国外生物燃料汽车发展现状

　　近年来，生物柴油产业正在迅速发展，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。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。

　　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。哥伦比亚要求其超过50万人口的城市所销售的汽油都含10％的乙醇；委内瑞拉政府要求逐步采用含10％乙醇的汽油；玻利维亚正在考虑批准有关汽油含25％乙醇的规定。哥斯达黎加和危地马拉正在尝试扩大甘蔗乙醇燃料生产；阿根廷、墨西哥、巴拉圭和秘鲁都在考虑生物燃料计划。欧盟要求所有成员国在2010年以前使生物燃料在运输燃料中占5.75％；日本已经批准使用含有少量乙醇的混合汽油，为实施将来用生物燃料替代20％的石油需求的长期目标做准备；加拿大在2010年以前将使45％的全国所消费的汽油含有10％的乙醇燃料；泰国打算使其汽油中乙醇的含量达到10％；菲律宾要求汽油中生物柴油的含量达到2％、乙醇5％；马来西亚和印度尼西亚的棕榈油行业正在根据政府要求制订提供更多棕榈油的计划；印度一个有关蔗糖乙醇计划要求该国大多数地区所使用的汽油含5％乙醇；非洲的许多国家正在努力增加生物燃料的生产和使用量。

　　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，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。

　　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。生物柴油是一种优质清洁柴油，可从各种生物质提炼，因此可以说是取之不尽，用之不竭的能源，在资源日益枯竭的今天，有望取代石油成为替代燃料。

　　生物燃料汽车以可再生的动物及植物脂肪酸单酯为原料，可减少对石化燃料石油的需求和进口量；环境又好，采用生物柴油尾气中有毒有机物排放量仅为十分之一，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;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。

　　美国近年因石油价格的飞涨，燃料乙醇需求剧增。美国国会2005年8月通过的能源法案，要求2012年燃料乙醇用量达到2271万吨。截止2009年，美国已经再新建71个加工厂，新增产能为2114万吨／年，另外68个加工厂也进行了扩建，新增产能1709万吨／年，2009年美国乙醇总产能已经达到8585万吨／年。美国生物乙醇产量2006年为1538万吨，超过了巴西，居世界首位，预计2012年将增至2725.5万吨。为达到联邦政府标准，美国加大汽车用油中乙醇的含量，新的可再生燃料标准制定为汽车用油中的乙醇含量达4.7％。根据美国环保署数据显示，2Ol2年汽车用油中的乙醇含量会达到2385万吨。美国能源部2007年5月提出了更高的要求．即要求乙醇替代率2030年达到30％。

　　巴西盛产甘蔗，油价上涨使巴西最早开始利用丰富的甘蔗原料生产燃料乙醇。乙醇关联业务员工200 万人, 年外汇收入约10 亿美元。甘蔗产量约3.87 亿吨/年, 预计2011 年达到6 亿吨/年，巴西2011年生产乙醇将增长至2561万吨。目前，巴西的乙醇汽油标准有两个：E22（含乙醇22％的汽油）和El00 （含乙醇93％、水7％的乙醇）。巴西大量汽油车被改装为乙醇车，El00用量约占巴西乙醇总产量的38％，E22约占57％，应用领域只占5％。

　　日本的计划2010年车用汽油的20%用植物原料的乙醇（3%) 和乙基叔丁基醚。按日本现行法规, 汽车无须大幅改造, 就可使用混入3%乙醇的乙醇汽油。乙基叔丁基醚比乙醇更易于混入汽油, 按油品质量保证法, 乙基叔丁基醚混入汽油可达7%, 法国、德国等欧洲国家最大达到5.65%。目前, 日本不得不从海外大量进口乙醇。日本环境省决定, 至2030年国内车用汽油全部采用与生物燃料混合的燃料, 2010 年大部分采用乙醇混合率10%的乙醇汽油。

　　燃料乙醇是一种很好的代用清洁燃料。它可以增加汽油的含氧量，使其燃烧更充分，降低排放；提高汽油的辛烷值，有效提高汽油的抗爆指数；而且它还是可持续的绿色能源之一。

　　燃料乙醇可从大麦、小麦、甘蔗和甜菜等农作物发酵获得, 而且具有清洁环保、价格低、可再生等特点。用这种可再生能源部分替代成品油, 不仅有助于缓解日益增长的成品油需求, 还可以使汽车尾气中一氧化碳排放量下降30%以上, 碳氢化合物排放量下降10%以上。随着它的推广,可以大量节省大中城市治理空气污染的费用。

　　以天然气作为汽车燃料，在世界上已经有60多年的历史。早在20世纪30年代，意大利和俄罗斯就曾较大规模地推广天然气汽车，但直到20世纪70年代全球能源危机的爆发和80年代欧美国家对于城市空气质量的逐渐重视，天然气汽车才开始在全球范围内广泛使用。在很多国家，天然气汽车已成为一个与工业、民用、商业、发电并列的重要的天然气细分市场。天然气汽车同清洁汽车相比，具有资源丰富、燃烧清洁、技术成熟、安全可靠、经济实用等优点。天然气汽车和加气站拥有量最多的前十个国家是：阿根廷、巴西、巴基斯坦、意大利、印度、美国、中国、埃及、乌克兰、委内瑞拉。

　　在拉丁美洲，使用天然气作为汽车燃料已取得良好的经济效益，依靠市场的拉动，拉美国家成为了世界上发展速度最快的天然气汽车市场。相比之下，北美和西欧等发达国家的天然气汽车发展主要依靠政府环保政策的推动，近年来这些国家的天然气汽车数量并没有取得原先预料的飞速增长，但天然气汽车在巴士、出租车、机场通勤车等得到了满意的发展。欧美国家对天然气汽车提出了很高的技术要求，要求天然气汽车在动力性能、可操作性、舒适性(包括行李舱空间)等各方面达到与汽柴油车相当的水平，同时在尾气排放性能、燃料经济性方面应好于汽柴油车。在这样的要求下，欧美国家(特别是美国)加强了对高性能天然气发动机、复合材料气瓶、根据天然气燃料特点进行综合优化的原装天然气汽车等技术的开发，推动着世界天然气汽车技术的不断进步。重型汽车发动机一直是柴油机的天下，各国在发展天然气汽车的过程中几乎都碰到了柴油车改装这一难题。多年来，全球的天然气汽车行业一直在寻求理想的柴油车改装技术，但直到现在还没有取得非常成功的经验。近年来，欧美国家将开发重点转向原装重型天然气发动机技术。而一些发展中国家(例如印度、阿根廷等)仍在探索对在用柴油机的改装途径。这是一个值得注意的技术路线上的分歧。

　　车用天然气的主要成分是甲烷，其余为乙烷、丙烷、丁烷及少量其他物质有压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)两种。

　　压缩天然气(CNG)是天然气经20MPa的压力压缩形成的,是车用天然气燃料的主要储存方式。CNG的特点是化学性质较稳定,辛烷值高,抗爆性能好;自燃温度为680～750℃,远高于汽油的自燃温度(260～370℃),因此其安全性较好。使用天然气燃料的汽车排气污染显著降低,尾气中HC 下降可达90%左右,CO下降可达80%左右,NOx下降约为40%。由于CNG的理化特性同汽油较为接近,因而在使用时不需要对原发动机做很大变动就可以改成CNG汽油双燃料汽车,但由于系统压力较高,对储气罐及管路阀门等的要求都很高。CNG在汽车上使用的主要缺点是储气瓶较重、占用体积大并且与液体燃料相比,天然气体积能量密度低,20MPa压力下的CNG燃料仅相当于汽油能量密度的30%,因此其充气频繁、续驶里程短。

　　吸附天然气(ANG)作为未来替代CNG的一项新技术将有广阔的发展前景,它是用多孔吸附剂填充在储存容器中,在中高压(315MPa左右)条件下,利用吸附剂增加天然气的储存密度。但由于技术上的不少难点还有待解决,是目前尚处研究阶段的一种天然气储存方式。

　　选择天然气做为汽车燃料，适合于石油资源少而气源比较充足的国家和地区。总的来说，天然气燃料目前处于发展、推广阶段。