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替代燃料:区域化生存的过渡技术

2010-04-15 16:38:05 来源: 网易汽车 跟贴 0 手机看新闻

目前替代燃料汽车只是针对不同市场有区域性产品,并没有在规模和适应性上,能在全球范围内真正取代汽柴油的产品。

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网易汽车4月15日专稿

周庆磊/文

如果对新能源汽车技术做一简单划分,混合动力、纯电动、燃料电池和替代燃料四种主要技术方式中,前三者都可以归为“电”类,无论过渡性的混合动力技术,还是被视为终极解决方案的燃料电池等,都是基于电能驱动汽车的理念。

替代燃料显然思路上更为传统,并未跳出内燃机的框子,只是因为汽油、柴油属于不可再生的石化能源燃料,期望找到一种能够替代它们的燃料而已。但具体到发动机的原理,甚至主要结构,都与目前的汽柴油机没有太大区别。

替代燃料技术的这种特点,也决定了其在技术实现上并没有太大难度。如丰田中国副总裁堀全克就对网易汽车表示,早在2006年,丰田就已经在全球范围内的全系车型上,实现了针对E10(含10%乙醇的汽油)燃料的适应性改进。

换句话说,灵活燃料(内燃机可同时使用汽油、柴油、生物燃料、甲醇、乙醇、天然气中的两种或几种)技术已经是目前全球主流汽车厂商全面成熟的技术。

但为何替代燃料之所以没有受到电驱动汽车(包括混合动力和燃料电池)那样的重视?一个普遍认同的解释是,替代燃料的推广,很大程度上取决于当地的燃料供应品种、规模、价格、制备和储运体系等因素。

简而言之,几乎所有主流汽车厂商都会告诉消费者,我们在巴西有乙醇汽车,在美国有生物燃料汽车,在中国也许还有甲醇和天然气汽车产品,但这些,都只是针对不同市场的区域性产品,并没有哪个替代燃料能在规模和适应性上,在全球范围内真正取代汽柴油。

“可循环”的生物柴油

相比需要亿万年严苛环境才能产生的是有,生物柴油往往直接从现有油料作物甚至餐饮垃圾油中就可以合成支取,被认为具有“循环经济”的鲜明特点,并因为植物生长过程中吸收二氧化碳,备受“低碳”甚至“零碳”概念的推崇。

生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。

生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,如:醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。

因此相比传统石化燃料,生物柴油可说是一种优质清洁柴油,可从各种生物质提炼,可以说是取之不尽,用之不竭的能源,在资源日益枯竭的今天,被认为是最有可能取代石油的替代燃料。

在具体使用过程中,因为生物燃料汽车以可再生的动物及植物脂肪酸单酯为原料,可减少对不可再生的石化燃料石油的需求和进口量。同时生物柴油的环境友好性更高,采用生物柴油尾气中有毒有机物排放量仅为传统柴油的十分之一,颗粒物为普通柴油的20%,一氧化碳和二氧化碳排放量仅为石油柴油的10%。

无硫化物和铅及有毒物的排放方面,生物柴油都更少,例如混合生物柴油可将排放含硫物浓度从500PPM(PPM百万分之一)降低到5PPM。同时不用更换发动机,而且对发动机有保护作用。

尽管目前还没有明确公式计算出,究竟燃烧生物柴油排放的二氧化碳是否等于植物生长吸收的二氧化碳,但其可循环的特点依然让生物柴油在许多西方国家收到欢迎。

尤其是近年来,生物柴油产业得到迅速发展,美国﹑加拿大﹑巴西﹑日本﹑韩国﹑澳大利亚﹑印度等国,都在积极发展这项产业。但与常规柴油相比,生物柴油的成本要贵一倍以上,欧盟国家和美国政府纷纷提供高额财政补贴支持种植油料作物,对生产生物柴油给予税收优惠,使生物柴油价格与石化柴油相当。

只能部分替代汽柴油

生物柴油发展最快的是欧洲,份额已占到成品油市场的6%。欧盟2005年生效的法规,要求成员国2010年生物柴油消费量从占交通运输油料总消费量的2% 提高到5.75%(约950万t/a),2020年进一步提高到占20%。为了满足不断增长的生物柴油需求,欧盟一方面需要不断增加油菜籽的种植面积,另一方面还要大量进口棕榈油和菜子油。

美洲国家也对生物柴油颇为青睐,巴西将在2013年以前使其所有的柴油燃料含有5%的生物柴油。美国2005年可再生燃料标准则要求该国2012年前将用于运输的生物燃料的使用量达到284亿升。

其实在更早的时候,不仅欧洲、日本、美国这些发达国家,甚至一些发展中国家市场,也根据自身特点,提出了生物燃料在整体运输燃料中所占比例的要求,例如欧盟就要求所有成员国在2010年以前使生物燃料在运输燃料中占5.75%。马来西亚和印度尼西亚的棕榈油行业也在根据政府要求制订提供更多棕榈油的计划;非洲的许多国家正在努力增加生物燃料的生产和使用量。

正是因为这么多国家的替代燃料汽车市场,许多汽车厂商也纷纷推出相关产品。如目前在德国的奔驰、宝马、大众和奥迪等汽车生产厂家生产的汽车均允许使用净生物柴油,而无需对发动机加以改装。

但是生物柴油及其汽车也有一些不足。例如在供应方面,目前只有少数生产的企业才能批量提供这种燃料;在净生物柴油燃料和高浓度混合生物柴油中需要添加高弹性体;在寒冷季节和低温地区,实际应用时需要加装燃料箱和滤清器的加热器。

另外,对生物燃料汽车的使用者而言,所有的该类汽车的顾客都要求具备相应程度的专业知识,以最大限度地减少汽车运用过程中的困难;为了确保该类汽车运用过程的安全,所有驾驶者和维护人员都要接受足够的专业知识培训,这在很大程度上影响了生物燃料汽车的接受度。

也正是因为这些原因,尽管各国政府都提出了生物燃料在各自国家车用燃料总量中的比例目标,但它却依然只是部分替代的“从属者”角色,很大程度上还难以成为主流。

(本文来源:网易汽车 作者:周庆磊) 郭博
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