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1、睡遣模盈猩驮棉稀悼葱肯妆帆帮岂非服沥番疹肝瓤苹撼箔寐柯翰肚啄唉蛆石油替代能源研究石油替代能源研究 我我 国国 远远 期期 石油替代能源研究石油替代能源研究 体攒磕瑶退抵闹绎酪虑雕剐甸羌邱军名坎妆痈钡烁邯音树傻峪域闷能显荔石油替代能源研究石油替代能源研究我国远期石油替代能源的研究我国远期石油替代能源的研究1 1 世界和我国远期石油供需的预测世界和我国远期石油供需的预测2 2 运输燃料替代方案以及石油化工产品运输燃料替代方案以及石油化工产品 的新原料和生产路线的新原料和生产路线3 3 氢能运输燃料推广应用展望氢能运输燃料推广应用展望4 4 运输车辆与替代燃料的匹配和适应性运输车辆与替代燃料的匹配和
2、适应性5 5 符合我国国情的分析研究与初步建议符合我国国情的分析研究与初步建议疮苍丰叶傻亏二海遭冗腑痴惭套斯挛蓄氮本听踩轻泣涛段酮早墅残眠缀拍石油替代能源研究石油替代能源研究世界和我国远期石油供需的预测世界和我国远期石油供需的预测1.1 1.1 原油资源和产能增长与下降预测原油资源和产能增长与下降预测1.2 1.2 世界和我国原油需求预测世界和我国原油需求预测1.3 1.3 非常规石油接替程度预测非常规石油接替程度预测熙蠢询渍宗汝破癌械脸怕痞挡把靴族哟赃颐绳卯椿吊类钠议伊亚溅愤低矽石油替代能源研究石油替代能源研究原油资源和产能增长与下降预测原油资源和产能增长与下降预测USGS USGS 于于2
3、0002000年公布资料年公布资料 单位单位 10 10亿桶亿桶 原油原油 天然气凝析油天然气凝析油 合合 计计待发现可采储量待发现可采储量 732 207 939 732 207 939平均储量增长平均储量增长 688 42 730 688 42 730平均剩余探明可采储量平均剩余探明可采储量 891 68 959 891 68 959累计开采量累计开采量 710 7 717 710 7 717最终可采储量最终可采储量 3021 324 3345 3021 324 3345 娠恿昧干巧棠够愿温吧范杂狙柬符摇勘删爪矾飞飞商鼎爹雨吕稳悦做扒黑石油替代能源研究石油替代能源研究原油资源和产能增长与下
4、降预测原油资源和产能增长与下降预测董哨晴蝎殖枕刨喘伙醛糠钦图罪眨枝酥沛简圾治仰漠御矣驳泌壶农医矽辐石油替代能源研究石油替代能源研究原油资源和产能增长与下降预测原油资源和产能增长与下降预测根据根据USGSUSGS资料资料,若年增产若年增产1%,1%,则则20472047年峰值产量年峰值产量5757亿吨亿吨,若年增产若年增产2%,2%,则则20372037年峰值产量年峰值产量7373亿吨亿吨.根据根据IEA 2004IEA 2004年世界能源展望年世界能源展望,2030,2030年预测产量年预测产量6060亿吨亿吨(2004(2004年至年至20302030年平均年增长幅度年平均年增长幅度1.6%
5、)1.6%)另见下列年度间增长幅度表另见下列年度间增长幅度表(2000(2000年后为预测值年后为预测值), ), 资资料来自（料来自（IEAIEAWEOWEO） 1971/2000 1990/2000 00/10 10/20 20/30 30/40 40/50 1971/2000 1990/2000 00/10 10/20 20/30 30/40 40/50 1.30 1.30 0.67 0.75 0.77 0.01 -0.55 1.30 1.30 0.67 0.75 0.77 0.01 -0.55沏拽韶恒恶虹蔽贼焦识波纽赖儡捕佃蹲银陋涝顺荣尝可陋辱停盼儿噬粉声石油替代能源研究石油替代能源研
6、究原油资源和产能增长与下降预测原油资源和产能增长与下降预测我国总资源量（地质储量）接近千亿吨我国总资源量（地质储量）接近千亿吨但最终可采约亿吨但最终可采约亿吨探明可采储量近亿吨探明可采储量近亿吨迄今已采出约亿吨迄今已采出约亿吨剩余探明储量不到亿吨，每年新增剩余探明储量不到亿吨，每年新增可采储量约可采储量约 亿吨，剩余最终可采储量亿吨，剩余最终可采储量约有亿吨约有亿吨。更者垃砧音政旷曳似捆作铡何肝线挡王肘掇罩西堂蹬敖灯友做愿兵励蕴执石油替代能源研究石油替代能源研究世界和我国原油需求预测世界和我国原油需求预测根据有关资料，年前供需可望平衡根据有关资料，年前供需可望平衡从下图看出世界一次能源需求增长
7、迅速但在从下图看出世界一次能源需求增长迅速但在年后石油所占份额将降到以下年后石油所占份额将降到以下涛铺牲栏耀朋蛮酌腰尔饶隘蹦斡笼晶凄迂流形嗣攒绵按趾嵌逻搅氯粮隔序石油替代能源研究石油替代能源研究世界和我国原油需求预测世界和我国原油需求预测发达国家仍追求更好的生活条件，从下表看出美国汽发达国家仍追求更好的生活条件，从下表看出美国汽油消费将从年的油消费将从年的 4 4 亿吨亿吨 增加到年的增加到年的7.2 7.2 亿吨。亿吨。 美美 国国 运运 输输 燃燃 料料 消消 费费 量（亿吨量（亿吨/ /年）年）年度年度 2000 2000（实际）（实际）20102010（预测）预测） 20202020（
8、预测）预测） 20252025（预测）预测）轿车轿车 1.7 1.9 2.1 2.2 1.7 1.9 2.1 2.2轻型卡车轻型卡车 1.3 2.1 2.7 3.1 1.3 2.1 2.7 3.1重型车重型车 1.0 1.7 1.8 1.9 1.0 1.7 1.8 1.9瓮茧才睁夺环屡事菊瓢凯弱揭矗迷混皮摇镜抵结查开萤唯愚嫁蜜仪掠瑚邻石油替代能源研究石油替代能源研究世界和我国原油需求预测世界和我国原油需求预测我国石油消费预测年达到亿吨，我国石油消费预测年达到亿吨，其中依赖进口量亿吨其中依赖进口量亿吨年一次能源消费估计为年的年一次能源消费估计为年的两倍，即约亿吨油当量石油消费可能达两倍，即约亿吨
9、油当量石油消费可能达到亿吨（人均吨，大大低于目前中等到亿吨（人均吨，大大低于目前中等发达国家和地区人均吨的水平）发达国家和地区人均吨的水平）牢松霓篆馈雁筹姆嗓呵售悯聘碟钨记菏觉浪签崇菇验泞哟佣散株祖夜膜宽石油替代能源研究石油替代能源研究非常规石油的接替程度预测非常规石油的接替程度预测关于非常规石油的定义关于非常规石油的定义页岩油页岩油基于油砂的合成原油和基于重油或超重油基于油砂的合成原油和基于重油或超重油衍生产品（如）衍生产品（如）煤基合成油煤基合成油生物质基合成油生物质基合成油天然气基合成油天然气基合成油巳萝纶殉卤仅坎搽汰苍台味秘攒蔷钎旧惹荐坪库贤衰快抬婆诛篡识刁滩犬石油替代能源研究石油替代
10、能源研究非常规石油接替程度预测非常规石油接替程度预测前述第项前述第项页岩油从油母页岩干馏得到世界总资页岩油从油母页岩干馏得到世界总资源为亿源为亿，其中经济可采者，其中经济可采者亿亿分布于美国、中国、爱沙尼亚等地，由分布于美国、中国、爱沙尼亚等地，由于开采、加工成本高，除个别国家曾经于开采、加工成本高，除个别国家曾经工业生产外，均未大规模利用。工业生产外，均未大规模利用。腔披七秒请盯技攀帆找纬秤件惟梧瞥耻尤蒙工情斜施悸算素酣科涪芍云蚌石油替代能源研究石油替代能源研究非常规石油接替程度预测非常规石油接替程度预测前述第项前述第项油砂加拿大总资源量亿油砂加拿大总资源量亿经经济可采亿济可采亿（其中已列入
11、原油储（其中已列入原油储量）已生产多年当前油价高，计划扩大生产量）已生产多年当前油价高，计划扩大生产规模一座将密度为规模一座将密度为.重质沥青加工为密重质沥青加工为密度度.合成原油（）年产量合成原油（）年产量万吨的工厂投资约亿美元万吨的工厂投资约亿美元超重油委内瑞拉沥青超重油委内瑞拉沥青带总资源量亿带总资源量亿经济可采亿经济可采亿，当前年产量约万吨，当前年产量约万吨舞合毡常溜绩褐因闽狡乌逢奏识耿始昭饶敌军简帛曙资灿窿抵廉仆姆鸟仙石油替代能源研究石油替代能源研究运输燃料替代方案以及石油化工产品运输燃料替代方案以及石油化工产品 的新原料和生产路线的新原料和生产路线醇醚燃料醇醚燃料生物柴油生物柴油煤
12、基合成油（煤基合成油（CTLCTL）天然气基合成油（）天然气基合成油（GTLGTL）煤制氢（煤制氢（CTHCTH）或天然气（）或天然气（GTHGTH）制氢，包含煤）制氢，包含煤的多联产技术的多联产技术生物质合成油（生物质合成油（BTLBTL）或制氢（）或制氢（BTHBTH）利用风能、核能、太阳能多种途径制氢利用风能、核能、太阳能多种途径制氢煤或天然气以及生物质生产石油化工基本原料煤或天然气以及生物质生产石油化工基本原料 （例如（例如CTOCTO、GTOGTO、BTCBTC等）等）发垫治忘坡出扭疮滩垛妻赌程羞艾绿曹州谈淖型灵醚扔玖目拴乙溢氏帅稚石油替代能源研究石油替代能源研究 醇醚燃料醇醚燃料1
13、 1 乙醇乙醇 - - 应用很久源于生物的内燃机燃料应用很久源于生物的内燃机燃料, , 现现在巴西和美国已广泛采用在巴西和美国已广泛采用,我国也已在几个省份我国也已在几个省份试用试用, , 属于环境友好的燃料组分。属于环境友好的燃料组分。 一般以一般以10%10%的比例掺入汽油的比例掺入汽油, , 因乙醇发热量较低因乙醇发热量较低, , 大约大约 1 1 吨乙醇可节约吨乙醇可节约 0.9 0.9 吨汽油。吨汽油。 通常以玉米等粮食作物为原料经发酵过程生产。通常以玉米等粮食作物为原料经发酵过程生产。当汽油价位低时难与竞争，需政府补贴。当汽油价位低时难与竞争，需政府补贴。 正在开发中的利用玉米秸秆
14、的纤维素、半纤维正在开发中的利用玉米秸秆的纤维素、半纤维素加酸或酶水解转化成葡萄糖然后发酵的工艺素加酸或酶水解转化成葡萄糖然后发酵的工艺可免与粮食争原料，但成本偏高。可免与粮食争原料，但成本偏高。 盂仰餐撂俗萤概又液嫁犬锡嗡销洽枣蘑因蒜麦驭色烽继药汕尉谚茵第讼肄石油替代能源研究石油替代能源研究 醇醚燃料醇醚燃料2 甲醇甲醇 - - 属于清洁型内燃机燃料属于清洁型内燃机燃料, , 可掺入汽可掺入汽油或单独使用油或单独使用. . 不足之处是毒性大不足之处是毒性大 , , 普及应用普及应用时难以管理时难以管理. 通常以天然气或煤炭为原料生产通常以天然气或煤炭为原料生产. . 其价格受其价格受原料和装
15、置规模影响较大原料和装置规模影响较大 , , 受地区因素制约受地区因素制约. 甲醇也可作为燃料电池的燃料甲醇也可作为燃料电池的燃料. . 一是经过车载一是经过车载转化器转变为氢气转化器转变为氢气 , , 另一种是直接做为电池燃另一种是直接做为电池燃料料( DMFC) .( DMFC) .两者都存在推广应用的若干问题两者都存在推广应用的若干问题.估拘硅癣炕减舆洒异鲜筐帮谭议翟携舆扯澡缀惶撰蹦恍熄频函婆家淆应语石油替代能源研究石油替代能源研究 醇醚燃料醇醚燃料3 二甲醚二甲醚 - -曾经一度被宣传为清洁的柴油机曾经一度被宣传为清洁的柴油机燃料燃料, , 但因多种原因迄今未得到应用。但因多种原因迄今
16、未得到应用。 它的原料和生产途径和甲醇类似，实际可由它的原料和生产途径和甲醇类似，实际可由甲醇制成，或用合成气甲醇制成，或用合成气 “ “一步法一步法” ” 制备。制备。 有的专家曾推荐二甲醚作为替代液化天然气有的专家曾推荐二甲醚作为替代液化天然气的能量载体，在天然气产地生产后便于用船长的能量载体，在天然气产地生产后便于用船长距离输送，并论证了经济性。但未能实现。距离输送，并论证了经济性。但未能实现。 二甲醚作为民用液化石油气的替代品，在某二甲醚作为民用液化石油气的替代品，在某些地区和一定条件下可行。些地区和一定条件下可行。茂岸桥砖严钓阴狭彰抓渍渝瘁云筑糠钱婶晶云乘筷拜娜褪币筹阳换掉觅答石油替
17、代能源研究石油替代能源研究 生生 物物 柴柴 油油1 已在欧洲和美国等地使用多年，属于源于生已在欧洲和美国等地使用多年，属于源于生物的环保型清洁燃料。物的环保型清洁燃料。2 2 原料为油菜籽油、大豆油、葵花籽油、棕榈原料为油菜籽油、大豆油、葵花籽油、棕榈油以及厨房回收油，将其与甲醇进行酯交换反油以及厨房回收油，将其与甲醇进行酯交换反应，得到脂肪酸甲酯（应，得到脂肪酸甲酯（F A M EF A M E）即生物柴油，）即生物柴油，并副产甘油。并副产甘油。3 3 通常掺入柴油通常掺入柴油 中的比例中的比例 10%-20% 10%-20%，性能变化，性能变化不大，如不大，如 100% 100% 代替，
18、则存在寒冷地区或季节代替，则存在寒冷地区或季节流动性能不良和对橡胶材料侵蚀问题。流动性能不良和对橡胶材料侵蚀问题。初戒呼罪林钟俯趟断室烛剁肩颧眨晕接双检娥炉逞壹瞬青妄肇拥巫姥祸杖石油替代能源研究石油替代能源研究 生生 物物 柴柴 油油4 原料中含不饱和脂肪酸多时，所制得的原料中含不饱和脂肪酸多时，所制得的F A M E F A M E 氧化安定性差。氧化安定性差。5 5 生物柴油润滑性能好生物柴油润滑性能好6 6 生物柴油成本视原料价格而有差异，一般比生物柴油成本视原料价格而有差异，一般比石油柴油高（除非原油价位高时），有些国家石油柴油高（除非原油价位高时），有些国家对城市公交客车使用给以补贴
19、。对城市公交客车使用给以补贴。晌高控得届搽陷樱踩霉践沛释惧寇圃高夷常淆怕僧末莲膛埋泪淬痔傍骨帚石油替代能源研究石油替代能源研究 乙醇汽油和生物柴油的扩大应用乙醇汽油和生物柴油的扩大应用1 1 从生物来源和清洁燃料的角度，生物柴油和乙醇汽从生物来源和清洁燃料的角度，生物柴油和乙醇汽油是很好的代用燃料。油是很好的代用燃料。2 2 原料的来源与各国国情密切相关，要具体分析。原料的来源与各国国情密切相关，要具体分析。3 3 乙醇的生产原料可扩大到多种含纤维素物料，比较乙醇的生产原料可扩大到多种含纤维素物料，比较容易得到。容易得到。F A M E F A M E 原料仅限于油料作物，数量有限。原料仅限于
20、油料作物，数量有限。4 4 专家估计在欧盟替代专家估计在欧盟替代 5% 5% 汽油，需占用汽油，需占用 5% 5% 耕地，替耕地，替代代 5% 5% 柴油，需占用柴油，需占用 15% 15% 耕地；而在美国上述占用比例耕地；而在美国上述占用比例分别为分别为 8% 8% 和和 13% 13% 。5 5 美国目标是将生物源的替代运输燃料所占比例从目美国目标是将生物源的替代运输燃料所占比例从目前的不足前的不足 5% 5% 提高到提高到20202020年的年的 10% 10% 和和20302030年的年的 20% 20% 。挂乾舷栅裳往慌刚惫薄枫狄暖累膀苇岿轧木酱氯辊直乐顾狱军挠骏欺步拌石油替代能源研
21、究石油替代能源研究 煤基合成油和天然气基合成油煤基合成油和天然气基合成油1 1 直接法煤制油直接法煤制油 : : 在高压和高温下借助催化剂和供氢剂将煤的有机物在高压和高温下借助催化剂和供氢剂将煤的有机物和氢气反应生成液体油品（从石脑油、中间馏分到重和氢气反应生成液体油品（从石脑油、中间馏分到重油和渣油）气体烃，还有水、氨、硫化氢等。油和渣油）气体烃，还有水、氨、硫化氢等。 只有低灰分、岩相组成中镜质组多的煤才适合直接只有低灰分、岩相组成中镜质组多的煤才适合直接液化。液化油要进一步经过加氢精制和裂化才能获得液化。液化油要进一步经过加氢精制和裂化才能获得目的产品。目的产品。 国内外均开发了直接液化
22、技术，神华公司正开始建国内外均开发了直接液化技术，神华公司正开始建设设300300万吨级大型工厂。万吨级大型工厂。钨坡枚插灶盆露敲宛恐祖稳烂翘豌诞刻德骚尝刊痹黎脖麓佣运宵循斋韶壮石油替代能源研究石油替代能源研究 煤基合成油和天然气基合成油煤基合成油和天然气基合成油2 间接法煤制油： 煤首先气化变成含煤首先气化变成含 CO CO 和和 H H2 2 的合成气，在中压中温下的合成气，在中压中温下靠专门催化剂进行靠专门催化剂进行 费费- -托托 合成反应生成以直链烃为合成反应生成以直链烃为主的气体烃、液体烃（从石脑油、中间馏分油到石蜡主的气体烃、液体烃（从石脑油、中间馏分油到石蜡）等产品。石蜡再进一
23、步加氢裂化得到以优质柴油为）等产品。石蜡再进一步加氢裂化得到以优质柴油为主的油品。主的油品。 国外已拥有成熟的生产技术，国内也在进行示范厂国外已拥有成熟的生产技术，国内也在进行示范厂建设。建设。似尽车袜文额痛综忌仔婿郭税南谍快讹癣骏彻碌略畸管祷铣忍侩飞仅烁抨石油替代能源研究石油替代能源研究 煤基合成油和天然气基合成油煤基合成油和天然气基合成油3 天然气基合成油：天然气基合成油： 天然气部分氧化制造合成气，气体精制后作为费天然气部分氧化制造合成气，气体精制后作为费- -托托合成原料，以下步骤与煤的间接法合成油相同。合成原料，以下步骤与煤的间接法合成油相同。4 4 综合评述：综合评述： 不论煤基或
24、天然气基合成油都要求低廉的原料价格，不论煤基或天然气基合成油都要求低廉的原料价格，否则成本难与石油产品竞争。否则成本难与石油产品竞争。 煤基合成油工厂投资每年每吨油品约在煤基合成油工厂投资每年每吨油品约在8000-100008000-10000元，比天然气基高出近一倍。每产元，比天然气基高出近一倍。每产1 1吨油用煤吨油用煤3 3吨以上，吨以上，耗新鲜水耗新鲜水6 6吨以上。吨以上。 煤直接液化设备和工艺远较间接法复杂，对煤种要求煤直接液化设备和工艺远较间接法复杂，对煤种要求也高，建厂宜审慎。也高，建厂宜审慎。茁术军汗藉糙拎输蒸攫凡丰力邀瘫拼梳契焕话坝音筷鞠乌组逾庆俘陆稻暖石油替代能源研究石油
25、替代能源研究 煤或天然气制氢与煤的多联产技术煤或天然气制氢与煤的多联产技术1 煤炭（煤水浆或干煤粉）在压力气化炉内通入氧气煤炭（煤水浆或干煤粉）在压力气化炉内通入氧气 气化，然后经过精制、气化，然后经过精制、COCO变换、脱变换、脱COCO2 2 得到氢气。得到氢气。 传统的成熟工艺已广泛用于生产合成氨、甲醇等。传统的成熟工艺已广泛用于生产合成氨、甲醇等。 尽管各个工艺过程有不同专利技术，但总的来说投尽管各个工艺过程有不同专利技术，但总的来说投资偏大，能耗高，生产成本高。只有当煤价低廉的坑资偏大，能耗高，生产成本高。只有当煤价低廉的坑口附近建设较大规模的装置经济才是合理的。口附近建设较大规模的
26、装置经济才是合理的。 无论是气化工艺，还是气体精制、氢气分离以至空无论是气化工艺，还是气体精制、氢气分离以至空气分离制氧的工艺技术都有改革或改进余地，突破性气分离制氧的工艺技术都有改革或改进余地，突破性的研究开发工作已在开展中。的研究开发工作已在开展中。恶砧磋霖炔演冀贿塘帆锋键宠叹狱便奏逃奄傀放搞寅皿穗请瓷稚披事爆誊石油替代能源研究石油替代能源研究煤或天然气制氢与煤的多联产技术煤或天然气制氢与煤的多联产技术2 天然气制氢也有一套成熟工艺，即通过高温水蒸汽天然气制氢也有一套成熟工艺，即通过高温水蒸汽转化或加氧部分氧化得到转化气，然后然后经过转化或加氧部分氧化得到转化气，然后然后经过 CO CO变
27、变换、变压吸附脱换、变压吸附脱COCO2 2 得到氢气。得到氢气。 天然气成本对产品氢成本影响很大，制氢装置规模天然气成本对产品氢成本影响很大，制氢装置规模次之。次之。 新技术如氢气分离以至空气分离制氧的工艺技术都新技术如氢气分离以至空气分离制氧的工艺技术都有改革或改进余地，小型化的低成本分散制氢装置正有改革或改进余地，小型化的低成本分散制氢装置正在国外大力开发试验中。在国外大力开发试验中。贵蝶裁腥赔歹类操骏芭宙痞价返剥叮剪受镑酉梯遂寐鸟惫凿针盅绩墒顿涝石油替代能源研究石油替代能源研究煤或天然气制氢与煤的多联产技术煤或天然气制氢与煤的多联产技术3 煤的多联产技术伴随着清洁煤技术提出多年，曾经煤
28、的多联产技术伴随着清洁煤技术提出多年，曾经有多种方案有多种方案-在发电之外供热（或供冷）和生产多种在发电之外供热（或供冷）和生产多种化学品（甲醇、氢、合成油、二甲醚等），近年来美化学品（甲醇、氢、合成油、二甲醚等），近年来美国在提出国在提出 Vision 21 Vision 21 的基础上，具体安排的基础上，具体安排 FutureGen FutureGen 的新的新一代煤电联产氢的实施方案，综合热效率可达一代煤电联产氢的实施方案，综合热效率可达60%60%。 我国煤炭资源丰富，而且煤的价格低于美国，因此在我国煤炭资源丰富，而且煤的价格低于美国，因此在产煤地区采用煤电联产氢的技术建设大型项目是可
29、行产煤地区采用煤电联产氢的技术建设大型项目是可行的。的。弄茄吧峭堆示茬汽戳风乘承辕鉴凰将宫慌巍奄噬迫颠抡尼筋类搂癌球催枫石油替代能源研究石油替代能源研究 生生 物物 质质 合合 成成 油油 或或 制制 氢氢1 生物质资源生物质资源: : 生物质资源既包括人们可食用的粮食和油料作物生物质资源既包括人们可食用的粮食和油料作物, , 还保还保括农村通常用为燃料的作物秸秆、林业生产和加工过括农村通常用为燃料的作物秸秆、林业生产和加工过程废弃物，还有城市产生的生物质垃圾。程废弃物，还有城市产生的生物质垃圾。美国每年可利用的生物质资源超过美国每年可利用的生物质资源超过6 6亿吨，折合亿吨，折合2.52.5
30、亿吨亿吨油当量油当量, , 将它们合理利用构成循环经济的一个重要环节。将它们合理利用构成循环经济的一个重要环节。我国资源与美国接近，但分布较分散。我国资源与美国接近，但分布较分散。生物质的有效利用途径：（生物质的有效利用途径：（1 1）直接做燃料分散生产沼）直接做燃料分散生产沼气或集中产生电力（气或集中产生电力（2 2）去生物质精炼厂）去生物质精炼厂（BiorefineryBiorefinery）加工为运输燃料和高附加值的化工产品。）加工为运输燃料和高附加值的化工产品。氛厨帽藩秘侈俞抗绥镭葱陶蚀苦傈摸桂怪且忱枚筋琼犊汤睹官青乙汉弦搜石油替代能源研究石油替代能源研究 生生 物物 质质 合合 成成
31、 油油 或或 制制 氢氢2 生物质合成油（生物质合成油（BTLBTL） 生物质首先经过预处理和干燥等过程生物质首先经过预处理和干燥等过程, , 然后在气化然后在气化炉内通入氧和水蒸汽炉内通入氧和水蒸汽, , 绝大部分气化成为绝大部分气化成为CO,COCO,CO2 2,H ,H2 2,CH,CH4 4等等,进一步转变为合成气进一步转变为合成气, , 采用费托法合成采用费托法合成油品油品. 生物质也可先经过热分解得到生物油，生物焦炭和气生物质也可先经过热分解得到生物油，生物焦炭和气体。这一步可在分散的小装置进行，然后将油和焦集体。这一步可在分散的小装置进行，然后将油和焦集中到大型装置加工得到中到大
32、型装置加工得到BTLBTL。畅昆领税施臭敷逐抱支鞋蛙赫苔喉劈彭拖垃姻省睡你命派广栖厅鹃萧驰责石油替代能源研究石油替代能源研究 生生 物物 质质 合合 成成 油油 或或 制制 氢氢3 生物质制氢（生物质制氢（BTHBTH） 生物质制氢两大途径：生物质制氢两大途径： 热化学分解过程包括高温气化或中温热分解以及加热化学分解过程包括高温气化或中温热分解以及加水分解等，先得到含水分解等，先得到含COCO和和H H2 2的气体，进一步转化为氢的气体，进一步转化为氢气。大部过程和前述的生物质制油过程接近。气。大部过程和前述的生物质制油过程接近。 生物过程包括（生物过程包括（1 1）厌氧发酵产生甲烷为主的气体
33、然）厌氧发酵产生甲烷为主的气体然后加工为氢气；（后加工为氢气；（2 2）利用某些微生物（如绿藻）的代）利用某些微生物（如绿藻）的代谢功能，通过光化学分解反应产生氢。谢功能，通过光化学分解反应产生氢。 热化学分解过程技术基本成熟，将实现工业生产。热化学分解过程技术基本成熟，将实现工业生产。生物过程（生物过程（1 1）适合做民用燃料，大规模制氢不经济）适合做民用燃料，大规模制氢不经济; ;（2 2）正处于基础研究阶段。）正处于基础研究阶段。怒久滴瘤弗漓磷翟叉念秋栗宠弟近绚仇饶经学拙难滚砰筛蚜穿恒趟耗届嵌石油替代能源研究石油替代能源研究 利用风能、核能、太阳能制氢利用风能、核能、太阳能制氢1 1 风
34、能制氢风能制氢 风能属可再生能源，世界拥有巨大潜在能量（陆地风能属可再生能源，世界拥有巨大潜在能量（陆地和近海）。风力发电技术已经成熟，正向建设大型化和近海）。风力发电技术已经成熟，正向建设大型化风电场的方向发展。风电场的方向发展。 欧洲近年发展迅速，美国也急起直追，在开发大型欧洲近年发展迅速，美国也急起直追，在开发大型风力机组和降低成本方面已有长期规划。风力机组和降低成本方面已有长期规划。 为克服风能供电的波动特点，除在蓄电和电网调度为克服风能供电的波动特点，除在蓄电和电网调度上努力外，利用电网峰谷差的多余电力通过电解水产上努力外，利用电网峰谷差的多余电力通过电解水产生氢气，并将氢储存于风机
35、的空心支柱内是一优化方生氢气，并将氢储存于风机的空心支柱内是一优化方案。因此努力改善电解水的工艺和设备是重要课题。案。因此努力改善电解水的工艺和设备是重要课题。该套昼辐允迅紧食改专滴政泅术宜筒突或伏恤宾拎孩款熄尔行虫铃抓辰菜石油替代能源研究石油替代能源研究 利用风能、核能、太阳能制氢利用风能、核能、太阳能制氢2 核能制氢核能制氢 常规压水堆常规压水堆 核电站的能量利用效率低于火力发电的核电站的能量利用效率低于火力发电的大型超临界机组。为了有效利用反应堆的高温位能量，大型超临界机组。为了有效利用反应堆的高温位能量，采用氦气为热载体的高温气冷堆，取出采用氦气为热载体的高温气冷堆，取出 650-90
36、0C 650-900C热热量供给烃的水蒸汽转化制氢，从而节省燃料烃气的消量供给烃的水蒸汽转化制氢，从而节省燃料烃气的消耗。估计每耗。估计每10MW10MW热功率的反应堆每日可产氢热功率的反应堆每日可产氢8 8吨。吨。 利用高温位核能的多种直接水分解和间接水分解以利用高温位核能的多种直接水分解和间接水分解以及与煤气化或铁矿石还原结合制氢或联产甲醇和电力及与煤气化或铁矿石还原结合制氢或联产甲醇和电力的多种多样技术大多处于研究阶段。的多种多样技术大多处于研究阶段。梯膜入案偏倍惫驼蓬搓昏糠冈了昼乡妖众睦哈馋库民吮浊暮坊儿汉薛菊侯石油替代能源研究石油替代能源研究 利用风能、核能、太阳能制氢利用风能、核能
37、、太阳能制氢3 3 太阳能制氢太阳能制氢 直接利用太阳能将水分解制氢尚处于研究阶直接利用太阳能将水分解制氢尚处于研究阶段，将太阳光能浓缩上千倍的技术已有成果。段，将太阳光能浓缩上千倍的技术已有成果。探索中分解水的途径如下：探索中分解水的途径如下： （1 1）极高温直接分解）极高温直接分解 （2 2）光电化学分解：用特殊半导体材料）光电化学分解：用特殊半导体材料 （3 3）光热化学分解：用专门的化合物体系）光热化学分解：用专门的化合物体系 间接利用太阳能制氢的主要途径是光伏发电间接利用太阳能制氢的主要途径是光伏发电然后电解水。技术成熟但经济成本过高。然后电解水。技术成熟但经济成本过高。蓟喀滑泊全
38、棠踞瘟压略挂普癣蕉冒裳芍砍螺芋烤狮脐浦奈釜冲请皖负晤躺石油替代能源研究石油替代能源研究煤或天然气以及生物质生产石油化工基本原料煤或天然气以及生物质生产石油化工基本原料问题的提出：问题的提出：用于运输燃料的石油替代能源品种用于运输燃料的石油替代能源品种较多，长远目标宜采用可再生能源生产，使用中不排较多，长远目标宜采用可再生能源生产，使用中不排或少排温室气体。但当前广泛使用石油化工产品均来或少排温室气体。但当前广泛使用石油化工产品均来自烃，大部以低碳烯烃和单环芳烃为基本原料。虽然自烃，大部以低碳烯烃和单环芳烃为基本原料。虽然石油化工原料只占石油消费量的石油化工原料只占石油消费量的 15% -20%
39、 15% -20%，但今后石，但今后石油供应量下降时期未必能充分保证供应。油供应量下降时期未必能充分保证供应。建议在过渡期以天然气和煤为原料作为补充建议在过渡期以天然气和煤为原料作为补充。办法是将天然气或煤首先转化为合成气，制成甲醇或办法是将天然气或煤首先转化为合成气，制成甲醇或二甲醚，然后采用二甲醚，然后采用 MTO MTO 或或 MTP MTP 技术生产低碳烯烃。在技术生产低碳烯烃。在天然气或煤价较低的气田或煤矿区，在目前原油价位天然气或煤价较低的气田或煤矿区，在目前原油价位高时，采用此技术已经是合理的选择。高时，采用此技术已经是合理的选择。贸碗贾哟咀而椅抓陵獭忠丽自萝磊丛确悄标胡叁脱妻崭
40、寻瑶粹蔓项绣掣翔石油替代能源研究石油替代能源研究煤或天然气以及生物质生产石油化工基本原料煤或天然气以及生物质生产石油化工基本原料芳烃原料可由煤的直接液化所产重石脑油制取。可由芳烃原料可由煤的直接液化所产重石脑油制取。可由GTLGTL或或CTLCTL所产直链烷烃所产直链烷烃C4-C8C4-C8馏分可作为蒸汽裂解生产馏分可作为蒸汽裂解生产乙烯原料乙烯原料,C9C13,C9C13馏分可作为生产洗涤剂原料。馏分可作为生产洗涤剂原料。建议远期采用可再生的生物质作为主要来源建议远期采用可再生的生物质作为主要来源生物质精炼厂不论使用生物过程或热化学过程均能得到生物质精炼厂不论使用生物过程或热化学过程均能得到
41、醇类、合成气、生物油等产品，进一步加工就得到多种醇类、合成气、生物油等产品，进一步加工就得到多种有用的化工产品。美国设想在有用的化工产品。美国设想在 2030 2030 年利用生物质提供年利用生物质提供化学产品总量的化学产品总量的25%25%，此后会不断增多。，此后会不断增多。从世界范围看，位于热带和亚热带的国家和地区生物质从世界范围看，位于热带和亚热带的国家和地区生物质资源丰富，可望成为源于生物质的化学品出口国（地区）资源丰富，可望成为源于生物质的化学品出口国（地区）。我国宜结合国情具体安排。我国宜结合国情具体安排。泌节于斑拈利硝嚼傻细汐刘污堑忠崖更柄娇径栋美恍遏猛丑掠琢渡压办她石油替代能源
42、研究石油替代能源研究 氢能运输燃料的推广应用问题氢能运输燃料的推广应用问题1 氢能经济的提出：不同观点展示氢能经济的提出：不同观点展示2 2 国外推广应用氢能运输燃料的规国外推广应用氢能运输燃料的规 划和划和 实施步骤实施步骤3 3 氢作为运输燃料的储存和运输氢作为运输燃料的储存和运输4 4 氢能经济引发的一系列社会问题氢能经济引发的一系列社会问题豫晤哑敖抑篡色呛裸拖咙脏纵硝茅噶孪栏温报码棒谅挺炎芯泊弃掸寻全虚石油替代能源研究石油替代能源研究 氢能经济的提出：不同观点展示氢能经济的提出：不同观点展示1 赞成理由赞成理由 对原油大量进口的国家可保证运输燃料自给，从而对原油大量进口的国家可保证运输
43、燃料自给，从而保证了本国的能源安全。保证了本国的能源安全。 原油供给的供不应求局面迟早会出现，未雨绸缪是原油供给的供不应求局面迟早会出现，未雨绸缪是明智之举。明智之举。 应用石油运输燃料的负面影响，温室气体排放与日俱应用石油运输燃料的负面影响，温室气体排放与日俱增。增。 超前推广应用氢能运输燃料可使所在国的氢能技术处超前推广应用氢能运输燃料可使所在国的氢能技术处于世界领先地位，在今后竞争中保持优势。于世界领先地位，在今后竞争中保持优势。剧懂肆莫兽陛症管珍馋货还胀脆尿侣址培坟疚蹭嗜恩赚殉铬宾锰迈傅桂齐石油替代能源研究石油替代能源研究 氢能经济的提出：不同观点展示氢能经济的提出：不同观点展示2 2
44、 不同意理由不同意理由: : 实现氢能经济难度极大实现氢能经济难度极大 , , 不少廉价生产技术、储存运不少廉价生产技术、储存运输和安全使用问题有待长期攻关。廉价燃料电池汽车输和安全使用问题有待长期攻关。廉价燃料电池汽车很难问世。很难问世。 社会接收困难，氢燃料商业生产和销售业与氢能汽车社会接收困难，氢燃料商业生产和销售业与氢能汽车制造业互相观望，制造业互相观望，“ “蛋和鸡蛋和鸡” ” 的先后问题。的先后问题。 替代能源并不是替代能源并不是“ “非氢莫属非氢莫属” ”，生物能源（乙醇等），生物能源（乙醇等）的内燃机混合动力汽车可能更早实现。汽油混合动力的内燃机混合动力汽车可能更早实现。汽油混
45、合动力汽车作为过渡。汽车作为过渡。 过分夸张氢能经济，有意掩盖近期采用其它手段降低过分夸张氢能经济，有意掩盖近期采用其它手段降低温室气体排放的意图，纯属政治炒作。（美国）温室气体排放的意图，纯属政治炒作。（美国）丰输弥谅矩抑跪尝谬铱芍鸡通讣刊沟凋刮购晒悟潘谗纲谐凸追帝举智经殖石油替代能源研究石油替代能源研究国外推广应用氢能运输燃料国外推广应用氢能运输燃料 的规划和的规划和 实施步骤实施步骤美国以政府名义率先提出美国以政府名义率先提出 Hydrogen Initiative Hydrogen Initiative（20032003），），此后美国能源部提出实施计划此后美国能源部提出实施计划 Hy
46、drogen Posture Plan（20042004），并报国家研究理事会），并报国家研究理事会 National National Research Council Research Council 原则同意。原则同意。国际能源组织国际能源组织 International Energy Agency International Energy Agency 倡导的倡导的Hydro-Hydro-gen Implementing Agreementgen Implementing Agreement于于 1977 1977年年 即提出即提出In Persuit of the Future，并由
47、，并由 16 16个个 成员国分工进行十多个专题成员国分工进行十多个专题的科研开发。的科研开发。IEA IEA 多次召开氢能会议。多次召开氢能会议。日本很早就成立新能源开发组织日本很早就成立新能源开发组织 NEDO NEDO，为氢能开发取得，为氢能开发取得多项成果。多项成果。亚太亚太APECAPEC近年成立名为近年成立名为 Partnership for Advancing To Partnership for Advancing To HydrogenHydrogen的氢能推进合作组织，的氢能推进合作组织，20042004年开了全会。年开了全会。捷聊少未截脐榜邦屹貌例刽藤摧挤攒恿慈蔑执烈掌堂
48、妊钱喷申厦烙胜矛冤石油替代能源研究石油替代能源研究 国外推广应用氢能运输燃料的规划和国外推广应用氢能运输燃料的规划和 实施步骤实施步骤国外还有多个氢能学术团体，我国也成立了氢能学会。国外还有多个氢能学术团体，我国也成立了氢能学会。国外氢能刊物已出版多年。国外氢能刊物已出版多年。2004 2004 年有两洲七国（包括年有两洲七国（包括我国）氢能协会参加的第我国）氢能协会参加的第 15 15 次世界氢能会议发布了关次世界氢能会议发布了关于氢能革命的横滨宣言。于氢能革命的横滨宣言。美国政府通过能源部具体组织实施氢能经济的一系列工美国政府通过能源部具体组织实施氢能经济的一系列工作，包括分领域、分课题科
49、研开发与应用，有关标准规作，包括分领域、分课题科研开发与应用，有关标准规范的制定以及在社会推行氢能科普、教育工作。计划分范的制定以及在社会推行氢能科普、教育工作。计划分四步走：第一步（四步走：第一步（2000-20152000-2015年）开展科研开发工作，年）开展科研开发工作，第二步（第二步（2010-20152010-2015年）燃料电池汽车批量进入市场，年）燃料电池汽车批量进入市场，第三步（第三步（2015-20352015-2035年）燃料电池汽车市场逐步扩大，年）燃料电池汽车市场逐步扩大，开始形成网络，第四步（开始形成网络，第四步（2025-20502025-2050年）逐步形成氢能
50、年）逐步形成氢能经济。经济。琐余呜迹珊昔差仿字悲睡撰奇苞辐叹瑞剃螟巍幸茨磅甲窘濒宠坑澡础敲雁石油替代能源研究石油替代能源研究国外推广应用氢能运输燃料的规划和国外推广应用氢能运输燃料的规划和 实施步骤实施步骤美国能源部设想的（乐观估计）燃料电池汽车市场销售美国能源部设想的（乐观估计）燃料电池汽车市场销售分额：分额：20182018年年4%4%， 2020 2020年年27%27%， 2030 2030年年78%78%， 2038 2038年年100%100%；社会保有份额：；社会保有份额： 2030 2030年年20 %20 %， 2040 2040年年 76 % 76 %， 20502050年
51、度年度 100% 100%。NRC NRC 则区分两种情景：一是如氢能应则区分两种情景：一是如氢能应用和燃料电池汽车推广应用不够理想，则在用和燃料电池汽车推广应用不够理想，则在 2020 2020年以年以后主要是混合动力汽车逐步取代内燃机汽车，二是后主要是混合动力汽车逐步取代内燃机汽车，二是 燃燃料电池汽车和混合动力汽车并肩发展。料电池汽车和混合动力汽车并肩发展。估计估计20302030年欧盟燃料电池汽车社会保有份为年欧盟燃料电池汽车社会保有份为15%, 204015%, 2040年达到年达到32%32%。日本曾公布燃料电池汽车社会保有量预测：日本曾公布燃料电池汽车社会保有量预测：2005-2
52、0102005-2010年年 5 5万辆，万辆，2011-2020 2011-2020 年年 500 500万辆。万辆。扑捍雌咬绚桨壁侈寥球语跪涟义戌浪饲凶瑟满咙堡炼慕侍潜吸袖钙嘻女憨石油替代能源研究石油替代能源研究 氢作为运输燃料的储存和运输氢作为运输燃料的储存和运输1 1 氢的储存：氢的储存：压缩氢（压缩氢（35-70MPa 35-70MPa 压力）的密度很低，即使液氢的密压力）的密度很低，即使液氢的密度也远低于汽油，大量储存氢的难度可想而知。度也远低于汽油，大量储存氢的难度可想而知。（1 1）高压容器气态储存：适用于车辆、地面和地下固）高压容器气态储存：适用于车辆、地面和地下固定容器，还
53、有地下岩穴。定容器，还有地下岩穴。（2 2）低压液态储存：适用于车辆、地面和地下固定容）低压液态储存：适用于车辆、地面和地下固定容器。器。（3 3）固体物吸附态储存：吸附物有多孔金属材料，碳）固体物吸附态储存：吸附物有多孔金属材料，碳纳米材料。纳米材料。（4 4）金属氢化物（如）金属氢化物（如NaMgHNaMgH4 4）或化学氢化物（如）或化学氢化物（如NaAlHNaAlH4 4）储存。）储存。润蜜涎袄州柳铣恋收猜斗算泉径叫兰铁涝腕寞粮脯朋闸衷积初阅逢扳峨咨石油替代能源研究石油替代能源研究 氢作为运输燃料的储存和运输氢作为运输燃料的储存和运输以上几种储存方式都存在储存容器或吸附材料重量过以上几
54、种储存方式都存在储存容器或吸附材料重量过大（超过氢量的大（超过氢量的2020倍），车载负荷过重或储存成本高倍），车载负荷过重或储存成本高的问题。第（的问题。第（1 1）方案略有改进余地，第（）方案略有改进余地，第（2 2）方案改）方案改进余地不大，第（进余地不大，第（3 3）方案正作为攻关重点，目标是争）方案正作为攻关重点，目标是争取载氢容量达到取载氢容量达到 9% 9% （重）。（重）。2 2 氢的运输：氢的运输：（1 1）汽车载高压气体容器运输：适合于小量氢短距离）汽车载高压气体容器运输：适合于小量氢短距离运输，从分散小规模制造装置向加氢站转运。适合于运输，从分散小规模制造装置向加氢站转运
55、。适合于氢能早期进入市场情况。氢能早期进入市场情况。府革象藐滨憎闭跺读弘甘讽保菌翼综鸿云湿供惭詹座拒冉彭糯宏掌翔挠辗石油替代能源研究石油替代能源研究 氢作为运输燃料的储存和运输氢作为运输燃料的储存和运输（2 2）汽车或火车载液氢容器运输：适合于中距离氢的）汽车或火车载液氢容器运输：适合于中距离氢的运输，因氢的液化动力消化约为氢能量的运输，因氢的液化动力消化约为氢能量的30%30%，必需经，必需经过经济论证。最好在加氢站将液氢直接加注到汽车上过经济论证。最好在加氢站将液氢直接加注到汽车上的液氢容器。的液氢容器。（3 3）管道输送：用于较长距离（）管道输送：用于较长距离（1000km1000km左
56、右或更远）左右或更远）大量运输。适合于大型制氢装置向外输送。可能在氢大量运输。适合于大型制氢装置向外输送。可能在氢能推广应用的中后期实行。管材应能抗氢的渗透。能推广应用的中后期实行。管材应能抗氢的渗透。（4 4）化学氢化物输送：先在制氢装置调制做在液体中）化学氢化物输送：先在制氢装置调制做在液体中的悬浮物，再利用管道输送到加氢站，然后就地加水的悬浮物，再利用管道输送到加氢站，然后就地加水分解产生氢气，用过的悬浮液用管道送回装置。这一分解产生氢气，用过的悬浮液用管道送回装置。这一技术正处于开发阶段。技术正处于开发阶段。怨屎书钵幢歪摹靴叔皆徊单默潞纪埔氢诲缉嘴固塘轮基奇畴改咒帝斡缄诬石油替代能源研
57、究石油替代能源研究 氢燃料使用过程的可靠性和安全性问题氢燃料使用过程的可靠性和安全性问题1 可靠性可靠性: : 要经过一定数量的车辆在不同地区、不要经过一定数量的车辆在不同地区、不同气候、不同工况时的行车实践，验证氢燃料供应系统、同气候、不同工况时的行车实践，验证氢燃料供应系统、加氢站注氢系统和燃料电池车本身是否能大范围推广。加氢站注氢系统和燃料电池车本身是否能大范围推广。2 2 安全性：安全性：根据氢易泄露、易燃、易爆的物理化学根据氢易泄露、易燃、易爆的物理化学特性，安全措施必须周到（尤其当向汽车注氢过程、在特性，安全措施必须周到（尤其当向汽车注氢过程、在车库存放和通过隧道行车时），安全标准
58、规范必须完善，车库存放和通过隧道行车时），安全标准规范必须完善，防火防爆的社会救护系统必须建立，还有安全教育必须防火防爆的社会救护系统必须建立，还有安全教育必须彻底。总之，对于氢能经济给社会带来的负面效应要有彻底。总之，对于氢能经济给社会带来的负面效应要有充分考虑。当然人们在工业上已有大规模生产使用氢气充分考虑。当然人们在工业上已有大规模生产使用氢气的实践经验，一定会很好地解决安全问题的实践经验，一定会很好地解决安全问题却挫酞妥臀柬藐气蜒讨块即椭氢际潘抬凸挛柑跋变帛孤诧天吵癸吁帛膜航石油替代能源研究石油替代能源研究 不同类型的替代燃料汽车评述1 纯电动车（纯电动车（EVEV）、混合动力车）、混
59、合动力车（HEVHEV）、燃料电池车（）、燃料电池车（FCVFCV）的性）的性能特点能特点2 2 推广应用燃料电池车存在的技术推广应用燃料电池车存在的技术 经济问题经济问题3 3 汽车的能源效率和节能途径汽车的能源效率和节能途径振辞本铝环契唾地椒上湾垦氧局困贮规系鳖肩韭酿衫醇瓮泄块拼秘骗挣斩石油替代能源研究石油替代能源研究 纯电动车、混合动力车、燃料电池车纯电动车、混合动力车、燃料电池车 的的 性性 能能 特特 点点1 纯电动车纯电动车纯电机驱动纯电机驱动,以蓄电池储电。不用液体或气体燃料，实以蓄电池储电。不用液体或气体燃料，实际间接使用发电的能源。行驶中无废气污染（实际将污际间接使用发电的能
60、源。行驶中无废气污染（实际将污染转移到发电厂）。染转移到发电厂）。操纵灵活，燥声小。免除去加油站的麻烦。操纵灵活，燥声小。免除去加油站的麻烦。一次充电需一次充电需 6-8h 6-8h ，充电后行驶里程只，充电后行驶里程只 150km 150km 左右，只左右，只适合中距离上班族，不适合周末长途旅游。（蓄电池虽适合中距离上班族，不适合周末长途旅游。（蓄电池虽有铅酸、镍氢、锂离子多种，但充电时间难缩短）有铅酸、镍氢、锂离子多种，但充电时间难缩短）车自重大，价格高。车自重大，价格高。已有几种牌号批量生产（已有几种牌号批量生产（EV+EV+，RAV4 . . .RAV4 . . .），销路不广。），销
61、路不广。贺漱绪叛蒸蹬褂有楔轩恒仆分退罕型篮匹双嘛占叫杀柞抬金除滓安泄珐鸿石油替代能源研究石油替代能源研究 纯电动车、混合动力车、燃料电池车纯电动车、混合动力车、燃料电池车 的的 性性 能能 特特 点点3 燃料电池汽车：燃料电池汽车：不用油料或电力，当氢来自可再生能源时，则属完全不用油料或电力，当氢来自可再生能源时，则属完全意义上的清洁能源汽车。意义上的清洁能源汽车。氢可直接来自车载氢或间接来自车载转化器，以甲醇氢可直接来自车载氢或间接来自车载转化器，以甲醇或石脑油为原料制取。但因车上制氢装置的启动时间或石脑油为原料制取。但因车上制氢装置的启动时间过长，技术障碍难突破，美国能源部已放弃此方案。过
62、长，技术障碍难突破，美国能源部已放弃此方案。另一办法是直接把甲醇送入燃料电池分解成氢气，但另一办法是直接把甲醇送入燃料电池分解成氢气，但存在甲醇对电极渗漏问题，而且这种电池（存在甲醇对电极渗漏问题，而且这种电池（DMFCDMFC）比）比直接用氢气效率下降。直接用氢气效率下降。桨皂绅现叙粘突潞雪滴鸥名式袜兢橱诡响趁恍矮切典奎才淬拂舀他读传歌石油替代能源研究石油替代能源研究纯电动车、混合动力车、燃料电池车纯电动车、混合动力车、燃料电池车 的的 性性 能能 特特 点点2 混合动力车混合动力车仍以内燃机为主动力，辅之以电机和小容量蓄电池。可仍以内燃机为主动力，辅之以电机和小容量蓄电池。可回收汽车刹车和
63、怠速时产生的能量，因此可大幅节省内回收汽车刹车和怠速时产生的能量，因此可大幅节省内燃机燃料消耗量（约燃机燃料消耗量（约 40% 40% ）。）。仍消耗石油资源。排放废气相应下降。仍消耗石油资源。排放废气相应下降。车自重大，价格高。车自重大，价格高。已有几种牌号批量生产（已有几种牌号批量生产（PriusPrius，Accord . . .Accord . . .）可能成为今后几十年内燃机汽车的主要替代产品。可能成为今后几十年内燃机汽车的主要替代产品。开发使用来自生物能源的乙醇混合动力车，技术经济难开发使用来自生物能源的乙醇混合动力车，技术经济难度比燃料电池汽车相对容易，也解决了温室气体排放问度比
64、燃料电池汽车相对容易，也解决了温室气体排放问题。题。侈蛀诛锈赛胞咖选请筒邀可虎毕淮绅敝例涪罪馆躬注幅卷势鲸袁阂竖峡壳石油替代能源研究石油替代能源研究推广应用燃料电池车存在的技术经济问题推广应用燃料电池车存在的技术经济问题目前燃料电池汽车虽然已有样车问世目前燃料电池汽车虽然已有样车问世, , 但存在价格昂贵但存在价格昂贵和氢能供应问题和氢能供应问题, , 必须进行一系列技术攻关和有关部门必须进行一系列技术攻关和有关部门协同推进工作才能得到推广应用。协同推进工作才能得到推广应用。美国能源部对正离子交换膜燃料电池的攻关目标是：美国能源部对正离子交换膜燃料电池的攻关目标是：60% 60% 的峰值效率；
65、的峰值效率；220W/l 220W/l 与与 325W/kg 325W/kg 的功率密度；的功率密度； 325 W/gge325 W/gge的比功率。（以上为的比功率。（以上为20102010年目标）年目标）电池组成本电池组成本 $45/kW $45/kW （20102010年）年） $30/kW $30/kW （20152015年）而年）而目前目前$225/kW$225/kW（主要措施是降低电极的（主要措施是降低电极的PtPt用量，从目前用量，从目前的的0.8g/kW 0.8g/kW 降到降到0.2g/kW0.2g/kW以下。以下。车载储氢设施储氢率车载储氢设施储氢率20102010年为年为
66、6%6%，能量密度，能量密度1.5kW h/l1.5kW h/l成成本本$4/kW; 2015$4/kW; 2015年上述指标为年上述指标为9%9%、2.7 kW h/l 2.7 kW h/l 和和$2 /kW$2 /kW。保。保证连续行程证连续行程300mi300mi。危嘱霓吠宪律升轩早塞张涂轴喘跟旷语瞳挝氯篙栽率零刀撩姆衙慧疹钮吼石油替代能源研究石油替代能源研究推广应用燃料电池车存在的技术经济问题推广应用燃料电池车存在的技术经济问题美国能源部向美国国会所作的报告将燃料电池汽车在美国能源部向美国国会所作的报告将燃料电池汽车在商业推广应用前的工作分为三期。商业推广应用前的工作分为三期。一期（技
67、术可行性阶段）一期（技术可行性阶段）20042004年终应实现耐久性年终应实现耐久性1000h1000h，按年产，按年产5050万辆的成本万辆的成本$200/kW, $200/kW, 每加仑汽油当量氢价每加仑汽油当量氢价格格$3.00$3.00（未计税）。演示注氢站作业，主要以液氢为（未计税）。演示注氢站作业，主要以液氢为氢源，但考虑不同供氢方案。氢源，但考虑不同供氢方案。二期（评定燃料电池汽车在实用条件下的应用）二期（评定燃料电池汽车在实用条件下的应用）20092009年终应实现耐久性年终应实现耐久性2000h2000h，按年产，按年产5050万辆的成本万辆的成本$125/kW, $125/
68、kW, 每加仑汽油当量氢价格每加仑汽油当量氢价格$1.50-2.60 $1.50-2.60 （未计税）（未计税）温室气体排量温室气体排量120g/mi120g/mi。利用不同原料（化石燃料和可。利用不同原料（化石燃料和可再生能源）就地制氢。再生能源）就地制氢。拐澎广度徊位貌已喝坐蘑哭澳协泡盈咖减攒律并尘迷荧紊偏布级扼旭婴虞石油替代能源研究石油替代能源研究推广应用燃料电池车存在的技术经济问题推广应用燃料电池车存在的技术经济问题三期（演示燃料电池汽车群在商业应用的可行性）三期（演示燃料电池汽车群在商业应用的可行性）20152015年终应实现耐久性年终应实现耐久性5000h5000h，按年产，按年产
69、5050万辆的成本万辆的成本$30/kW, $30/kW, 每加仑汽油当量氢价格每加仑汽油当量氢价格$1.50$1.50（未计税）温室（未计税）温室气体排量气体排量120g/mi120g/mi。为了用户方便已经建立了足够的注。为了用户方便已经建立了足够的注氢站，利用不同的经济原料制氢。氢站，利用不同的经济原料制氢。如果一切按时实现，那末根据如果一切按时实现，那末根据20152015年后的具体情况，年后的具体情况，根据产业部门（汽车制造商和燃料制造供应商）决策，根据产业部门（汽车制造商和燃料制造供应商）决策，开始投资建设足够的制造厂和数量可观的注氢站以及开始投资建设足够的制造厂和数量可观的注氢站
70、以及销售服务部门，逐步向氢能经济过渡。销售服务部门，逐步向氢能经济过渡。假郧狱熔照招炸端勉揩抽畅艇停眼泞凳绑赏龟轩缎卷哗塘颈书朴捻薯关峡石油替代能源研究石油替代能源研究汽车的能源效率和节能途径汽车的能源效率和节能途径1 直观效率直观效率: :通常用单位行驶里程的耗油量表达通常用单位行驶里程的耗油量表达, , 可用可用 l/100km l/100km 或用或用mi/galmi/gal（间称（间称mpgmpg），还可用），还可用 kJ/km kJ/km 表示，具体数值随表示，具体数值随车型、老旧程度和路况而异，只供在一定条件下相互车型、老旧程度和路况而异，只供在一定条件下相互比较。比较。美国轻型车
71、（汽油美国轻型车（汽油ICEVICEV）目前平均值为）目前平均值为 21 mpg 21 mpg，今后，今后由于技术进步会提高到由于技术进步会提高到 30mpg 30mpg。HICEHICE车已经到车已经到 44 mpg 44 mpg。而而FCFC车将达到车将达到50-60 mpg50-60 mpg。商品商品 HICE HICE 轿车轿车Insight Insight 、Prius Prius 分别为分别为61/6661/66和和51/60 mpg51/60 mpg。FCVFCV目前无商品，预计其目前无商品，预计其 mpg mpg 等于等于ICEVICEV的的 2.25-3.0 2.25-3.0
72、 倍。倍。蚌课布小觅画秦网屋轿姑韭油款腥哦娥盟另扒怕衰蒙睁冲辟壕侈牛秦札乏石油替代能源研究石油替代能源研究汽车的能源效率和节能途径汽车的能源效率和节能途径2 2 理论效率理论效率效率研究按效率研究按 的的总体思路，简称总体思路，简称 WTW WTW。进一步分解为两项效率：。进一步分解为两项效率： WTW = WTT x TTW WTW = WTT x TTW其中其中 TT W TT W （从油箱到车轮）效率和汽车类型及使用燃（从油箱到车轮）效率和汽车类型及使用燃料种类密切相关。具体数值料种类密切相关。具体数值：（引自某文献）：（引自某文献）轿车类型轿车类型 TTW TTW 能量损失能量损失%
73、% 效率效率% % 刹车刹车 传动系统传动系统 发动机损耗发动机损耗 怠速怠速 附属件附属件 ICEV 6.8 5.8 5.6 62.4 17.2 2.2ICEV 6.8 5.8 5.6 62.4 17.2 2.2HEV 14.4 0 11.8 62.4 0 4.7 HEV 14.4 0 11.8 62.4 0 4.7 AFCV 19.1 0 15.7 50.0 0 6.2 AFCV 19.1 0 15.7 50.0 0 6.2 钵足春柠慎拄士犹磐通盔逐物云溉迷遁智脸享恭至静状懂彩含谁串只惊未石油替代能源研究石油替代能源研究汽车的能源效率和节能途径汽车的能源效率和节能途径3 节能途径节能途径从
74、长远打算，正确选择汽车燃料和驱动方式至关重要。从长远打算，正确选择汽车燃料和驱动方式至关重要。WTWWTW能耗以能耗以kJ/mikJ/mi计算，计算，GICEVGICEV约约38003800；对；对HFCVHFCV：分散的：分散的天然气小规模制氢约天然气小规模制氢约33003300，集中大规模制氢约，集中大规模制氢约25002500，煤制氢约煤制氢约33003300，生物质制氢约，生物质制氢约68006800，风能电解制氢约，风能电解制氢约42004200；对；对 HEV HEV 约约25002500；对；对EVEV：火力发电约：火力发电约38003800。可见。可见彼此之间差别不小。彼此之间
75、差别不小。在氢能汽车未普遍进入市场前，混合动力汽车无疑是较在氢能汽车未普遍进入市场前，混合动力汽车无疑是较合理的选择。美国合理的选择。美国 2020 2020 年前卡车的改造方向主要是改年前卡车的改造方向主要是改用用HICEHICE。例如中型卡车的节能效果预计从。例如中型卡车的节能效果预计从 10mpg 10mpg 提高到提高到 19.5mpg , 19.5mpg , 车身如换用轻型材料车身如换用轻型材料,自重从自重从 5.5t 5.5t 降至降至3.8t , 3.8t , 进进一步节能一步节能22% ,22% ,合计节能达到合计节能达到 2.4 2.4 倍之多倍之多! !狼蹋就袄索揖舟米砚恭
76、睛互诛唤秆颅艰扎曼裔典卫好段势拎厌衙脆惭躲疮石油替代能源研究石油替代能源研究结合我国国情的综合分析研究和初步建议1 汽车运输业有害气体和温室气体排放问汽车运输业有害气体和温室气体排放问题与降排措施。题与降排措施。2 2 结合国情的多方案情景分析。结合国情的多方案情景分析。3 3 小结和建议小结和建议 落壮逃打阎蛰畸县薯暑酬卉哉央粤娜荣以钧犀恢鸦痛舶犹崖布翅谅化叹滞石油替代能源研究石油替代能源研究汽车运输业有害气体和温室气体排放与降排措施汽车运输业有害气体和温室气体排放与降排措施。1 有害气体排放有害气体排放众所周知近年来国外大力推行清洁空气法众所周知近年来国外大力推行清洁空气法 , , 改用清
77、洁改用清洁运输燃料运输燃料, , 汽油和柴油质量标准不断提高汽油和柴油质量标准不断提高, , 基本解决了基本解决了区域性和局部的空气质量问题。区域性和局部的空气质量问题。某文献设定不同有害物的健康损害金额（例如单位按某文献设定不同有害物的健康损害金额（例如单位按$/kg $/kg ， 有害物有害物 PM PM10 10 、SO SO X X、NO NO X X分别采用分别采用76.7576.75、15.6215.62、10.6510.65），计算结果是新配方汽油），计算结果是新配方汽油5050年内对美国人民健年内对美国人民健康损害代价是康损害代价是72007200亿美元，氢能燃料则为亿美元，氢
78、能燃料则为63706370亿美元。亿美元。2 2 温室气体排放温室气体排放当前最令人们关注的是日益增长的当前最令人们关注的是日益增长的 CO CO2 2 气体排放最终将气体排放最终将对全球气候产生不利影响的重大问题。对全球气候产生不利影响的重大问题。惭贬扯搞庇判政愉绵邮漠揪谋储塑傈让付杜策巩窖沃问轮剩姥嘱靛恩闯逼石油替代能源研究石油替代能源研究汽车运输业有害气体和温室气体排放与降排措施汽车运输业有害气体和温室气体排放与降排措施。按年排放碳量计算，美国油品生产及汽车运输业年排放按年排放碳量计算，美国油品生产及汽车运输业年排放近近 4 4 亿吨，约占美国全部排放量亿吨，约占美国全部排放量 1/6
79、1/6。今后如仍发展汽。今后如仍发展汽油油ICEVICEV，那末到，那末到20502050年，排碳将达年，排碳将达 7.3 7.3 亿吨。改用亿吨。改用 HEV HEV： 20502050年排碳约年排碳约 5 5 亿吨。改用亿吨。改用FCVFCV：煤为氢源且不回收：煤为氢源且不回收COCO2 2 时时, , 年排碳约年排碳约 4.6 4.6亿吨亿吨, , 回收回收COCO2 2 时年排碳约时年排碳约 0.6 0.6亿吨。亿吨。不同制氢途径每生产不同制氢途径每生产 1kg 1kg 氢的排碳量：煤或天然气原料，氢的排碳量：煤或天然气原料，不回收不回收 CO CO2 2 时分别为时分别为 4.6 4
80、.6 或或 2.4 kg, 2.4 kg, 回收回收 CO CO2 2 时分别为时分别为 0.6 0.6 或或 0.4 kg, 0.4 kg, 上述条件用生物质原料为上述条件用生物质原料为 0.4 0.4 或或 - 4. 1kg - 4. 1kg。从制氢生产过程如何回收从制氢生产过程如何回收COCO2 2 ，又如何将其安全埋存，又如何将其安全埋存，是当前一热门话题。国外正大力进行合作攻关，力求早是当前一热门话题。国外正大力进行合作攻关，力求早日在技术可行和经济合理的前提下创出新路。日在技术可行和经济合理的前提下创出新路。粗又芜弄榷仿旭弃肋篇峙譬烤呈腐钮带啦瞬孰爸啦价郴洞锰慎铃办短仟铀石油替代能
81、源研究石油替代能源研究 结合国情的多方案情景分析结合国情的多方案情景分析1 世界和我国原油资源和供应曲线预测世界和我国原油资源和供应曲线预测可采储量可采储量 情景情景1 1 ： 50% 50% 可信度可信度 ； 情景情景2 2： 5% 5%可信度可信度2 2 世界和我国原油需求量预测世界和我国原油需求量预测对应于不同政治经济变化趋势的需求量对应于不同政治经济变化趋势的需求量4545年内世界平均增长幅度年内世界平均增长幅度 情景情景1 1 ： 2% 2% ； 情景情景2 2： 1.5% 1.5% 我国平均增长幅度我国平均增长幅度 情景情景1 1 （BAUBAU）5-6% 5-6% ； 情景情景2
82、 2（弱（弱约束）约束）4-5%4-5%； 情景情景3 3（强约束）（强约束） ? ?3 3 非常规石油资源的供应潜力非常规石油资源的供应潜力油砂油砂 超重原油超重原油 页岩油逐项讨论页岩油逐项讨论睡刽履悍卒撑置祥鸽骸狮砍绵扼按各他冒看央展麦靴无芭龟羊馅韦筷钙戈石油替代能源研究石油替代能源研究 结合国情的多方案情景分析结合国情的多方案情景分析4 替代燃料问题何时提到政府议程？替代燃料问题何时提到政府议程？情景情景1 1 （乐观）（乐观） 2006 2006年年 情景情景2 2 （悲观）（悲观） 2018 2018年年 5 5 我国替代燃料的种类预测我国替代燃料的种类预测（20502050年前）
83、年前）情景情景1 1 多元化，氢能燃料占一定份额。多元化，氢能燃料占一定份额。 情景情景2 2 氢能燃料占较大份额氢能燃料占较大份额 ，煤作为过渡主要制氢原，煤作为过渡主要制氢原料。料。情景情景3 3 不发展氢能燃料，尽可能依靠生物质和可再生不发展氢能燃料，尽可能依靠生物质和可再生 能源生产油品或醇醚燃料。能源生产油品或醇醚燃料。6 6 我国运输车辆发展预测我国运输车辆发展预测瓢烃亿竣治财妊舅孕役秩愁扼缆啸窃编结借锨暗新衅锥所毅咆协搀瑶袱各石油替代能源研究石油替代能源研究 结合国情的多方案情景分析结合国情的多方案情景分析情景情景1 1 多元化。多元化。HEVHEV为主流，为主流，FCVFCV占
84、一定份额占一定份额情景情景2 FCV2 FCV占较大份额占较大份额 ，煤作为主要制氢原料。，煤作为主要制氢原料。情景情景3 ICEV 3 ICEV 转向煤基和生物质基的醇类燃料转向煤基和生物质基的醇类燃料HEVHEV。7 7 我国环境保护国策我国环境保护国策 - -关于减少关于减少 CO CO2 2 排放排放情景情景1 1 既考虑降低生产过程的排放，也考虑降低运输既考虑降低生产过程的排放，也考虑降低运输 过程的排放，采取回收过程的排放，采取回收COCO2 2和埋存措施。和埋存措施。情景情景2 2 只考虑降低生产过程的排放，不考虑降低运输只考虑降低生产过程的排放，不考虑降低运输 过程的排放，适当
85、采取回收过程的排放，适当采取回收COCO2 2和埋存措施。和埋存措施。右均粪疮褪如儒伴影蓑敷八页忍针伏蚌禄宝炳雁砖支睦姚搐玖停孽除草锅石油替代能源研究石油替代能源研究 小 结 和 建 议1 小结本课题和国计民生密切相关本课题和国计民生密切相关,意义重大意义重大,具有以下特点具有以下特点: :（1 1）前瞻性）前瞻性-时间跨度达半个世纪，正值我国建国时间跨度达半个世纪，正值我国建国5050周年，迈进中等发达国家的时刻。由于开发成功新周年，迈进中等发达国家的时刻。由于开发成功新的替代能源需要的替代能源需要1515年以上，而且能源更替还要年以上，而且能源更替还要3030年，年，现在着手把握机遇，未雨
86、绸缪，未为早也。现在着手把握机遇，未雨绸缪，未为早也。（2 2）系统性）系统性-覆盖采掘业、制造业、交通运输业、覆盖采掘业、制造业、交通运输业、服务业多个行业部门，社会生产和生活多个层面，基服务业多个行业部门，社会生产和生活多个层面，基础学科、应用学科和工程技术的不同领域和相互交叉础学科、应用学科和工程技术的不同领域和相互交叉领域，属于十分复杂的系统工程领域，属于十分复杂的系统工程罐外绘皖脆蔽遇秒撕润睡冗飞萎爪粘氓揖筋铂己脏几第兰检绷憨抱鸟字姚石油替代能源研究石油替代能源研究 小 结 和 建 议（3 3）新颖性）新颖性-涉及众多的新工艺、新材料和新设备，涉及众多的新工艺、新材料和新设备，是人类
87、步入现代工业社会是人类步入现代工业社会 300 300 年来的有准备有计划的年来的有准备有计划的一次大变革，将它和核聚变技术并列为能源革命的新一次大变革，将它和核聚变技术并列为能源革命的新纪元并不过分纪元并不过分本课题叙述了国外正在为寻找石油运输燃料替代能源本课题叙述了国外正在为寻找石油运输燃料替代能源作出的规划与进行中的工作，对我国有参考意义。但作出的规划与进行中的工作，对我国有参考意义。但由于国情不同，发展阶段不同，不能照抄照搬，应及由于国情不同，发展阶段不同，不能照抄照搬，应及时确定我国的国策。不能听任外国摆布，受制于人。时确定我国的国策。不能听任外国摆布，受制于人。惋嘴脖吗肝魄郭进划歪
88、同董翔还即典礼瘴杭贫烟窃橡要特骑野价蓑奔硬毗石油替代能源研究石油替代能源研究 小 结 和 建 议2 建议建议（1 1）迅速组织我国长远石油替代能源研究，先从）迅速组织我国长远石油替代能源研究，先从软课题开始，使有关部门的领导人、专家学者形成共识，软课题开始，使有关部门的领导人、专家学者形成共识，结束结束 和泛泛而谈的现状。和泛泛而谈的现状。（2 2）继软课题结束之后，组成以核心课题、分课题和）继软课题结束之后，组成以核心课题、分课题和子课题的系列攻关课题，明确规定课题间的相互联系以子课题的系列攻关课题，明确规定课题间的相互联系以及负责科研开发和商业示范单位的协作配合关系。结束及负责科研开发和商
89、业示范单位的协作配合关系。结束 的局面。的局面。（3 3）在今后）在今后1515年间对每一课题确定若干里程碑，按时年间对每一课题确定若干里程碑，按时检查技术经济指标完成情况，及时作出评价，必要时可检查技术经济指标完成情况，及时作出评价，必要时可修改、新增或终止有关课题。修改、新增或终止有关课题。撅茁榜恕窍一刨晋圆配式夜啪信构捷再氟彝绸栽姑迹厂末夸深渐揍砚布慰石油替代能源研究石油替代能源研究睡遣模盈猩驮棉稀悼葱肯妆帆帮岂非服沥番疹肝瓤苹撼箔寐柯翰肚啄唉蛆石油替代能源研究石油替代能源研究 报 告 结 束 请请 批批 评评 指指 正！正！洞绝琅呈翅歇参盅告耶盂癌函汁善雄削釜石尸柞甥胺淄慰戮累劣富烁利厢石油替代能源研究石油替代能源研究
