1．前言

随着全球人口的增加和人民生活水平的不断提高，对能源的需求日趋强劲。并且随着工业的发展，能源结构也在不断发生着变化，从工业大革命初期到工业快速发展的20世纪，尤其随着20世纪中期石油化工的迅速发展，更是加快了能源工业发展的步伐。但是传统的石油、天然气资源日渐匮乏，特别是世界剩余可采储量的石油仅可使用40年左右，所以寻求替代能源将成为未来世界经济发展的关键。

近年来，随着我国对能源投入力度的强化，能源供求矛盾得到有效缓解，但是能源结构性矛盾却日益突出，特别是我国石油供不应求的问题更为突出。尽管在“九五”期间的石油消费增长速度有所减缓，但是石油消费的平均增加量和石油消费弹性系数均比“八五”期间有所增加。然而“九五”期间在石油生产方面，尽管原油产量的年均增长率、年均增长量和生产弹性系数，均比“八五”期间略有增长，但是生产量与消费量之差更大。在整个20世纪90年代中，我国石油消费年均增长速度比石油生产年均增长速度高出4.63个百分点，在今后十多年内，这种差额状态还将继续下去。

在我国整个石油消费市场中，其中汽油、柴油的消费超过总消费量的50％以上，其中交通燃料约占70％以上，这也是我国能源结构性矛盾的关键所在。据汽车行业部门的预测，在未来20年中，我国的汽车拥有量将在2000年的基础上翻两番。到2020年我国汽车拥有量将超过6000万辆。仅对汽、柴油的消耗将超过亿吨。随着我国经济建设的迅速发展，对能源的需求也在飞速增长，特别是油品消耗的大户——汽车及内燃机工业的迅速发展，更增加了我国的能源危机感。lOcALHosT对于石油资源缺乏的我国来说，无论是从*方面还是经济方面考虑，能源安全已经成为不可回避的现实问题。

2．甲醇燃料应用现状

2．1 甲醇燃料简介

甲醇是一种易燃易挥发的无色透明液体，具有与现实使用的液体燃料极为相近的燃烧性能，辛烷值高，抗爆性能好，其生产原料非常广泛，产品的运输、储存、分装加注和使用，与目前市场上所供应的内燃机用汽油和柴油燃料特点极为相似。同时，甲醇还可作为燃料电池的重要原料。在目前的开发应用中，甲醇燃料分为直接使用和间接使用两大类。直接使用又分为全额甲醇和部分掺混两种形式；间接使用可通过化学转化方法和电化学转化方法达到能量转化的目的。化学转化主要是将甲醇转化为甲基叔丁基醚和二甲醚等。电化学转化过程又可分为两种方式，一种是直接燃料电池，另一种是间接燃料电池。直接燃料电池主要是甲醇在阳极被电解为氢和二氧化碳，氢通过质子膜到阴极与氧气反应并同时产生电流。间接燃料电池是先将甲醇进行炼解或重整得到氢，然后再由氢和氧通过质子膜电解槽反应而获得供给汽车动力的电能。

世界最小的甲醇燃料电池

甲醇燃料的几种使用方式

2.2甲醇燃料国外应用进展

作为甲醇燃料的主要形式，甲醇汽油开发及应用在国外开始于二十世纪70年代的第二次石油危机，从替代能源的角度考虑，德国、美国、日本等国先后投入了人力、物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发。在70-80年代期间，德国就推出了甲醇汽车，德国大众汽车公司还在中国推出m100甲醇汽车示范车。美国重点开发m85、m100专用甲醇燃料汽车。美国福特公司还开发了可使用甲醇与汽油以任意比例混合的燃料的灵活燃料汽车（ffv），这种车由燃料传感器识别成分，通过电脑提供发动机最佳运行参数，这样就不会受到加油站限制。目前ffv汽车在美国已经能大规模商业生产。日本对甲醇燃料的研究始于二十世纪80年代后期，进入90年代初期已有300多辆甲醇燃料汽车投入运行，他们将高比例的甲醇燃料用于轻型货车（由柴油机改造）。

2.3甲醇燃料国内应用进展

我国对甲醇燃料的研究起步于二十世纪70年代初期，“六五”期间，国家科委与交通部、山西省共同组织，在山西省进行了m15-m25甲醇燃料的研究实验，共有480辆货车参与了试验及示范工作。在此期间建设了5个甲醇燃料加注站，并加入适量杂醇等助剂，在解决甲醇燃料的使用与汽油的相溶性方面积累了许多经验。“七五”期间，由国家科委组织，中国科学院牵头并由大专院校、汽车、环境、卫生等6部门参加组成了攻关组，重点对492发动机进行了扭距、热效率和尾气排放等技术进行了较为系统的研究，并且有3辆车参与了路试，各项试验指标均取得了较满意的效果。进入“八五”，由国家科委组织有关大专院校、石油、化工、煤炭、汽车、环境、卫生等8个单位，与德国大众汽车公司合作，共同进行高比例甲醇发动机和汽车的试验研究，先后共有14辆桑塔纳轿车参与了路试，其中有8辆车在北京累计行驶约150万km，并建成甲醇燃料加注站1个，目前仍有3辆甲醇汽车在运行，单车行驶最长里程超过了22万km，运行车辆性能良好。在此期间，还对德国大众公司的灵活燃料发动机进行了全面试验。对于低比例甲醇燃料的开发应用开展得也比较早，四川省从1980年起开始在汽油中加注低比例甲醇燃料，到目前有客车、卡车和小轿车近千辆在使用，实际运营情况良好，未发现重大技术问题。

到目前为止，山西是我国甲醇燃料的示范性试验较为系统并且已成为推广应用最快、规模最大的地区之一。并且对甲醇燃料的存储、输配、防腐、安全以及甲醇汽车的运营调度、维护保养、试验检测和故障排除等方面，均总结出了较为系统的技术规程和管理办法，为更大范围的甲醇汽车产业化示范提供了宝贵的技木和管理方面的经验。山西省自行研制成功的“华顿甲醇汽油”，在太原经23辆汽车试验运行5个月效果良好。并组织了卡迪拉克、凌志400、雅阁本田、富康、捷达、桑塔纳、金杯、解放140、微型车等十几种车型共23辆汽车参加试用，3个月销售使用20t，

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