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浅谈几种新型燃料能源的发展现状

【摘要】介绍了近几年来新发展起来的几种新型燃料能源，包括乙醇汽油、生物柴油、甲醇汽油、煤制油。主要探讨了它们的发展现状以及存在的必要性。
【关键词】新型能源燃料；发展现状；必要性
受资源的影响，我国原油供求矛盾日益突出，自从1993年以来，我国从原来的石油出口国转变为石油进口国，且石油的进口数量逐年上升。2005年，我国的原油产量为18150万吨，石油净进口量为13617万吨，石油的对外依存度达到42.9%，创历史新高。预计今后相当长的一段时间内，我国的原油需求仍将继续保持较快增长，使我国的能源供应安全问题更为突出。由于能源的缺乏直接危及到我国战略安全因此，寻找和开发新能源已成为我国的重要战略问题。

1、乙醇汽油
在不添加含氧化合物的液体烃类中加入一定量变性燃料乙醇后用作点燃式内燃机的燃料，加入量（体积分数）为10.0%，称为E10。
1.1、国外乙醇汽油的发展现状
在国外，车用乙醇汽油的生产和使用技术已经十分成熟。美国和巴西是目前世界上最大的车用乙醇汽油生产和消费国。美国推广使用车用乙醇汽油已经有近30年的历史。2004年，美国已经有41个州在推广使用车用乙醇汽油，乙醇汽油的消费量已经超过全部汽油消费量的20%，全美8%的玉米产量用来生产燃料乙醇。巴西是石油资源贫乏的国家之一，政府禁止消费不含乙醇的汽油。巴西甘蔗产量的43用于生产燃料乙醇，乙醇消耗总量的92.5%用于交通。巴西市面销售的车用汽油均为乙醇汽油，乙醇汽油的乙醇含量主要在20%至26%。巴西是世界上唯一不使用纯汽油作汽车燃料的国家。现今，在巴西有四百多万辆汽车专门以纯酒精为燃料，其它汽车则全部改用乙醇汽油。在欧洲，法国、英国、德国、奥地利等国都提出发展燃料乙醇计划。在亚洲，印度、泰国等国也启动了燃料乙醇计划。
1.2、我国乙醇汽油发展现状
早在2001年，河南省郑州、洛阳、南阳三市中心城区率先开始试点使用车用乙醇汽油。2年后，郑州、洛阳、南阳三市近20万辆车参加了封闭运行。从2003年10月18日零时起，吉林省所有使用汽油的汽车、摩托车全面停止使用车用汽油，全面推广使用车用乙醇汽油。这是继河南后，第二个推广使用车用乙醇汽油的省份，这标志着政府车用乙醇汽油的推广范围和力度正在加大。目前国内9个省使用乙醇汽油，从今年3月起，广西也在全区开始销售使用车用乙醇汽油。
1.3、我国推广乙醇汽油的原因
目前，我国的粮食出现了阶段性结构性过剩。由于车用乙醇汽油中的燃料乙醇是用粮食提炼而成，这样，可以解决困扰我国多年的陈化粮问题。另外，燃料乙醇具有自供氧性，可以增加汽油的含氧量，使汽油燃烧更充分。使用含有10%燃料乙醇的车用乙醇汽油，可以减少汽车尾气CO排放量30%以上、CH排放量10%，使汽车尾气中氮氧化物、酮类等污染物浓度明显降低。同时车用乙醇汽油在调配过程中加入了适量的防腐剂，因此不会对汽车的零配件产生腐蚀作用。

2、生物柴油
生物柴油是清洁的可再生能源，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
2.1、国外生物柴油发展现状
　　西方国家生物柴油产业发展迅速。近年来，西方国家加大生物柴油商业化投资力度，使生物柴油的投资规模增大，开工项目增多。美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚印度等国都在积极发展这项产业。生物柴油1988年在德国开发成功，用菜籽油生产生物柴油，并在1989年正式投放市场， 1991年德国立法推广应用生物柴油。美国1999年生物柴油销售量仅为50万加仑；2000年就猛增到500万加仑，2001年总需求量超过2000万加仑，其销售需求增长率惊人。
2.2、我国生物柴油发展现状
　　我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达到国际先进水平。中国生物液体燃料目前主要以燃料乙醇和生物柴油为主。近年来，中国相继建成了许多年产量过万吨的生物柴油厂。预计到2010年，中国生物柴油需求量将达2000万吨，生物柴油行业投资前景将非常乐观。此外生物柴油由于竞争力不断提高、政府的扶持和世界范围内汽车车型柴油化的趋势加快而前景更加广阔。到2010年，中国年生产生物柴油将达到约100万吨；到2020年，年产生物柴油将达到约900万吨。
2.3、生物柴油的优点
（1）原料易得且价廉。用油菜籽和甲醇为生产原料，可以从根本上摆脱对石油制取燃油的依赖；
（2）有利于土壤优化。种植油菜可与其他作物轮种，改善土壤状况，调整平衡土壤养分，挖掘土壤增产潜力；
（3）副产品具有经济价值。生产过程中产生的甘油、油酸、卵磷脂等一些副产品市场前景较好。
（4）环保效益显著。生物渣燃烧时不排放二氧化硫，排出的有害气体比石油柴油减少70%左右，且可获得充分降解，有利于生态环境保护。

3、甲醇汽油
甲醇本身可以燃烧（我们的航模大部分用的是甲醇燃料）与汽油相比较，甲醇的辛烷值高大于110，抗暴性好，蒸发热值大。车用高清洁醇醚汽油的生产工艺大致为甲醇+特种改性剂+轻质油（轻烃）+90号汽油+抗氧化剂+清净分散剂，通过常温常压下搅拌混合并静态反应18小时后可出库使用。甲醇汽油以掺入的比例来表示，如掺入15%的甲醇则简称为M15，掺入85%的甲醇则简称为M85，如果是纯甲醇燃料则用M100来表示。 我国地方标准有M5、M15、M25车用甲醇汽油标准。但是有关资料显示，甲醇是无色液体，有刺鼻的气味，能溶解于酒精和水。甲醇毒性很大，主要经呼吸道和胃肠道吸收，皮肤也可部分吸收，明显的蓄积作用将危害人的神经系统，尤其是视神经系统，而且一旦进入人体，就不易排出。目前，甲醇汽油还没有相应的国家标准。
4、煤制油
煤制油是化工项目，是通过一系列复杂的化工工艺，中间涉及液化、脱硫、分离等非常复杂的过程。它甚至比一般的炼油厂的工艺还复杂得多，比一般的化工厂的工艺也要复杂得多。可以说，它是煤液化厂、炼油厂、化工厂等的集成。
“煤制油”就是把相对不便于运输、贮存、使用的固态燃料转变为液态燃料，把相对污染程度较严重的“煤”转化为更洁净的“油”的技术。简单地讲就是将煤炭进行液化。目前，煤的液化有直接液化和间接液化两种途径。
（1）直接液化：将煤炭通过两个步骤的高压催化加氢精制而成各类油品，煤转化过程的热效率为59.75％。但这是前无先例的技术，存在一定的风险；对煤种有一定的要求，变质程度高的煤和惰性组分高的煤不太适合；得到的油品中芳烃类含量较高。
（2）间接液化：通过煤气化先将煤变成合成气，再经净化调整，形成以高分子蜡为主体的产物，再进行加氢裂解生成柴油、汽油等油品。与直接液化相比，它要经过较多的生产工艺步骤造成。优点是技术成熟，煤种选择面广，产品中主要是链烃，可与直接液化产品互补。缺点是技术能量效率较低。
4.1、国际煤制油发展现状
“煤炭间接液化”法已在南非实现工业化生产。南非煤炭储藏量高达553.33亿吨，煤炭占其一次能源比例为75.6％。南非1955年起就采用煤炭气化技术和费―托法合成技术，生产汽油、煤油、柴油、合成蜡等石油化工产品。萨索尔（Sasol）公司现有两套“煤炭间接液化”装置，年生产液体烃类产品700多万吨，其中合成油品500万吨，每年耗煤4950万吨。70亿美元投资早已收回。现年产值40亿美元，年利润近12亿美元。煤炭行业2003年来在高利润的刺激下，固定资产投资居高不下，未来一段时间煤炭行业潜在产能释放的压力较大。
4.2、国内煤制油的发展现状
最近几年，拥有煤炭资源的省份都纷纷集资、引资或合资，建设或开展大型煤制油项目的前期研究和规划。截至2006年底，在建和规划中的煤制油项目规模达到4017万吨／年。就在各产煤地“如火如荼”大上煤制油项目的时候，国家发改委于2006年７月发布了《关于加强煤化工项目建设管理 促进产业健康发展的通知》，提高了煤制油项目的准入门槛，对煤制油重大项目开始限制审批。有专家预测，到2020年，中国煤制油产业将形成5000万吨产能的规模。目前，我国共有神华集团、神华宁煤、伊泰集团、兖矿集团、潞安集团等的7个煤制油项目。
投资100亿元于2004年8月开工建设的神华集团煤直接液化项目，已被中国煤炭工业“十一五”发展规划列为煤化工示范工程。 是世界上第一条‘煤制油’生产线，目前已完成总工程量的95%，2008年将投入试运行并正式生产出‘煤制油’产品，这将是世界上第一个煤炭直接液化产品，中国具有完全自主知识产权。位于神东煤田的这条煤直接液化生产线建成投产后，年用煤量345万吨，可生产各种油品108万吨。 
4.3、我国发展煤制油的原因
　　据国家煤监局最新统计数据显示，2006年全国煤炭产量为23.3亿吨，实际产能达25亿吨左右，但全年社会需煤量仅为22.1亿吨。目前，煤炭新增产能合计约8.3亿吨，已超过煤炭工业“十一五”规划确定的5.8亿吨的建设规模。
    我国煤炭资源相对石油和天然气资源丰富，煤制油有一定的资源保障；技术比较成熟，可以大规模生产，此外，在价格上也有一定竞争力。相关研究表明，原油价格在28美元左右，煤制油在经济上可行。
4.4、发展煤制油的主要缺点
    （1）煤制油品尚处在工业化试验和示范阶段，还存在技术和工程放大风险。如果盲目发展对经济社会持续、健康、稳步发展将产生潜在的负面影响。
（2）煤制油能源利用效率低、二氧化碳排放高。
（3）煤制油项目用较高的投资将较低成本的原料转换为高附加值的石油产品。
（4）煤炭作为原料，对煤制油的生产成本也很重要，如果油价大幅下跌，煤制油将面临石油产品的市场风险。
（5）我国西部煤资源较为丰富，但水资源紧缺。不论把西部的煤运到其他水多的地方去加工，还是从富水地方运水到富煤区，都会增加很大的运输成本。  
总之，“煤制油”产业是一个高技术、高投入和高风险的新兴产业，其发展道路必须走规模化和集约化的模式。目前，国家需要对其实行宏观控制，集中各方力量，循序渐进。对“煤制油”项目的选择，既要考虑项目本身的效益和生存能力，又要考虑“煤制油”产业的总体布局；而作为具有战略意义的示范性项目，更应考虑以最低的成本、最大限度地实现技术的消化吸收、设备的本地化、知识产权的自主化。

5 结论
   我国很重视新型能源的发展，每种新型能源有各自的优势及相当的潜力，具有很好的发展前景。