2临沂市农业学校山东临沂2766003中国农业大学工学院北京100083冤
摘要关键词介绍车用生物燃料分类和发展车用生物燃料意义以及各国发展车用生物燃料采取的政策袁指出车用生物燃料发生物燃料燃料乙醇生物柴油文章编号院1672-9064(2019)03原085原03产量是2011年的3倍遥中国生物柴油年产量在世界生物柴油年产量所占比重基本呈现逐年增加趋势遥生产生物柴油主要原料为黄豆尧花生尧油菜尧黄芥菜尧烟草等草本油料作物及棕榈油尧橄榄油尧向日葵油以及海藻等咱8暂遥展过程中存在的急需解决的问题袁并对我国的车用生物燃料行业发展提出几点建议遥中图分类号院TK6文献标识码院A汽车行业是推动国民经济发展的引擎袁是体现国家经济及科研实力的标杆遥近年来中国汽车行业发展迅速袁汽车产销量飞速增长袁2017年中国汽车产销分别为2819万辆和速发展带来诸多社会问题袁如能源短缺尧大气污染尧交通拥的重要方向袁是解决上述问题的有效途径遥车用生物燃料正处于产业发展的初期袁存在诸多问题袁如生产工艺不成熟尧补贴政策不完善和市场环境不成熟等问题遥本文以中国车用生物燃料为分析对象袁重点分析中国车用生物燃料研发现状及存在的问题袁同时对车用生物燃料产业发展提出建议遥2803万辆袁较上年分别增长13.52%和14.13%咱1暂遥汽车产业高堵尧噪声污染尧公共安全等遥新能源汽车是未来汽车技术发展1车用生物燃料概念及意义
化得到的尧可替代化石燃料用于发动机的燃料遥咱2暂
车用生物燃料指通过物理尧化学方法从生物体提取或转车用生物燃料可减缓环境污染袁研究表明乙醇和柴油混图1
2011耀2016年中国生物柴油生产量及在世界生物
柴油年产量所占比重
合燃烧使CO尧NOx和PM排放分别减少62%尧24%和20%耀40%咱3暂遥柴油机燃用柴油尧乙醇与正丁醇混合燃料时CO尧NO25.41%尧1.24%耀18.12%和6.46%耀47.51%遥柴油机燃用柴油咱4暂
成袁将乙醇进一步脱水可得燃料乙醇遥燃料乙醇是良好的汽油增氧剂和高辛烷值调和组分遥中国燃料乙醇年产量及在世界燃料乙醇年产量所占比重如图2所示袁过去10年间中国燃料乙醇基本呈现逐年上升趋势袁2011年以来中国燃料乙醇年产量在世界燃料乙醇年产量中所占比重也呈现逐年上升趋势遥燃料乙醇主要以玉米尧甘蔗尧糖用甜菜尧小麦尧谷类等粮食作物和木薯尧甘薯尧甜高梁尧植物秸秆等非粮生物质为原燃料乙醇是未来重点研究项目袁各国都在积极探究利用纤维素生产燃料乙醇咱10暂遥渊3冤沼气遥沼气主要由甲烷尧二氧化碳和少量硫化氢尧水料咱9暂遥尽管现有纤维乙醇技术存在障碍袁但利用纤维素生产渊2冤燃料乙醇遥乙醇由能源作物经过化学处理尧蒸馏制和NOx和PM2.5排放分别降低7.22%耀49.01%尧2.34%耀与生物柴油混合燃料时CO及HC排放分别降低20%-50%和50%-60%遥重型柴油机上使用生物柴油时袁PM排放减咱5暂
咱6暂
少了27%耀43%袁多环芳烃渊PAH冤排放减少了47%耀13%遥我国车用燃料乙醇汽油每年可替代汽油400万t袁降低对化石燃料的依赖袁保障国家的能源安全袁将石油等化石燃料用于国家战略需求的方向遥车用生物燃料以农业尧林业和工业废弃物为原料袁有助于城镇废弃物管理尧改善城镇卫生状况遥2车用生物燃料分类
咱7暂
分和硅氧烷组成的混合气体袁通常是由有机废弃物厌氧发酵得到遥用于厌氧消化的原料包括农林废弃物尧餐厨垃圾尧畜禽粪污和能源作物等遥沼气可用于做饭尧取暖和发电咱11暂遥沼气去除二氧化碳和硫化氢制成生物燃气可用作发动机燃料遥醇尧沼气遥车用代用燃料主要有3种主流产品院生物柴油尧燃料乙似柴油的液态燃料遥2011耀2016年中国生物柴油生产量及在世界生物柴油年产量所占比重如图1所示袁可见2011年以来中国生物柴油年产量增长迅速袁2016年中国生物柴油年渊1冤生物柴油遥生物柴油是转酯化等化学反应产生的类3国内外发展车用生物燃料政策
车用生物燃料作为绿色尧可再生能源袁受到世界各国广泛关注袁采取各种措施及规划促进车用生物燃料产业发展遥作者简介院张宗喜渊1987耀冤袁博士袁现任山东建筑大学讲师袁主要从事发动机排放检测及减排技术尧生物质能源产品清洁燃烧技术和有机废弃物资源化利用研究遥
85ISSN1672-9064CN35-1272/TK新能源式生产燃料乙醇遥此外袁菲律宾尧墨西哥等国也在积极进行相关研究遥为促进生物燃料发展袁中国政府先后制订并发布了车用乙醇汽油标准袁促进乙醇汽油推广遥自2003年起陆续在黑龙江等27个省市改用乙醇汽油渊E10冤遥国家发改委指出中国已具备年产1000万t乙醇汽油的能力袁乙醇汽油的消费量占全国汽油消费量的20%袁成为世界第3大乙醇汽油生产国遥我国标注规定袁要将5%耀20%的生物柴油与柴油调和使用袁并对生物柴油采取增值税先征后退的政策遥图22011耀2016年中国燃料乙醇年产量及在世界生物
柴油年产量所占比重
4车用生物燃料技术存在的问题
美国是世界第1燃料乙醇生产国渊主要以玉米为原料冤袁同时也是世界第2生物柴油生产国渊主要以大豆为原料冤遥2007年袁美国叶能源独立和安全法案2007曳规定到2020年美国可再生燃料使用量达到360亿加仑渊约1.1亿t冤袁占美国车用燃料的22%遥美国使用B20作为柴油机燃料遥美国政府及各州都出台了相应的措施促进生物燃料发展袁主要包括院减免燃料税袁对生产尧使用车用生物燃料的单位及个人给予相应的补贴曰对购买生物燃料汽车的用户给予减税曰各州政府用车必须使用一定比例的生物燃料遥巴西在燃料乙醇开发利用方面最具特色遥巴西自1975年开始实施野燃料乙醇计划冶袁其燃料乙醇主要以甘蔗为原料遥巴西政府规定在车用柴油中掺入2%的生物柴油遥2012年袁巴西燃料乙醇年生产量约为2760万t袁其中有约789万t用于出口遥欧洲柴油短缺袁因此非常重视生物柴油技术发展袁是全球推广生物柴油最早的地区袁生物柴油的产量及使用量均居世界第1遥欧盟通过对能源作物种植予以补贴尧对生物能源产品予以优惠等措施大力发展生物燃料产业遥法国通过减少消费税和征收污染税等政策推动生物燃料产业的快速发展遥德国的车用生物燃料主要是生物柴油袁通过减少生物燃料的矿物油税及征收环境税等促进生物燃料的发展袁2008年德国成为生物柴油第1生产国袁其次是法国和意大利遥瑞典引进CO2排放税和超低硫柴油袁根据自身能源特点采取降低能源依赖和发展环境友好产品计划遥欧洲将乙醇转化为乙基叔丁基醚作为调和汽油的组成部分遥2007年袁欧盟提出要开发推广第2代车用生物燃料及混合动力技术遥欧盟主要以菜籽油尧大豆尧棕榈油及回收的动植物油脂为原料生产生物柴油遥欧盟规定袁成员国要逐年提高生物柴油的添加比例袁2020年达到20%遥采用减免燃料税尧货物税等措施袁使生物柴油的价格低于柴油遥另外袁欧盟鼓励种植油料作物袁并给予相应的补贴袁大型汽车厂家也配合推动遥印度颁布了叶国家生物燃料政策曳袁规定向运输车辆使用的燃油中添加10%燃料乙醇遥日本鼓励尧支持利用植物纤维素制备燃料乙醇技术研发遥韩国自物燃料取得CO2的排放权遥澳大利亚利用牛油尧棕榈油尧回收加拿大通过酵素将玉米秸秆的纤维素分解为糖类袁以发酵方2013年起实施CO2排放权的交易袁通过燃用M-ETBE等生油制取生物柴油袁原材料价格相对较低袁经济利益比较可观遥需求增幅袁世界粮食库存量也在下降遥除了人口增长尧浪费粮食外袁野粮食能源化冶是很重要的一个原因袁会影响粮食安全袁造成粮食价格上涨尧饥荒尧地区暴乱和国家间冲突遥渊2冤尽管发展车用生物燃料具有大量的优点及优势袁但渊3冤Smith等研究发现由于扩大生物燃料生产而间接进渊1冤联合国粮农组织指出世界粮食年产量增幅小于粮食是至今尚未突破关键技术袁尚存在原料收集尧运输袁产品提纯尧储存等难题遥入大气的N2O是迄今估计的3耀5倍袁N2O对大气层的破坏能力大约是CO2的300倍遥燃用以玉米为原料生产的生物乙醇对大气的破坏是燃用汽油的1.5倍曰燃用以油菜籽为原料生产的生物柴油对大气的破坏是燃用普通柴油的1.7倍咱12暂遥车用生物燃料原料生产占用大量用地袁破坏草原尧林地遥东南亚地区棕榈树种植面积迅速扩大导致热带雨林被破坏袁马来西亚的棕榈树种植面积从1975年的64.2万hm2增加面积减少袁不仅破坏生物多样性袁而且会加速全球气候变暖遥到400万hm2袁被砍伐雨林80%用于种植棕榈树遥热带雨林森林尧湿地尧草原等自然生态区域种植作物后袁导致土壤中碳含量的变化袁足以抵消燃用生物燃料减少的温室气体排放遥全面考虑原料种植和生产生物燃料的全部因素袁燃用生物燃料所排放的CO2是燃用矿物燃料的2耀8倍遥砍伐亚马逊热带雨林种植大豆或者甘蔗袁需要319年才能还清CO2欠债咱13暂遥源造成更大压力遥生物燃料生产过程需要大量的水袁会对本就紧张的水资渊4冤车用生物燃料的成本偏高袁投入产出比不理想袁与化石燃料相比袁在价格尧质量尧技术等方面处于劣势袁其规模化尧市场化水平有待提高遥David研究发现袁以大豆为原料生产生物柴油袁能源投入与产出比是1.27颐1袁以向日葵为原料生产生物柴油能源投入与产出比2.18颐1咱14暂遥渊5冤由于原料来源及总量的限制袁传统车用生物燃料的产量难以再有数量级上的突破遥即使美国全面放开燃料乙醇生产袁每年可以生产燃料乙醇约570亿L袁可满足美国6%的交通运输燃料需求袁但是生产这些燃料乙醇需消耗1.39亿t玉米遥渊6冤生物燃料汽车的市场接受程度依然不高袁如何避免生物燃料行业在蓬勃发展之后又陷入波动发展尧稳定性差的怪圈袁是值得广大从业人员尧政策制定者及研究人员慎重考虑的问题遥86新能源ISSN1672-9064CN35-1272/TK5促进车用生物燃料发展的建议
车用生物燃料产业具有广阔的市场袁发展形势一片大23
张经然.车用生物燃料技术研发决策评价研究咱D暂.武汉院武汉理工大学袁2014.
DattaA袁MandalBK.Numericalinvestigationoftheperformanceand
2018袁227渊09冤院215.
好遥从我国生物燃料资源尧技术尧市场和政策等条件来看袁要实现生物燃料的规模化发展袁关键要处理好燃料生产尧市场和销售问题袁制定鼓励车用生物燃料产业发展的投资尧价格和税收政策袁发挥大型能源企业的带头作用遥渊1冤充足的生物质能资源是发展车用生物燃料的基础遥emissionparametersofadieselenginefuelledwithdiesel-biodiesel-2016袁30渊4冤院1923-1929.农业大学袁2018.
methanolblends.JournalofMechanicalScienceandTechnology袁
评估土地资源袁选出适宜种植甜高粱尧木薯尧麻疯树等能源作物及油料植物的土地袁制定能源作物和油料植物的种植规划遥渊2冤在进行充分论证尧分析的基础上袁利用现有资源袁在45
张宗喜.柴油机燃用混合燃料及DPF/NTP减排研究咱D暂.北京院中国LebedevasS袁VaicekauskasA袁LebedevaG袁JanulisP袁KazancevetK.
Useofwastefatsofanimalandvegetableoriginfortheproductionofcomponents.EnergyFuels袁2006袁20渊5冤院2274-2280.
我国山东尧黑龙江尧内蒙古和新疆等地开展以甜高粱为原料的燃料乙醇生产示范工程曰在广西尧海南等地开展以甘蔗和木薯为原料的燃料乙醇示范工程遥在四川尧贵州和云南等地建设以麻疯树等油料植物遥渊3冤由中石油尧中石化根据实际需要建立生物燃料的收biodieselfuel院quality袁motorproperties袁andemissionsofharmful6
MartinN袁LombardM袁JensenKR袁KelleyaP袁PrattaT袁TravissN.Ef鄄fectofbiodieselfuelon\"real-world\"袁nonroadheavydutydieselen鄄gineparticulatematteremissions袁compositionandcytotoxicity.Sci鄄St佴phaneLhuillery袁EtiennePfister.Researchanddevelopmentcoop鄄
购尧调配和销售网络袁以国家规定的价格收购符合质量标准的生物燃料遥由于原料不同导致技术指标略有不同袁使技术指标体系不完善袁生产过程管控尧工艺流程设计等方面的技术要求没有统一标准遥现有的燃料乙醇尧生物柴油标准急需完善和修订遥渊4冤增强车用生物燃料技术的研发能力是促进生物燃料7
enceoftheTotalEnvironment袁2017袁586院409-418.
891011
鲁厚芳袁史国强袁刘颖颖袁等.生物柴油生产及性质研究进展咱J暂.化工进展袁2011袁30渊1冤院126-136.展袁2013袁渊7冤院1457-1467.
李振宇袁李顶杰袁黄格省袁等.燃料乙醇发展现状及思考咱J暂.化工进窦克军袁孙春宝.玉米秸秆发酵生产乙醇的研究进展咱J暂.四川食品与发酵袁2007袁43渊1冤院30-34.
SebolaM袁TesfagiorgisH袁MuzendaE.Effectofparticlesizeon
FrenchCISdata咱J暂.PlanningReview袁2009渊01冤院96-103.
erationandfailuresininnovationprojects院empiricalevidencefrom
发展的重要基础袁由政府出资支持生物燃料技术的研发和产业化工作袁包括生物资源选育尧生物燃料加工袁纤维素制取液体燃料技术研发等遥完善基于全生命周期评价的车用生物燃料投入产出比测算遥渊5冤总结国外生物燃料的发展经验发现减免税收政策可anaerobicdigestionofdifferentfeedstocks.SouthAfricanJournalofSmithKA袁MosierAR袁CrutzenPJ袁etal.TheroleofN2Oderivedclimate咱J暂.PhilosophicalTransactionsoftheRoyalSocietyB院Bio鄄ChemicalEngineering袁2015袁20渊3冤院11-26.
促进该产业的快速发展袁对此提出以下建议院根据生物燃料所占比例对含有生物燃料的产品减免不同比例的税收曰为车用生物燃料生产企业尧使用生物燃油的运输企业提供相应的税收减免政策曰对种植油料作物尧能源作物的农户给予相应的补贴曰完善生物燃料服务产业尧增加基础设施建设的投入遥渊6冤车用生物燃料产业的发展需要良好的市场环境遥政12
fromcrop-basedbiofuels袁andfromagricultureingeneral袁inEarth'slogicalSciences袁2012袁367渊1593冤院1169-1174.
13
mosphericN2Oreleasesfrombiofuelproductionsystems院Amajoryearsofozonedecline.SpringerNetherlands袁2009院67-70.
factoragainst野CO2emissionsavings冶院Aglobalview咱M暂//twentyDavidPimentel袁TadWPatzek.EthanolProductionUsingCorn袁
ChristosZerefos袁GeorgiosContopoulos袁GregorySkalkeas袁etal.At鄄
府应当采取必要的措施袁倡导尧鼓励和支持企业积极参与车用生物燃料生产建设袁形成稳定尧开放尧公平的市场环境遥参考文献
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渊上接第84页冤展咱J暂.中国农学通报袁2013袁29渊09冤院139-148.78
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国家4部委要求3年内优化充电桩格局
近日袁国家发改委尧国家能源局等4部委联合制定野提升新能源汽车充电保障能力行动计划冶袁提出力争用3年时间全面优化充电设施布局袁显著增强充电网络互联互通能力进87一步优化充电基础设施发展环境和产业格局袁千方百计满足野一车一桩冶的接电需求遥
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