法国乙醇汽油价格-法国乙醇汽油价格走势
1.各国都开始禁售燃油车了,我国呢
2.什么是城市热岛效应?
3.畅想未来我们生活中有哪些新能源。新能源如何为我们的生活提供便捷服务。
4.生物燃料的国外现状
各国都开始禁售燃油车了,我国呢
各国都开始禁售燃油车了,我国呢
2016年4月,荷兰工党公开提议,到2025年禁止在该国继续销售汽油和柴油汽车。该提议虽然遭到右翼政党自由民主人民党的强烈反对,但并未奏效,终于通过了!
2016年5月,挪威四大政党同意从2025年起禁止销售汽油车。
2016年10月,德国联邦参议院通过决议,表示从2030年起在境内全面停止使用汽油和柴油燃料汽车,同时敦促其余欧盟成员国接受这一提议。
印度、英国、法国......
我国方面,在2017年中国汽车产业发展(泰达)论坛上,工信部副部长表示,工信部已启动相关研究,将会同有关部门制定时间表要求我国停止生产和销售传统能源汽车。
新世纪以来,我国汽车工业取得了快速发展。 2016年产销量突破2800万辆,连续八年位居全球第一。汽车市场在国民经济中的支柱作用不断增强。汽车税占全国税收收入的比重、从业人员占全国从业人员的比重、汽车销量占全国商品零售总额的比重均在10%以上。
作为汽车消费大国,停止传统能源汽车的生产和销售,大力发展新能源汽车已是大势所趋。但由于燃油车车型基数庞大,整个改造过程比较漫长,燃油车禁售的时间节点也应该晚于西方发达国家,所以目前来看,禁售燃油车燃油车离我们的生活还很遥远,而且已经出售的大量二手燃油车完全是可选的,所以不必担心。
国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部门联合下发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》。根据规划,车用乙醇汽油将基本实现全国覆盖。
很多老司机对乙醇汽油印象不好,续航里程缩短,动力变差等等,更是令人反感!
乙醇汽油,简单来说就是在汽油中添加一定量的生物燃料乙醇,也就是我们通常所说的酒精。在汽油中添加燃料乙醇可以有效减少汽车尾气中的碳排放和PM2.5等细颗粒物。改善排放效果立竿见影,这也是我国大力推广乙醇汽油的原因之一。
然而,乙醇虽然是一种优良的溶剂,可以清洗油路和燃烧室内的污垢,但容易轻微腐蚀汽车的密封橡胶和其余合成非金属材料,并加速其老化和腐蚀开裂。
从长远来看,燃油车将被新能源汽车取代,最终有一天会退出市场;乙醇汽油已在部分省份试点并向全国推广。你准备好了吗?
什么是城市热岛效应?
城市热岛效应是指由于城市中工业余热和生活余热的存在以及蒸发耗热的减少等原因,而形成的城市市区温度高于郊区温度的一种小气候现象。在近地面温度图上,郊区气温变化很小,而城区则是一个高温区,就象突出海面的岛屿,所以高温的城市区域就被形象地称为城市热岛。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1℃,甚至更多。夏季,城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6℃以上。美国人原喜欢宽大、舒适的轿车,但是这些车耗油量大,造成能源的浪费,同时对环境的污染也更加严重。为了节约能源,也为了减轻对环境的压力,美国政府决定资助一项研究:在若干年内开发出百千米油耗几升的节能车。如果这种车研制成功的话,对于解决日益严重的能源危机和环境污染来说,无疑是大有裨益的。
正是因为美国加强了对汽车污染的控制和管理,所以美国的环境状况有了很大的改观。加利福尼亚州的洛杉矶市就是一个典型的例子,那里曾是美国大气污染最严重的地方,如今其汽车保有量是北京的8倍,却依然天空蔚蓝、空气清新。
法国地铁
法国巴黎在控制汽车污染上可以说是出奇制胜。那里的人都喜欢乘坐由电力牵引的公交车(主要是地铁和区域快车),这种车是巴黎最普遍的公共交通方式。巴黎普通的公共汽车二氧化碳(CO2)排放量是小汽车的1/3,电力牵引公交车二氧化碳(CO2)排放量接近小汽车的1/20,那么平均一辆小汽车每乘客千米产生的温室效应是公交车的多少倍呢?我们需要计算一下。平均一辆公交车由0.87辆电力汽车和0.13辆普通公交车组成,所以一辆公交车排放的二氧化碳是0.87×(1/20)+0.13×(1/3)=0.08683,取倒数后得到12,所以小汽车交通的每乘客千米产生的温室效应是公共交通的12倍。看来法国的公共交通的确为其环境的改善作出了很大的贡献。
除了二氧化碳排放上减少了很多,法国公交车在其他方面也比小轿车有优势。公共汽车每乘客千米的一氧化碳排放量仅占汽油小汽车的1/25,每乘客千米的微粒排放量仅占汽油小汽车的1/4。不过,这些优势主要是电力牵引的功劳。
对于世界各大、中等城市来说,汽车交通需要面对的另一个尴尬的问题就是拥堵。在荷兰的阿姆斯特丹,每天有6.7万辆汽车挤进狭小的城市中心,几乎使整个交通系统瘫痪。一位市政官员说:“多年以来,整个城市被迫适应汽车;现在,汽车必须反过头来适应城市。”正是因为荷兰交通拥堵,政府采取了一系列措施,使得荷兰人人都会骑自行车。
随着汽车技术的不断发展,现代汽车的样式也不断推陈出新。各种新型汽车在车型、结构和材料等方面不断地有所突破——车型的流线越来越顺畅,不但看起来有种优雅、华贵的“气质”,而且还可以减小空气阻力,提高时速;车厢空间越来越大,汽车的座位也越来越舒适、安全;汽车的材料开始选择质量轻、强度高的品种,这样可以减轻自重,提高载重。总之,汽车技术越来越成熟。
汽车除了向舒适、方便、快捷的方向发展,在环保技术上也快速发展着,环保汽车将成为21世纪汽车发展的主流。面对日趋严峻的环保形势,世界汽车工业界认为,要使汽车工业产销两旺,在保持持续发展的同时,还必须高度重视推动汽车环保技术,开发出环保型汽车。其主攻方向是降低废气排放,减少燃料消耗。
主要战略措施有3条:①推广混合动力系统,即采用燃油发动机和电气动力组合驱动方式,开发“准绿色发动机;②研制车用电池供电系统,包括燃料电池和蓄电池,开发出无废气排放的“绿色”发动机,其中以氢为燃料的电池已取得突破性进展;③使用替代燃料,如天然气、酒精、甲醇和氢气等,以达到“准绿色”环保汽车标准。
绿色环保汽车
为此,北美、欧洲和日本的汽车业在汽车环保技术上的投资已从20世纪80年代的年均增长率5.5%上升到90年代前5年年均增长率8.5%,而1996年以后年均增长率达12%以上。韩国、巴西和墨西哥等国汽车业更是加大环保科技投资,目前这3个国家都已开发成功环保型汽车。其中韩国的燃料电池公共汽车将进入小批量生产阶段,墨西哥已与美国联合发展电动汽车。
除了大力开发“准绿色”和“绿色”发动机外,世界汽车制造商们为了加快发展环保型汽车的步伐,正在扩大与电子业的合作,希望通过普及电脑使汽车发动机的“绿色效应”达到理想水平。1998年9月,世界五大汽车制造公司,即日本丰田汽车公司、美国通用汽车公司、美国福特汽车公司、戴姆勒—克莱斯勒汽车公司及法国雷诺汽车公司作出决定,联手实现车用电脑标准化,旨在使电脑在开发环保型汽车中发挥更大的作用。
近年来,“绿色汽车”成了一个热点,也是未来汽车发展的趋势。“绿色汽车”可不是指颜色为绿色的汽车,而是指环保型汽车,这种汽车有3个突出的特点:
(1)可回收利用在环保方面走在世界前列的德国规定汽车厂商必须建立废旧汽车回收中心,宝马公司生产的汽车可回收零件的质量占总质量的80%,而他们把目标定为95%!几乎整辆车都可以重新利用了。从总体上看,美国是世界上汽车回收最好的国家,每辆汽车的75%都可重新利用。
(2)低污染如今,汽车废气已成为城市的主要污染源之一,因此,消除汽车尾气的污染十分重要。美国壳牌石油公司开发出一种新型汽油,这种汽油含有一种称为含氧剂的化学物质,使汽油能够充分燃烧,大大减少了有害气体的排放。法国的罗纳—普朗克公司发明了一种具有“显著催化性能”的添加剂,这种添加剂能够消除汽车发动机上散发出的90%的粒子和可见的烟,并在国外的公共汽车上进行了成功的试验。
(3)低能耗降低能耗就意味着要提高燃料的利用效率,那么排放的废气中的有害物质也就相应减少,从而也减轻了污染,从这个角度讲,低能耗和低污染是并存的。日本就深谙此道,1999年日本推出一种汽车节能装置,可以节省25%的燃油,同时排出废气量可减少80%。此外,“绿色汽车”还有降低噪音的功能。
汽车的发明至今不过100多年,然而汽车就像一支支贪得无厌的吸嘴,会把地球上蕴藏的石油吸吮而尽。世界每天消耗7000万吨石油,驱动超过6亿辆汽车。节约能源、保护环境已成为人们关注的全球性的热门话题。汽车采用替代燃料不仅是因为要解决环境污染问题,而且是因为要解决石油资源日益贫乏的问题。据预测,世界石油储量仅够维持45年。
发展绿色环保车已成为各国科学家一项重大的研究课题。早在1976年,美国就公布了《电动汽车研究、开发及演示法》,为电动汽车的开发研究及产业化奠定了基础。电池问题一直是困扰电动汽车的一个难题,为此,1991年美国组建了先进电池基金会,分两个阶段开展研究。
日本也不甘落后,近年来日本在其汽车制造业的经营策略调整中,有意减缓新产品的开发速度。他们精简产品种类、拉长产品周期,用节省下来的资金研制绿色汽车,也取得了很多成果。
(1)电动汽车和混合动力汽车绿色环保汽车最理想的能源是电能。它彻底解决了内燃机汽车的排气污染问题,是一种最有前途的替代汽油、柴油的汽车能源。用蓄电池电能作为动力的汽车,称为电动汽车,又被称为“零污染汽车”或“超低污染汽车”。电动汽车具有无污染、噪声小、操作简单等优点,是现有交通工具中除内燃机汽车以外发展最快的运输工具之一。
翻开历史,我们就会发现,电动汽车不是一个新名词,它甚至比内燃机汽车出现的还要略早一些。
在电动汽车的研制上,英国走在最前列。1873年,英国制成了世界上第一辆电动汽车。1892年,美国在芝加哥展出了他们研制的电动汽车。
法国紧随其后。1881年法国的一位电气工程师古斯塔夫·特鲁夫对车辆产生了好奇心,他第一次把直流电机和迷你城市电动汽车铅酸蓄电池用于私人车辆,并在1881年8月到11月在巴黎展出了第一辆电动车辆——电动三轮车。这辆重54.43千克的三轮车由1台电机和6节普兰特二次电池带动。车辆、乘车人、电池和电机的总量为158.76千克,车辆的时速达到12千米。它引起了轰动,人们把这一变革称为“不流血的革命”。
然而,美国人却强化了电动汽车的魅力。1898年,美国人冉尼和杰纳齐驾驶的电动汽车,在法国举行的爬山竞赛中把其他参赛的蒸汽汽车和内燃汽车都抛在后面,一举夺冠,从而引起了人们对电动汽车的注意。
到了20世纪初期,随着蒸汽汽车的日益衰落,电动汽车便开始大显身手了。这时,在伦敦和巴黎市区相继出现了电动出租汽车。从1912~1920年,电动汽车的发展达到了高潮。在这期间,仅美国经营的电动汽车制造工厂就达20家,年产汽车约5000多辆,全国拥有电动汽车接近3.4万辆。
但是,电动汽车的蓄电池技术不能满足人们的要求,充电时间太长,行驶路程过短,费用也高,所以,内燃机汽车得以蓬勃发展,而电动汽车则逐步消失。近年来,随着环境的压力越来越大,电动汽车又逐步显示出它的优势,重新登上历史舞台并有逐步繁荣的态势。尤其是在一些制造业比较发达的国家,电动汽车成为汽车家族中的一位“后起”之秀。德国报纸上称未来10年内汽车业的竞争将是低污染、新能源汽车在性能上的竞争。现实也的确如此。仅在电动汽车这方面,各个汽车工业发达的国家就已经是你追我逐了。
美国首开先河,在20世纪90年代初开始研制混合电动车,1998年开始全面推广混合动力城市公共汽车,并已开始趋向产业化。美国通用汽车公司已生产出一种混合燃料电动汽车,它的最快速度可达每小时120千米,尤其是电动马达前轮驱动式汽车,从启动加速至时速96千米仅需7秒钟。日本紧追其后,丰田公司生产的混合动力汽车现在供不应求。其耗油量很低,仅3.6升/千米,是名副其实的绿色汽车。该公司已推出了商品型混合燃料车,该车1升油可行驶28千米,这不能不说是一个令人为之鼓舞的数字。
据美国《大众科学》杂志2000年9月号报道,正当人们推崇电动汽车,认为这是实现“零排放”的最好选择的时候,一种新一代的无污染的内燃发动机即将诞生。据说,新一代的内燃发动机不仅十分高效,而且十分洁净,以至在空气污浊的日子里,这种发动机所排放的废气甚至比司机呼吸的空气还要干净。如果这种无污染汽车成为未来汽车的发展趋势,那无论是对环境保护,还是对汽车厂家,对消费者都是一桩幸事。
(2)太阳能汽车太阳把光明和温暖送到了人间,太阳能同时也成为地球上重要的能源。太阳能是真正洁净的能源,在利用的过程中几乎没有污染,而且,太阳能还具有取之不尽、用之不竭的特点,不像石油,再有四五十年就可能会枯竭。把太阳能转变为电能储存在蓄电池中,再把电池安装在汽车上,电池释放的动能驱动着汽车到处跑,这种汽车就是新型的太阳能汽车。
早期的太阳能汽车是在墨西哥制成的。这种汽车,外形上像一辆三轮摩托车,在太阳照射下,太阳能电池供给汽车电能,使汽车开动起来,这种汽车的时速可达到40千米。但是这种汽车每天所获得的电能只能行驶40分钟,所以应用的意义不大,却为太阳能汽车的探索作出了贡献。
目前,日本、德国、美国、法国和印度等国家都已研制出太阳能汽车,并进行交流和比赛。
进入21世纪,科技的发展一日千里,前几年还是作为概念车的太阳能汽车,现在已具有了一些实用价值。这是彻底意义上的绿色环保车。但太阳能汽车要真正替代内燃机车,还有很长的路要走。
(3)氢气汽车氢气作为动力燃料,已广泛用于各种空间飞行器,由于氢气中不含碳元素,因此燃烧时不产生二氧化碳,比甲烷(CH4,天然气的主要成分)更洁净,此外,它是资源最丰富的化学元素之一,以至于科学家将21世纪喻为“氢的时代”。氢燃料电池很有可能成为汽车最佳动力源之一。
目前在氢气汽车的开发上已经积累了一些成功的经验。加拿大温哥华巴拉德电力公司研制成功一种无污染的绿色汽车。这种汽车上装有氢气燃料箱,氢气燃烧后将化学能转换成电能,以此作为汽车动力。由于这种汽车噪声小,不排放有害尾气,因此对环境没有危害。
虽然各国在研制氢气汽车方面都有了一些进展,但专家估计,要使之真正商品化还需几十年左右的时间。
(4)酒精汽车在巴西,酒精汽车曾经最为流行。为减少石油进口,巴西从1974年开始实施酒精代替石油计划。1986年,巴西用甘蔗生产了150亿升酒精并用于汽车燃料,约占该国汽车燃料的50%。
(5)甲醇汽车最近,日本甲醇汽车公司生产的首批甲醇汽车在东京投入运营。美国福特、通用和克莱斯勒等汽车公司也在研制生产甲醇汽车。
英国展出一款可以使用甲醇、乙醇和汽油燃料3种燃料驱动的骑车(6)天然气汽车目前世界上天然气汽车已达500多万辆,约占汽车保有量的1%。同传统的汽油汽车相比,液化石油气汽车运行成本只有汽油车的65%。天然气价格比汽油低1/3,故天然气汽车可以节约20%的费用。更为重要的是天然气汽车可以大大减少二氧化碳的排放量,减少有害气体对环境的污染,与汽油车相比,在排放的污染物中,一氧化碳减少了90%,碳氢化合物减少了80%,氮氧化物减少了87%。
(7)“饮水”汽车人们设想用当代最高级的能源——核能作为汽车动力源。核聚变的主要原料是氢、氘等,将从海水中提取氘的装置与核反应堆装置配套使用,汽车就能拥有用之不竭的能源。这种“饮水”汽车其实是核能汽车。
(8)“噬菌”汽车气态氢是一种无污染、高热值的燃料。人们已经研制成功用光合作用培养细菌来生产氢气,这种汽车时速可达200千米。
(9)“侏儒”车美国还研制了燃烧效率比现有汽车高3倍的、风靡欧洲的电动“侏儒”车,该车具有速度高、低公害、易操作和微型化等众多优点,这种新型绿色汽车已经开始进入实用化的阶段。
(10)碳素纤维汽车日本东京电力公司最近推出一种以碳素纤维为车身的汽车,这种汽车的最高时速可达176千米,被专家们称为“绿色汽车的楷模”。据德国宝马汽车公司测算,目前仅欧洲每年退出使用的汽车就达2000万辆,其中宝马公司年报废汽车将达到25万辆,因此,如何有效地回收利用材料成为一个研究的课题。
畅想未来我们生活中有哪些新能源。新能源如何为我们的生活提供便捷服务。
据国外媒体报道,虽然现在人类把绿色能源的目光聚焦在了太阳能、风能和核能这些能源上,但是在我们的地球上还有其他一些可以被人类利用的绿色能源。科学家还在积极努力,探索那些新的能源产品。相信在不久的未来,更惊人更有吸引了的能源产品就会问世。下面让我们来看看未来有可能被开发的10大新能源。
1.人体能量
如果你生活在大城市,那么在不久的将来,你的身体也会成为一种城市能源。人类活动如跑步、散步等都可以用来产生能量。美国麻省理工学院建筑和规划系的学生詹姆斯·格拉汉姆和撒德尤思·朱思雅克设计出一个可将人行走时产生的能量转化为电能的“概念性城市设计”。在城市里铺设采用压电材料制作的地板,内装动作感应系统,可将行人的每一个行走动作瞬间产生的能量都转换成电能。他们的这种设计可以实现未来城市的基础设施照明,是未来城市基础能源的一种很有借鉴意义的新能源替代方法。人体能量也是第一次成为最有可能实现的新能源产品之一。
2.粮食能源
迅速增长的生物燃料让我们得到启示:粮食永远伴随人类的一生,那么粮食产生的能量也会永远伴随人类一生。澳大利亚的一家公司就已经从椰子上开始生产能够替代柴油的新能源“椰子油”了。椰子作为替代柴油的燃料由来已久。在第二次世界大战期间,由于柴油供应短缺,在当时的菲律宾,椰子油就成为一种受当地人喜欢的替代燃料。大约半打椰子就可以生产出一升汽油产生的能量。
目前,世界各国都在开始研究粮食能源,希望从伴随人类一生的粮食上找到未来可替代石油的能源。欧洲的国家在研究如何从葡萄中提炼乙醇。
3.藻类能源
在科学家的眼中,藻类是地球上石油和天然气的来源,并且藻类被环保者和能源生产者视为最环保的物质。有数据表明,每亩大小的藻类可以产生比传统的乙醇来源(如玉米)高15倍的能源。这些绿色植物甚至可以像海绵一样如饥似渴地吸取二氧化碳。
在过去,用藻类提取能源的费用非常昂贵。加上藻类的生长受诸多条件限制,阻碍了其作为大规模生物燃料的生产应用。特别是藻类需要在大量的阳光下才能生长,这制约了藻类能源的发展。但美国旧金山的Solazyme公司却设计出了一个新的办法,他们在黑暗的环境中用糖喂养海藻,然后再提取加工成各种燃料。目前该公司还在尝试转基因藻类植物的提取和加工,一旦未来得到许可,转基因藻类将成为重要的新能源来源。
4.细菌能源
大肠杆菌一向不受欢迎,但是在未来也许就很受欢迎了,因为能从大肠杆菌中提取能源。
美国硅谷的LS9公司的研究员去年初已经发明了一种细菌遗传改造转基因技术:细菌中也可以提取“石油”。他们利用生物工程技术,对包括大肠杆菌在内的不同菌株进行遗传改造和微生物转基因培养,促使这些微生物在细菌的作用下,把能量转换成乙醇或石油替代品。
在未来,一切都成为可能,细菌也会成为最受欢迎的能源产品。
5.垃圾能源
在上世纪80年代好莱坞的典型影片《回到未来》中,疯狂的科学家用香蕉皮、蛋壳和其他形式的垃圾转变成气体,来作为时间旅行机的燃料。现在,好莱坞科幻**中的情节变为了现实。加拿大拟建造北美地区规模最大的汽化垃圾发电厂。科学家相信在经过初期焚烧发电的简单工艺之后,新技术的出现在未来有望引领垃圾发电进入新阶段。
该新型垃圾发电厂号称北美第一的汽化垃圾发电厂。整个项目将耗资1.25亿美元,建成之后每天能吸收城市生活垃圾400吨,每天发电量可达到21兆瓦。
废物转化为能源一直很有争议,批评人士认为在产生能源的同时会伴随出现温室气体。但是科学家发明的一种名为等离子电弧汽化发电的技术。这种技术在经济成本上和环保指标上具备很大优势。加拿大帕拉斯科能源集团已经和政府签订合同,采用这种新技术在未来生产更多的能源。
6.天气能源
这听起来有点不可思议,不过加拿大工程师路易斯·米彻尔德正在实验一种新的清洁能源产生方式:人造龙卷风。他提出的大气能源转换理论非常吸引人。这个理论并不复杂,当气流上升温度升高时就会引起温度的差异,于是空气随之开始形成漩涡,漩涡带动发电机产生电能。
此时的漩涡已经是可以抵达对流层的真正龙卷风了,其风速高达每小时200英里。用这种发电系统能够产生200兆瓦特的电能,这足以供给20万户家庭的用电需求。
在日本,寒冷的天气也不会被白白浪费掉。日本北海道新千岁机场使用冬季的积雪为夏天机场的候机大楼降温,机场跑道使用顶级的隔热设备,能够最大限度地减少积雪融化。据测算,这一计划如能实现预期目标,每年可节约制冷费用约6000万日元,此外还能通过减少用电而起到削减二氧化碳排放的效果。
7.温室气体能源
发展清洁能源是为了遏制温室气体对环境造成影响的一大原因。但是美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家认为,其实温室气体一样也可以产生清洁能源,这是因为现有的技术可以将有害的温室气体变成燃料。例如温室气体中的碳酸钾在一些化学手段下可以高效吸收空气中的二氧化碳。另一个值得我们注意的是,科学家正在测试一种热电发电机,看看是否从汽车排气系统中的废气中重新捕捉能源并产生电力。
8.有机废物能源
清洁能源其实来源并不清洁,简单地说,就是将有机垃圾变成燃料。美国正大规模兴起使用清洁能源的热潮,旧金山的人们在城市街道上收集宠物粪便,宠物粪便通过一定的设备可转化为生物燃料。在加利福尼亚州,老式的沼气设备非常受欢迎。
未来也许这些有机废物通过技术革新也会成为新能源产品。现在在美国,已经出现了专门收集有机废物的能源转换工厂,专门收集各种有机废物,来提取生物燃料。
9.IT能源
开发替代能源可以缓解能源困境,但它们并非惟一的解决办法。
家庭和企业的大部分能源成本很高,是因为利用能源的效率不高,浪费太严重。美国一家新成立的Sentilla公司,重点研究能源管理技术。
通过智能芯片和软件来提高能源利用效率。他们研制的芯片能够测量计算机和服务器的耗电量,然后通过分析数据,得出最有效的使用IT设备的计划,充分提高IT产品的能源使用效率。
谈到利用效率,人们经常会说可以升级电网。但是由于技术问题,传统电网产生的电能至少有7%都被浪费掉了,无形中给消费者增加了成本。美国银泉绿色科技公司认为,未来智能电网技术可能会解决这些浪费问题。该公司把网卡集成到电力设备、燃气表、及水表上,使每个家庭的电器终端拥有独立的IP地址,这样就可以跟踪监测公用事业企业和消费者的实际能源消耗情况,达到节能的目的。
10.空气能源
当不刮风时,风力发电场就必须依靠其他的能源来维持发电机的运行。空气如何持续不断地提供能源呢?随着汽车制造商在这方面投入越来越大的兴趣,空气能源的利用技术将不是问题。
压缩空气能源储存系统的原理是将空气压缩进地下存储罐,作为风力涡轮机电机的备用能源。汽车制造企业还期望利用类似压缩空气的原理制造出零排放的汽车。一家瑞典汽车制造公司MDI,开发出了这种储存压缩空气燃料罐的空气动力原型车,能将压缩的空气高压储存在燃料罐中,当空气被释放,它的膨胀力会推动引擎的活塞运动。
生物燃料的国外现状
目前,生物燃料主要被用于替代化石燃油作为运输燃料,如替代汽油的燃料乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。在化石燃料储量逐步下降、环境保护日益严峻的背景下,生物燃料受到各国政府的高度重视。欧盟委员会积极推进生物燃料发展,制定了2015年生物燃料占运输燃料消费总量8%的目标。美国通过法律手段强制在运输燃料中添加生物燃料,具体比例是柴油中添加2%的生物柴油,汽油中添加5%的燃料乙醇。据调查数据统计,2011年8月16日,美国白宫宣布推出一项总额为5.1亿美元的计划,由农业部、能源部和海军共同投资推动美国生物燃料产业的发展。英国政府从2006年起要求生产运输燃油的能源企业必须有3%的原料是来自可再生资源,并且比例将逐年提高。根据国际能源机构(IEA)的数据,2010年全球生物燃料日产量为182.2万桶,2011年降至181.9万桶。 作为应对气候变化战略的一部分,西欧和北美政府强制要求,在未来15年里汽油和柴油中要添加更多的生物燃料组分。修改后的欧盟燃料质量法规定,欧盟汽油中可再生乙醇的含量将从5%倍增至10%,欧盟各国将在加油站出售这种命名为E10的汽油。
世界对生物柴油的需求量有望从2006年的690万吨增长至2010年的4480万吨。到2010年,亚洲有望超过北美、中欧和东欧,成为仅次于西欧的世界第二大生物柴油生产地区。全球生物柴油工业呈现快速增长,2000~2005年产能、产量及消费量年均增长率约为32%,而到2008年产能和需求增速更快,年均增速将分别达到115%和101%,甚至更高。2005~2010年全球生物柴油生产模式也将发生变化,2005年西欧生物柴油产量占全球总产量的75%,2010年将减少至低于40%,主要原因是以亚洲为首的其他地区产量增速加快,亚洲将可能成为第二大生物柴油生产地区,其次是北美地区。从消费情况来看,2005年德国占全球消费量的61%,其他消费国家主要包括法国、美国、意大利和巴西,其消费总和只占到全球消费量的11%。2010年,美国可能成为全球最大的生物柴油市场,占全球消费量的18%,新的大型消费市场将出现在中国和印度,其他国家的消费总和将占到全球消费量的44%。生物燃料的原料来源成为生物燃料可持续发展的重要课题。
东南亚正在崛起成为一个主要的生物柴油生产基地,到2010年更有望成为世界上领先的供应地区。东南亚各国政府和企业纷纷斥巨资发展生物柴油工业,在建的生物柴油工厂遍及各地,也因此成为未来西欧和北美地区生物柴油的主要供货地。棕桐油是东南亚最丰富的自然资源之一,将成为该地区发展生物柴油工业的主要原料。同时,该地区还计划将大量土地开发为新的油棕种植园。东南亚生物柴油工业发展最快的是马来西亚,然后是泰国和印尼,马来西亚和印尼的粗棕榈油合计产量大约占到全球产量的85%。
泰国能源部去年5月份开始实施一项到2012年使生物柴油产量达到255万吨的计划。马来西亚政府表示,2007年,该国生物柴油产量将翻一番多,达到110万吨,工厂将由3家增加至今年的22家,到2008年将达到29家,到2010年,马来西亚生物柴油产量将达到330万吨,成为仅次于美国和德国,与印度并列的世界第三大生物柴油生产国。印尼政府表示,该国生物柴油产量有望从2006年的18万吨增长至2007年的75万吨,到2008年将达到120万吨,该国的生物柴油工厂将由4家增加至今年的15家,到2008年将达到23家。到2010年,印尼和泰国的生物柴油年产量都将达到约130万吨。 目前,巴西所有车用汽油均添加20%~25%的燃料乙醇,并且已有大量使用纯燃料乙醇的汽车。除在本国大力发展生物乙醇工业之外,巴西还积极开展国际“乙醇外交”。今年3月,巴西与美国签订了在西半球鼓励生产和消费乙醇的协定。此外,还同意大利和厄瓜多尔签订了共同开发乙醇项目的合作协定。中国限制使用玉米加工生物燃料之后,引起了巴西工业界的广泛关注,巴西农业部1995年就表示关注中国推广使用乙醇汽油的行动,希望与中国在发展乙醇燃料方面进行广泛的合作。
美国从上世纪70年代开始利用其耕地多、玉米产量大的优势,发展燃料乙醇,目前以玉米为原料生产燃料乙醇的生产工艺已经基本成熟。今年年初布什表示,美国到2012年法定的可再生和替代性能源的总量目标是要达到75亿加仑,到2017年达到350亿加仑,而当前的替代能源每年产量是40亿加仑。因此美国玉米价格节节攀升。随着对燃料汽油需求的不断增加,美国的乙醇加工项目也不断上马,2004—2005被用于生产乙醇的玉米总量是13.23亿蒲式耳,2005~2006达到21.5亿蒲式耳,美国农业部预计,2007年将会有约32亿蒲式耳玉米用于加工成燃料乙醇。
一些企业正在致力于将非粮食类或废弃生物质如秸秆等转化为乙醇,以帮助解决原料供应问题。以木质纤维素为原料生产生物乙醇是技术开发的焦点。木质纤维素来源于农业废弃物(如麦草、玉米秸秆、玉米芯等)、工业废弃物(如制浆和造纸厂的纤维渣)、林业废弃物和城市废弃物(如废纸、包装纸等)。目前世界各国研究利用木质纤维素发酵生产乙醇的科研机构都围绕着这几大关键技术进行攻关,但是目前世界上还没有一家工业规模利用纤维质原料生产燃料乙醇的企业。其主要障碍是酶解成本过高、缺乏经济可行的发酵技术。因此,技术路线的优化组合问题、生产过程中成本降低的问题以及乙醇废糟的综合利用等问题,需要解决。
养殖藻类是另一个潜在的生物燃料原料。一些企业正在开发从藻类中产业化生产合成气和氢气的体系。绿色燃料技术公司与亚利桑那公共服务公司合作,利用以天然气为原料的发电厂排出的二氧化碳养殖可以转化为生物柴油或生物乙醇的藻类。绿色燃料技术公司的技术去年在亚利桑那州的一个发电厂进行了中试并获得了巨大成功。公司计划将该项目范围扩大,并于2008年在亚利桑那州开始商业化生产,然后扩展至澳大利亚和南非。 我国玉米资源比较丰富,2006年产量1.44亿吨,居世界第二位,玉米秸秆年产量达6亿多吨。在全球高度关注能源危机,关注可再生资源开发利用的大背景下,以玉米为原料生产的燃料乙醇、玉米乙烯及其衍生物、可降解高分子材料等,成为企业竞相开发和投资的热点。2006年,我国可再生能源年利用量已达到1.8亿吨标准煤,约为一次能源消费总量的7.5%。掺入10%燃料乙醇的乙醇汽油成为中国能源替代战略的着力点之一。
2001年国内酒精原料中玉米占原料总量的比重为59%,到2006年,这一比重已经上升到79%。目前有关部门正着手研究、开发汽车用甘蔗燃料乙醇。目前我国甘蔗年产量在8500万吨左右,仅产食用酒精50多万吨。若技术攻关成功,成本控制得当,用甘蔗生产燃料乙醇,将会有很好的发展前景。但问题在于,我国甘蔗种植面积十分有限,主要集中在广西、云南等少数几个省份,而且随着国内食糖消费量大幅增加,价格也将一路上扬,生产成本将可能大大高于玉米制造燃料乙醇。国家发改委相关人士也表示,继续推广乙醇汽油是大势所趋,非粮生物能源如红薯、木薯、甜高粱、纤维质乙醇是今后发展的重点,将加大这方面的科研投入力度。而另一方面,相关部委紧急叫停玉米加工乙醇后,政府仍会继续“适度”发展燃料乙醇行业,坚持能源与粮食双赢,在确保粮食安全的前提下,国家会采取一些财税扶持政策,支持燃料乙醇的生产和使用。
(一)我国大型集团公司积极进行生物燃料的研究开发及生产
2006年11月,中国石油集团与四川省签订合作开发生物质能源框架协议,双方将以甘薯和麻疯树为原料发展生物质能源,“十一五”期间将建成60万吨/年燃料乙醇、10万吨/年生物柴油项目。2006年12月,中石油又与云南省签署框架协议,在以非粮能源作物为原料制取燃料乙醇、以膏桐等木本油料植物为原料制取生物柴油等方面进行合作。2007年初,中石油与国家林业局就发展林业生物质能源签署合作框架协议,并正式启动云南、四川第一批能源林基地建设。作为我国石油能源行业的巨头,中石油在生物质能源的频频出手令人瞩目,充分显示了生物质能源对中石油集团发展的战略重要性。中石油总经理表示,“十一五”末,中石油非粮乙醇年生产能力将超过200万吨/年,达到全国产量的40%以上,同时形成林业生物柴油每年20万吨/年的商业化规模,并建设生物质能源原料基地40万公顷以上。
无独有偶,中粮集团近年也将生物质能源发展提到了战略重地的高度,一时间与中石油并驾齐驱,成鏖战之势。2007年4月6日,紧随中石油之后,中粮集团与国家林业局签署《关于合作发展林业生物质能源框架协议》,双方将重点建设一批能源林基地,开发利用林业生物柴油、燃料乙醇和木本食用油三大产品。
中粮集团在燃料乙醇、生物柴油等方面频频重拳出击,进行企业并购。目前,国家发改委先后批准建设的4套燃料乙醇生产装置。2006年国家审批第5个燃料乙醇生产装置,也是唯一的一个非粮作物燃料乙醇装置——广西15万吨/年木薯乙醇项目正在建设中。
2006年7月,中石化在攀枝花建设了一座10万吨/年的生物柴油装置,配套的能源林基地为40万~50万亩。同月,中石化总投资约1800万元、规模为2000吨/年生物柴油的试验装置在河北建成。2007年4月13日,中石化与中粮集团签订《关于发展中国生物质能源及生物化工的战略合作协议书》,共同发展生物质能源及生物化工,双方将在未来5年内合作建设100万~120万吨/年燃料乙醇的生产装置。
尤其值得注意的是,在政府的帮助下,一些中国公司在海外开办生物燃料加工厂。例如,一家中国企业在尼日利亚投资9000万美元开生物乙醇加工厂,以木薯作原料,年产15万吨,北京出资85%,15%由尼日利亚政府负担。2007年4月12日,国家科技部与意大利环境国土与海洋部签署协议:武汉的生物柴油公司与意大利有关单位合作,在武汉兴建一条将餐馆产生的潲水油、地沟油等废弃油脂,加工成为生物柴油的生产线。这条生产线建成投产后每年可生产3万吨生物柴油,生产成本在5000元/吨左右,与石油柴油相当,发展前景看好。该项目在武汉实施成功后还将向我国的其他大中城市推广。
(二)国家鼓励以非粮食作物进行生物燃料的研发及生产,企业积极响应
国家发改委2006年12月18日下发的《关于加强玉米加工项目建设管理的紧急通知》明确提出,我国将坚持非粮为主积极稳妥推动生物燃料乙醇产业发展,并立即暂停核准和备案玉米加工项目,对在建和拟建项目进行全面清理。通知要求,“十五”期间建设的4家以消化陈化粮为主的燃料乙醇生产企业,未经国家核准不得增加产能。
相关部委鉴于目前危及粮食安全的严峻形势对国内一些地方盲目发展玉米加工乙醇能力的态势实施紧急刹车,令生产企业猝不及防。粮食问题直接关系到整个社会与国家经济的稳定,这也许是国家部委对发展玉米加工乙醇能力紧急刹车的最根本原因。去年玉米和大豆的国际期货价格大幅飙升,受此影响,国内市场的玉米价格也一路走高,国内四大定点乙醇生产厂全部亏损,为了不进一步刺激玉米需求,国家发改委此前已经叫停了一些中小乙醇生产项目。
国家现在和将来都不会鼓励用玉米大规模发展燃料乙醇和工业酒精,但我国有6亿多吨的农作物秸秆,应该展开规模化利用,还有北方的甜高粱及南方的木薯等非粮作物都在国家鼓励利用之列。寻找玉米替代资源,企业已经开始行动。
中粮集团正努力发展木薯、甜高粱和纤维素乙醇,中粮集团的广西15万吨/年木薯乙醇项目正在建设中,计划在今年投产;甜高粱乙醇正在中试阶段,分别在广西桂林和内蒙古五原建设了液态发酵和固态发酵中试装置;在黑龙江肇东建立了500吨/年的纤维素乙醇中试装置,目前正改造生产装置,优化工艺流程,为万吨级工业示范装置的建设奠定基础。到2010年,中粮集团将年产燃料乙醇310万吨,其中玉米乙醇占42%、木薯乙醇占26%、红薯及甜高粱等为原料的乙醇占32%。 诚然,我国有丰富的非粮生物质资源有待开发利用,除了有农作物秸秆、甜高粱、木薯、红薯处,还有甘蔗、甜菜、芒草、柳枝稷等。但这些作物普遍存在收集、贮运的难题,生产中又有技术、工艺、设备不成熟等诸多问题,另外农业生产的季节性和工业化生产连续性的矛盾也是制约非粮食乙醇发展的主要因素。
(一)乙醇燃料的推广促使粮食价格上涨
让人担忧的迹象频频出现。世界一些积极推广乙醇燃料的国家粮食已在上涨,比如美国、巴西、墨西哥和中国等国家。以美国为例,用玉米生产乙醇对粮价上涨起到了促进作用。2006年8月,购买1蒲式耳(等于35.238升)玉米要付2.09美元,但2006年9月、10月、11月和12月,这个价格分别上涨到2.2美元、2.54美元、2.87美元和3美元。2006年美国乙醇燃料工业消耗了美国20%左右的玉米,今年预计增加至25%以上。
在中国,掺入10%乙醇的乙醇汽油成为中国能源替代战略的重要目标,但是粮食和粮食产品与乙醇燃料的争夺也日趋白热化。专业研究机构预测,“十一五”期间,中国玉米缺口在350万吨左右,将由玉米的净出口国转变为净进口国,而加工企业抢购粮源必然会使玉米价格扶摇直上。此外,与其他国家不同的是,中国的玉米都是非转基因,非常适合人畜食用,用来生产乙醇燃料显然大材小用。
(二)反对声音渐起,有研究认为乙醇燃料加剧了环境污染
世界范围内已经有多项研究表明,被标榜为绿色的乙醇燃料并非如人所愿可以保环境,而是更加剧了环境污染。美国斯坦福大学大气科学家马克·雅各布森等人的研究结果表示,乙醇燃料对人和生物健康损害比人们以前想象的还要大,以乙醇为燃料的车辆可能导致更多人罹患或于呼吸系统疾病。如果用以乙醇为燃料的车辆替代所有的轿车和卡车,美国于空气污染的人数将增加4%。证明乙醇燃料不“绿”反“黑”的研究结果并非孤例。美国华盛顿州立大学的生物学家伯顿·沃恩的研究小组通过实际调查发现,生产乙醇的过程中造成了另一种环境污染,减少生物多样性和增加土壤的侵蚀。另外,即使用非粮食作物甘蔗来生产乙醇,也要消耗很多的水,每处理1吨甘蔗需要用水3900升(3.9吨水),对环境又增加了负担。
(三)生物乙醇产出效率较低
目前世界上普遍用玉米生产生物乙醇,但是产出效率比较低。即使技术最先进的工厂用100kg玉米也只能生产出约45L乙醇,而且在生产乙醇和栽培玉米等原料作物过程中消耗的能量相当于所产乙醇产生能量的80%,同时也会排放二氧化碳。科学家经过系统测算之后,对生物燃料的经济性产生了疑问。
生物燃料在生产过程中所消耗的能源比它们所能够产生的能源要多,并且生产成本高于它们所替代的石油燃料。能源成本首先包括种植作物所需的化肥,也包括进行转化所需的水、蒸汽及电力。经济成本包括人工、除草剂、灌溉与机械以及化肥。与汽油相比能量密度较低的乙醇还增加了运输成本,并降低了发动机效率。玉米、柳枝稷、木质纤维素、大豆及葵花油等多种生物燃料原料植物的能源与经济性逆差是相似的。所有植物生长都需要二氧化碳,当这些植物作为燃料或者转化为其他用于燃烧用途的燃料时会被再次释放出来。从这个意义上说,生物质对碳吸收与排放的影响是中性的。不过,这没有将耕种、施肥、施杀虫剂、运输、干燥以及转化为可用燃料的过程中的能源消耗考虑进去。其中,化肥是消耗能源的主要方面,工业固氮生产氨的Haber-Bosch工艺需要消耗大量能源,大约每吨氨需要3100万英热单位的能源,如果原料不是天然气,而是煤,或者采用需部分氧化的其他工艺,则每吨氨需要4100万英热单位的能源。磷肥与钾肥生产过程中所消耗的能源要低许多(主要是在机械开采、粉碎、干燥等环节)。化肥在生物乙醇、生物柴油生产过程所消耗的能源中分别占45%、24%。在生物柴油的生产过程中,需要与甲醇进行酯交换反应,而这也要占到所消耗能源的35%。 我国正在拟订生物能源替代石油的中长期发展目标,到2020年,生物燃料生产规模达到2000万吨,其中生物乙醇1500万吨、生物柴油500万吨。如果进展顺利,到2020年,达到3000万吨以上。2006年我国进口石油1.4亿吨,预计2010年进口2亿吨,2020年进口3亿吨。这就能够在2020年以前把我国石油的对外依存度控制在50%以下,提高我国能源安全。中国的生物燃料很丰富,秸秆和林业采伐加工剩余物有10亿吨,合5亿吨标准煤,还有900万公顷木本油料林和薪碳林,30多种油料树种。
“十一五”我国将投入1010亿美元,到2020年实现生物能源占交通能源需要的15%,即1200万吨。我国还计划到2010年种植1300万公顷麻疯树,从中提取600万吨生物柴油。柴油机燃料调合用生物柴油(BDl00)生产标准近日正式颁布,于2007年5月1日实施。这必将大大促进我国生物燃料产业的发展。
但是为避免对粮食生产威胁,我国发展燃料乙醇也正在从粮食为主的原料路线向非粮转变,当然,作为调节粮食供需余缺的手段,玉米燃料乙醇仍将保持适度的规模。从大方向来看,不能再用粮食做燃料乙醇。用非粮物质替代石油将是长远的方向。我国农村劳动力丰富,在田头地角都可以种植纤维素原料植物,更有条件发展。
当2008年国际油价重挫曾一度冲破40美元之时,作为替代能源之一的燃料乙醇的发展前景也令人担心。但燃料乙醇拥有清洁、可再生等特点,可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放。未来我国燃料乙醇行业的重点是降低生产成本、减少政府补贴,为此,制定生物燃料乙醇生产过程的消耗控制规范,及产品质量技术标准,统一燃料乙醇生产消耗定额标准,包括物耗、水耗、能耗等,是降本增效的有力手段。而未来我国燃料乙醇行业发展的方向是如何实现非粮乙醇的规模化。因此,决定未来燃料乙醇发展前景的关键是成本和技术。
未来,中国政府还将继续适度发展燃料乙醇行业。“十一五”期间,中国燃料乙醇的潜在市场规模将急剧扩大。以中国四家燃料乙醇生产企业的产能来看,远远不能满足未来国内对燃料乙醇的需求,燃料乙醇装置产能扩张不可避免。因此计划到“十一五”末,国内乙醇汽油消费量占全国汽油消费量的比例将上升到50%以上,这意味着届时中国燃料乙醇的产能和产量将会有一个质的飞跃。 中国在生物燃料方面的政策扶持相对较晚,近年随着政府的重视,生物燃料技术迅速提高,市场竞争日趋激烈。截至2010年底,我国生物质固体成型燃料年利用量为50万吨左右,非粮原料燃料乙醇年利用量增加20万吨,生物柴油年产量为50万吨左右。根据《可再生能源中长期发展规划》和《可再生能源发展“十一五”规划》,国家确定的“十一五”生物质能的发展目标为:到2010年,生物质固体成型燃料年利用量达到100万吨,增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万吨,生物柴油年利用量达到20万吨。可见我国生物燃料的发展规模距离之前的规划相去甚远,生物质固体成型燃料只完成了1/2,非粮燃料乙醇则仅完成了既定目标的10%左右。总的来说,我国“十一五”期间生物质能源的利用出现“虎头蛇尾”的情况,究其原因主要是国家产业扶持政策没有跟上。截至2012年4月中旬,《可再生能源发展“十二五”规划》已上报,但仍未正式发布。《规划》已初定我国2015年生物燃料乙醇年利用量达到500万吨,与“十一五”的规划目标相比翻了一倍多;生物柴油年利用量为100万吨。
为了“十二五”期间不重蹈覆辙,我国有关部门正在积极制定应对措施。根据《可再生能源中长期发展规划》,到2020年,我国生物柴油年利用量达到200万吨,生物燃料乙醇年利用量达1000万吨。而由于化石能源的有限性,开发新型能源已上升为各国的能源战略。目前全球原油可采年限约为46年,而我国石油可采年限仅为15.62年。发展替代能源是解决我国能源供应紧张问题的有效途径。虽然由于原料短缺及价格高涨等原因,目前我国生物柴油的产能利用率较低,有些企业处于部分停产甚至完全停产状态,但随着国家产业扶持政策的出台,“十一五”期间生物燃料“先热后冷”的局面将不再出现,生物柴油行业必将得到长远的发展。
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