电视机的荧光屏上看到过发射火箭那样惊心动魄的场面吧？银白色的宇宙火箭，无比威严，像一支巨大的热水瓶，直指蓝天。火箭为什么要做得那么大，这跟所用的燃料 液态氢有关。氢的沸点很低，要使氢保持液态，必需有很低的温度，宇宙火箭之所以做得那么大，就是为了确保液氢所需的低温。氢气的着火点很低，静电火花就可以引起氢气的燃烧，甚至爆炸。因此，贮存氢气和使用氢气时，其安全问题也是一个难题。总的来说，尽管氢能的获得与利用在技术上还存在不少问题，需要进一步研究和解决，但是目前氢能的利用已基本可行。世界制氢工业的发展，有可能提前改
