2020年全國普及乙醇汽油

2018-07-17 19:08:08  來源: 科技日報

近期,全國各地盡管多為藍天,但臭氧污染卻節節攀高。生態環境部環境監察局局長田為勇表示,臭氧問題將在大氣污染治理中越來越突出,治理的一個關鍵因素就是油品。

無獨有偶,天津市政府發布了《天津市推廣使用車用乙醇汽油實施方案的通知》,不但要求在8月31日前開始推廣,還規定除軍隊特需、國家和特種儲備、工業生產用油外,9月30日全市區域內基本實現車用乙醇汽油替代普通汽油。

乙醇汽油已占全國汽油消費總量的1/5

其實,天津推廣使用乙醇汽油并非是一枝獨秀。目前,黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽、廣西、河北等11省已經在推廣使用車用乙醇汽油。按照國家發改委、國家能源局等15個部委聯合下發的《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》,到2020年,要在全國范圍內全面推行乙醇汽油,基本實現全覆蓋。

推廣使用乙醇汽油已成定局。7月13日,北京化工大學生命學院教授劉云在接受科技日報記者專訪時介紹,乙醇汽油是指燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。市場上常見的型號E5、E10、E15和E20,分別指添加了5%、10%、15%和20%燃料乙醇的汽油。目前我國正在推廣使用的是添加了10%生物燃料乙醇的車用乙醇汽油E10。對應普通汽油的牌號,車用乙醇汽油也分為89、92、95和98這四個牌號。

據悉,2017年我國已出臺了車用乙醇汽油(E10)國家標準。截至目前,我國生物燃料乙醇年消費量近260萬噸,產業規模居世界第三位;乙醇汽油消費量已占同期全國汽油消費總量的1/5。

天津市環保局相關負責人表示,推廣使用乙醇汽油,有利于優化能源結構,減少污染排放,尤其是機動車尾氣中的一氧化碳和烴類排放量將明顯降低。經天津市初步測算,推廣使用乙醇汽油后,天津機動車尾氣排放每年可減少一氧化碳排放量10—15%、減少烴類排放量3%—5%、減少顆粒物排放量1%左右,可使汽車尾氣中苯污染的排放減少25%。

清華大學環境學院副院長吳燁曾做過燃料乙醇對環境影響的多項實驗,他表示,美國作為世界上最大的生物燃料乙醇生產和消費國,其基于生命周期的多項科學研究結果表明,以玉米為原料的乙醇替代汽油可減排約20%—40%的溫室氣體,而以纖維素等為原料的乙醇替代汽油可產生高達約70%—80%的溫室氣體減排量。

與普通汽油的動力性和經濟性基本一致

然而,對于乙醇汽油的使用推廣,目前還有不少人心存疑慮。部分車主擔心車用乙醇汽油動力不足、油耗高、腐蝕橡膠、不能放置太久。

劉云說,相比普通汽油,乙醇汽油燃燒值和熱值有所不同。按10%混合后乙醇汽油的熱值要比普通汽油少3.8%左右。但是由于混合燃料中含氧量的增加,原本作為尾氣排放的一氧化碳和碳氫化合物燃燒就會更加充分。如E10含氧量達3.5%,相比普通汽油熱值反而增加了2.3%。因此,兩項相抵,使用乙醇汽油只是帶來很少的動力損失,在使用中基本感覺不到。

業內專家、原中國石化科技開發部教授級高工喬映賓也表示,我國推廣使用的E10車用乙醇汽油是90%的車用乙醇汽油組份油與10%的變性燃料乙醇調合而成。經過對比試驗,E10車用乙醇汽油與普通汽油的動力性和經濟性基本一致。

而針對乙醇汽油腐蝕橡膠、不能放置太久等質疑,劉云說:“乙醇汽油對燃油系統金屬零件有腐蝕的說法,是沒有科學依據的。試驗發現腐蝕主要由乙醇中的乙酸引起,乙醇充分燃燒產生的是水和二氧化碳,只有在金屬銅等催化劑存在的條件下,才會與氧氣發生反應生成乙酸。可以說,燃油系統和發動機內是不存在產生乙酸的反應條件。而且為確保不對汽車部件產生腐蝕,車用乙醇汽油中還加入了適量腐蝕抑制劑,有效抑制和改善對金屬的腐蝕性。”劉云表示,對于橡膠腐蝕等問題,只要在汽車上選擇耐油性和抗乙醇汽油的溶漲性較好的氯丁膠、順丁膠、丁苯膠、丁腈膠和硅橡膠,就可避免這些問題的發生。

放置太久會不會導致乙醇汽油的油水分層,影響使用?劉云解釋說,乙醇與水是互溶的,汽油與水不溶解。有水存在時會導致油水分層,嚴重的話影響使用性能。因此,要求燃料乙醇的乙醇含量不低于99.5%,水含量不大于0.2%。“只要嚴格遵守車用乙醇汽油儲存和使用的有關規定,分層現象是完全可以避免的。”

不過,乙醇汽油也并非盡善盡美。生態環境部機動車排污監控中心高工馬冬告訴科技日報記者,從成分看,車用乙醇汽油易揮發,可能會導致揮發性有機污染物(VOCs)排放較高,因此,加油站等應加裝油氣回收系統等。

探路生物質能源綜合利用

我國原油對外依存度已達70%左右,2017年原油進口量為4.2億噸,超過美國成為全球最大的原油進口國。劉云說,大力推廣乙醇汽油可以保障國家能源安全和改善能源結構,減少石油對外依賴度,又有利于改善生態環境,增加農村勞動力就業。

我國乙醇汽油的原料來源廣泛,除了玉米之外,還有高粱、木薯和小麥等。生物燃料乙醇產業是處置超期超標糧食的有效途徑。據統計,自推廣車用乙醇汽油以來,我國已累計消耗人畜不能食用糧食1500萬噸左右。

國家能源局科技司有關負責人說,國際市場玉米和木薯年貿易量達1.7億噸,其中的5%可轉化成近300萬噸生物燃料乙醇;國內每年可利用的秸稈和林業廢棄物超過4億噸,30%即可生產生物燃料乙醇2000萬噸……這些都為擴大生物燃料乙醇生產消費和實現可持續發展提供了可靠的原料保障。此外,我國生物燃料乙醇產業經過十多年發展,以玉米、木薯等為原料的1代和1.5代生產技術工藝成熟穩定,以秸稈等農林廢棄物為原料的2代先進生物燃料技術已具備產業化示范條件。行業整體技術裝備水平居于世界先進國家行列,為推廣使用車用乙醇汽油奠定了基礎。

相關數據也顯示,目前,天津全市共有在營加油站874座,汽油年銷量總量約254萬噸。按乙醇添加標準測算,僅天津市,每年就需燃料乙醇約26萬噸。但是,數據統計顯示,2017年,我國汽油表觀消費量接近1.2億噸,而國內燃料乙醇消費量僅在280萬噸左右。按照10%的乙醇添加比例來計算,若全國推行乙醇汽油,那么燃料乙醇的供應缺口仍在900萬噸左右。

“提高生物質能源綜合經濟效益的最好途徑,除了發展第二代纖維素乙醇外,還應進行生物質的全利用等。”劉云說,此前,傳統生物煉制技術存在效益低的產業化瓶頸,但目前,已有自催化生物質煉制等新生物煉制技術出現,這些新技術實現了生物質全組分高效利用,大幅提升生物質產業效益。通過新技術、國家有關扶持政策,將有望增加燃料乙醇的供應。

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與美國、巴西相比,我國燃料乙醇規模仍偏小

據不完全統計,目前已有超過40個國家和地區推廣生物燃料乙醇和車用乙醇汽油,年消費乙醇汽油約6億噸,占世界汽油總消費的60%左右。

其中,巴西是世界上第一個使用乙醇汽油的國家,也是生物燃料乙醇第二大生產消費國,巴西生物燃料乙醇已替代了國內50%的汽油。由于甘蔗的生產和酒糟、甘蔗渣的利用,巴西每年減少1.27億噸碳排放,相當于該國所有石油燃料碳排放量的20%。

美國是世界最大的生物燃料乙醇生產消費國,主要原料為玉米。美國計劃2022年達到10800萬噸纖維素乙醇的生產,占目前美國汽油消耗的22%。據美國可再生燃料協會數據,通過立法,車用乙醇汽油在美國應用已實現全覆蓋,減少了機動車有害物質排放,年減排二氧化碳超過4350萬噸,增加就業崗位40萬個。

歐盟早在1985年就開始使用乙醇含量5%的車用乙醇汽油。2016年,歐盟生物燃料乙醇產量為409萬噸。根據規劃,2020年生物燃料在歐盟交通運輸燃料消費總量所占的比重將至少達到10%。

“與美國、巴西相比,我國燃料乙醇規模仍偏小,但是從中長期發展來看,市場空間廣闊。”劉云說。

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