乙醇燃料

燃料乙醇中主要雜質是正丙醇，它是一種可再生能源。大量的試驗研究和成功的實踐都證明，乙醇作為汽車的代用燃料是完全可行的。乙醇作為燃料應用在汽油機上的技術已經相當成熟了，但在柴油機上的應用受到與柴油不能互溶的限制，尚未產業化。 ^[1] 

生產工藝

車用乙醇燃料由變性燃料乙醇和汽(柴)油以一定比例混配而成。燃料乙醇的生產方法有合成法(即乙烯水合法)和生物法兩種。近年來受原油資源問題及乙烯價格上漲的制約，合成法被生物法取代。生物法以玉米、小麥、薯類、甘蔗、甜菜、木屑、樹枝和植物秸杆等農產品或農林廢棄物為原料酶解糖化發酵製造乙醇。 ^[2] 

對發動機零部件的影響

乙醇在汽油機上的應用技術已經相當成熟，巴西和美國多年的實踐經驗證明，普通汽油車無需任何改動就可以使用添加10%乙醇的汽油。超過15%乙醇的汽油，則必須對汽車發動機進行調整。

由於乙醇是一種有機溶劑，在生產、儲存、燃燒過程都會產生有機酸，易對機件產生腐蝕和磨損。需清洗燃油系統和油箱，對汽車的塑料密封件進行防腐蝕處理，更換部分橡膠材料，如軟管更換為丁睛橡膠，密封件更換為含氟橡膠。

我國試點使用中發現，發動機使用初期，燃油系零部件、油路及油管壁上的沉積物會剝落下來，可能會導致濾清器的堵塞；長期使用汽油醇時，一些鎂、鋁、鋅的合金、鍍鉛錫的鋼板及有些黑色金屬將遭到腐蝕，尤其在燃料分層時更明顯；潤滑油的酸度值及粘度增加，在發動機進氣系統的部件上，容易產生油污，潤滑油污染嚴重可能導致拉缸；供油泵中的橡膠件、化油器加速泵中的皮碗及濾清器中的橡膠油封出現脹大現象。 ^[2] 

對發動機動力性的影響

從機理講，燃料乙醇熱值比汽油熱值低，會使動力性能下降。但因乙醇中的氧將原汽油中不能完全燃燒的部分充分燃燒，從而使功率上升。兩者相抵，總體持平或略有下降。據國家汽車研究中心所作的發動機台架試驗和行車試驗結果表明，使用車用乙醇汽油，發動機不需改造，動力性能基本不變。 ^[2] 

燃燒性：易燃

建築火險分級：甲

閃點（℃）：12

爆炸下限（V%）：3.3

自燃温度（℃）：363

爆炸上限（V%）：19

危險特性：其蒸氣與空氣形成爆炸混合物，遇明火、高熱能、引起燃燒爆炸，與氧化劑能發生強烈的反應。其蒸氣比空氣重，能在低處擴散到相當遠的地方，遇火源引起回燃。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。燃燒時發出紫色火焰。

燃燒產物：一氧化碳、二氧化碳

聚合危害：不能出現

穩定性：穩定

禁忌物：強氧化劑、酸類、酸酐、鹼金屬、胺類

乙醇燃燒化學反應方程式：C₂H₅OH+3O₂=2CO₂+3H₂0

乙醇的分子組成是C2H5OH，無限溶於水，與烴類燃料相溶性差。乙醇可以單獨作為汽車燃料, 也可和汽油或柴油混合形成混合燃料。乙醇作為汽車燃料，有以下特點：

（1）乙醇的低熱值相當於汽油的60.9%，相當於柴油的62.8%，但從相對能耗的角度看，其熱效率並不比汽油和柴油低；

（2）乙醇的辛烷值比較高，是良好的汽油機代用燃料，也是提高汽油辛烷值的良好添加劑，但其十六烷值很低，在壓燃式發動機上應用難度較大；

（3）乙醇的沸點比汽油低，有助於燃油-空氣混合氣的形成，但缺少高揮發性成分，對起動不利。乙醇的蒸氣壓比汽油低，會影響汽車的動力性和蒸發排放；

（4）乙醇的汽化潛熱大，有助於改善N0×排放，乙醇的着火界限寬，能夠在較稀的混合氣狀態下燃燒，所以適合稀混合氣燃燒模式的發動機。 ^[1] 

汽車用乙醇汽油在燃燒值、動力性和耐腐蝕性上的不足：

（1）乙醇的熱值是常規車用汽油的60%，據有關資料的報道，若汽車不作任何改動就使用含乙醇10%的混合汽油時，發動機的油耗會增加5%。

（2）乙醇的汽化潛熱大，理論空燃比下的蒸發温度大於常規汽油。影響混合氣的形成及燃燒速度，導致汽車動力性，經濟型，及冷啓動性的下降，不利於汽車的加速性。

（3）乙醇在燃燒過程中會產生乙酸，對汽車金屬特別是銅有腐蝕作用。有關試驗表明，在汽油中乙醇的含量在0～10%時，對金屬基本沒有腐蝕，但乙醇含量超過15%時，必須添加有效的腐蝕抑止劑。

（4）乙醇是一種優良溶劑，易對汽車的密封橡膠及其他合成非金屬材料產生輕微的腐蝕，溶漲，軟化或龜裂作用。

（5）乙醇易吸於水，車用乙醇汽油的含水量超過標準指標後，容易發生液相分離。

乙醇作為燃料早在20 世紀初就出現了，後來隨着價廉物美的石化系燃油大量生產，使汽油和柴油成了發動機的主要燃料，從而抑制了乙醇燃料的發展。直到20 世紀70 年代初全球性“石油危機”的爆發和不斷嚴格的汽車排放法規才使得燃料乙醇的研究應用迅速發展。 ^[1] 

國外乙醇燃料的發展現狀

巴西是世界上最大的燃料乙醇生產和消費國，年產乙醇1000 萬噸以上，97%用於燃料，甘蔗是巴西生產乙醇的主要原料。巴西約40%的汽車以純乙醇做燃料，其餘的則以22%(體積比)的燃料乙醇和78%的車用汽油的混合物做燃料。巴西是全世界唯一不供應純汽油的國家，因而使其有了“綠色能源之國”的美譽。 ^[1] 

美國的燃料乙醇的產量僅次於巴西，主要用玉米生產乙醇。在汽油中摻加10%乙醇的gasohol( 汽油醇) 在全美已經普遍使用。1996 年，美國國家地質綜合考察部的一篇研究報告指出，作為汽油抗爆劑的MTBE( 甲基叔丁基醚) 對地下水質有污染。所以，美國已經禁止使用MTBE。由於含10%乙醇的汽油不要求改動汽車發動機，在減少空氣污染方面與MTBE 有相同的效果，因此各乙醇生產公司對其發展持樂觀態度。 ^[1] 

在亞洲，泰國是第一個由政府開展全國生物燃料的國家。泰國由於石油95%依賴進口，使得外貿長期赤字。所以，在皇室和政府的積極推動下，短短的兩年時間，就成功的開展了燃料乙醇的項目，主要是使用木薯為原料發酵生產乙醇。泰國的成功，影響了亞太地區其他國家，使眾多東盟國家、韓國、澳洲等也開始積極實施乙醇燃料計劃。 ^[1] 

我國乙醇燃料的發展現狀

我國是世界上第二大石油消費國，1993 年，我國開始成為石油淨進口國，2001 年我國耗原油2億噸，進口原油6500萬噸，進口油佔國內耗油的32.5%，已超過國際安全警戒線30%。預計到2010 年，進口原油佔國內耗油比例將達到56%。我國各個大中城市大氣污染嚴重，其中60%的污染物來自於機動車所排放的尾氣。我國政府已經充分認識到了發展乙醇燃料的重要性，於2001 年頒佈了《變性燃料乙醇》和《車用乙醇汽油》兩個國家標準，並在河南、吉林、黑龍江、安徽等省開展使用車用乙醇汽油試點，燃用在汽油中添加10%無水乙醇的混合燃料，生產乙醇使用的原料主要為玉米。截至2005年4 月1 日，我國的東三省、河南和安徽已經實現了封閉推廣乙醇汽油，禁止銷售普通汽油。山東7 個地市、江蘇5 個地市、河北6個地市成為局部試點城市。 ^[1] 

綜合國內外各國成功先例，我們發現，發展乙醇燃料，一些外部的因素是必須具備的：（1）各國車用乙醇汽油的推廣，既有行政法規的保障，又有税收優惠、財政補貼等經濟政策的支持，這是順利推廣車用乙醇汽油的根本保障。這主要是因為汽油醇燃料生產成本高，在市場上缺乏競爭力，需要政府的引導；（2）結合本國實際國情，選擇合適的原料生產乙醇。無論選擇什麼原料生產乙醇，都該和本國國情相結合，合理佈局，避免重複建設導致浪費；（3）從社會的綜合效益上看，評價乙醇燃料的價值。首先，它為農產品的轉化和增值提供了渠道；其次增加農民收入( 尤其是欠發達地區) ，改善農民生活，酒精廠的建立為社會提供更多的就業機會；最後，它所產生的環保價值不僅可以節省一筆可觀的環境治理費用，而且其對環境產生的積極影響是深遠的。 ^[1] 

能源多樣化是能源安全的一個良好對策，農作物燃料乙醇的推廣使用意義重大。但是必須要注重生命週期問題，必須利用高產能作物，並且要改良作物品種，提高乙醇產出比；此外，改進乙醇生產工藝，提高能源利用率，降低生產過程排放污染；為了提高經濟效益，要加強綜合利用，採取聯合生產，充分利用乙醇生產過程的廢棄物，形成循環利用可持續發展的綠色能源經濟。 ^[3]