甲醇能夠成為汽車首要替代燃料嗎？
發(fā)布時(shí)間：
2019-08-12
隨著未來運(yùn)輸?shù)姆椒òl(fā)展以及汽車生產(chǎn)商不斷宣布新的理念以及新的汽車，電動(dòng)汽車正在穩(wěn)步前進(jìn)。然而，關(guān)于投資規(guī)模的疑問仍然存在，要使電動(dòng)汽車成為主流的話，電池價(jià)格要降低，需要處理一般人對(duì)電動(dòng)汽車的恐懼，還要引入全新的充電設(shè)施。
隨著未來運(yùn)輸?shù)姆椒òl(fā)展以及汽車生產(chǎn)商不斷宣布新的理念以及新的汽車，電動(dòng)汽車正在穩(wěn)步前進(jìn)。然而，關(guān)于投資規(guī)模的疑問仍然存在，要使電動(dòng)汽車成為主流的話，電池價(jià)格要降低，需要處理一般人對(duì)電動(dòng)汽車的恐懼，還要引入全新的充電設(shè)施。
因?yàn)樯鲜鲈?，許多批評(píng)人士仍然希望尋找一種能替代汽油的燃料，讓我們繼續(xù)用傳統(tǒng)的方式驅(qū)動(dòng)我們的汽車。雖然乙醇作為替代燃料出現(xiàn)了(乙醇具有一定的能源密度并且易于操作)，麻省理工學(xué)院等離子體科學(xué)以及聚變研究中心的Leslie Bromberg以及Sloan汽車實(shí)驗(yàn)室的Wai K Cheng最近在一篇白皮書建議：甲醇是一直都被忽視的作為運(yùn)輸工具的替代燃料。
甲醇燃料能夠成功嗎?
雖然甲醇是大規(guī)模的工業(yè)產(chǎn)品，但還沒有成為一個(gè)主要的運(yùn)輸燃料。用天然氣以及煤生產(chǎn)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)甲醇已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)有很經(jīng)濟(jì)的業(yè)績(jī)記錄，尤其是采用熱化學(xué)過程。
甲醇有很多屬性使其用于交通非常有吸引力。例如，甲醇是液體，能輕易地與汽油、乙醇混合，用于現(xiàn)有的汽車技術(shù)僅需很小的額外成本。
甲醇作為高辛烷值燃料，該燃料具有的燃燒特性是針對(duì)甲醇燃料允許發(fā)動(dòng)機(jī)作特別設(shè)計(jì)以提供與領(lǐng)先柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相同的效率，同時(shí)與環(huán)境性能相匹配。甲醇還相對(duì)安全，能夠快速被生物降解，其毒性可與汽油相當(dāng)。
綜上，甲醇是較汽油更為綠色的選擇，尤其是用生物質(zhì)生產(chǎn)的甲醇。同時(shí)，用天然氣生產(chǎn)甲醇，產(chǎn)生的CO2不會(huì)比傳統(tǒng)汽油更多，在甲醇生產(chǎn)過程中溫室氣體減排任務(wù)很容易達(dá)到。Bromberg 和 Cheng在文中寫道，甲醇可以由天然氣以非常簡(jiǎn)單的方式生產(chǎn)，這樣大規(guī)模的產(chǎn)量、加注設(shè)施以及汽車都可以開發(fā)出來，該系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)換為可再生甲醇。
甲醇怎樣用于現(xiàn)代汽車
研究表明汽車燃燒85%的甲醇混合燃料，和汽油相同，實(shí)際上有的性能與單獨(dú)燃燒汽油相當(dāng)甚至超過汽油。
然而在這篇報(bào)道里，Bromberg 和 Cheng建議要優(yōu)化甲醇燃燒工藝還需要做更多工作，這是他們所說的“出色”。
有一種可能是采用直接注入酒精發(fā)動(dòng)(DIAB)的雙罐系統(tǒng)，因?yàn)橹苯幼⑷爰状?，發(fā)動(dòng)機(jī)容易爆震。這允許使用一個(gè)非常高的比力矩輸出同時(shí)保持較低水平的排放量。這也使火花點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在高壓縮比下工作成為可能，產(chǎn)生的扭力輸出與高度渦輪增壓的清潔柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)。
相類似的，在專門的酒精發(fā)動(dòng)機(jī)中，甲醇可以提供與柴油相當(dāng)或者高于柴油的應(yīng)用?；旌媳群芨?，尤其在85%的甲醇，采用冷卻廢氣在循環(huán)裝置降低N2O排放，并減少吸入節(jié)流。
甲醇作為替代燃料的特點(diǎn)是直接注射火花點(diǎn)燃重型發(fā)動(dòng)機(jī)。一個(gè)小型的、4升大功率火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)由甲醇以及混合醇驅(qū)動(dòng)可以有效地取代甚至高達(dá)11升的柴油。
我們的結(jié)論：甲醇值得更多研究
Bromberg 和 Cheng的研究報(bào)告并非第一次將甲醇列為潛在的運(yùn)輸燃料。經(jīng)過調(diào)查，甲醇最早作為正式替代燃料始于隨著加利福利亞州石油危機(jī)后幾個(gè)項(xiàng)目的確立。從這點(diǎn)上，在汽油價(jià)格下降的時(shí)期里甲醇被引入，那時(shí)還沒有真正的經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)繼續(xù)這些項(xiàng)目。就推廣和政府刺激計(jì)劃而言，甲醇也落后于以農(nóng)作物為原料的乙醇。
但是現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境狀況意味著找到替代燃料方法的壓力更為迫切。在這方面，甲醇有潛力大幅降低能源依賴并降低運(yùn)輸部門的環(huán)境影響。
然而，阻礙甲醇大規(guī)模使用的障礙依然存在。例如，在美國(guó)沒有足夠的生物質(zhì)來生產(chǎn)可再生甲醇用以替代運(yùn)輸燃料。相反，甲醇直接用于燃料電池意味著如果在未來20年里這項(xiàng)技術(shù)能夠商業(yè)化，甲醇將發(fā)揮更重要的作用。
現(xiàn)在，需要做更多的調(diào)查來看看在現(xiàn)在的條件下甲醇可以怎樣來使用。相比其他選擇這并非是一個(gè)解決方案，但是這個(gè)方案具有吸引力，可能是一個(gè)組合替代燃料的重要組成部分，該組合燃料可以最大限度地解決運(yùn)輸燃料的排放問題。
