機(jī)動(dòng)車替代燃料及清潔化發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)動(dòng)車替代燃料及清潔化發(fā)展趨勢(shì)摘要: 論述了當(dāng)今世界上機(jī)動(dòng)車替代燃料和燃料清潔化的各種方法和趨勢(shì)，重點(diǎn)討論了汽油和柴油的品質(zhì)與機(jī)動(dòng)車排氣污染及大氣環(huán)境質(zhì)量、人體健康之間的關(guān)系，并比較了國(guó)內(nèi)外燃料油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值之間的差距。此外還介紹了燃油添加劑和清凈劑對(duì)排放的影響，并對(duì)氣體燃料替代品的使用和存在問題等方面作了技術(shù)性探討。文章指出，在我國(guó)大中型城市應(yīng)鼓勵(lì)發(fā)展清潔的替代燃料車，將有助于改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量，尤其是大城市。關(guān)鍵詞 ：燃料清潔化；汽油；柴油；壓縮天然氣(CNG)；液化石油氣（LPG），機(jī)動(dòng)車TrendsonSubstitutionsandFuelsPurificationofVehiclesAbstract:Inthispaper,thequalityoffuels,additive,theresultingvehicleemissionsandworldwidemethodsoffuelpurificationhavebeendiscussed,comparingthesituationathomeandabroad.Therelationshipbetweenfuelqualityanditsimpactonhumanhealthwasemphasized.Additionally,somenewtechnologiesaboutfueladditives,fuelpurificationandsubstitutewereintroduced.Itwaspointedoutthealternativecleanerfuelvehiclesshouldbeencouragedinlargeandmedium-scalecitiestomitigatetheairpollutioninChina.Keywords: fuelscleaning,gasoline，diesel,compressednaturalgas(CNG)，liquefiedpetroleumgas(LPG)；vehicles汽油、柴油是最主要的石油產(chǎn)品之一。石油加工業(yè)中催化重整、烷基化、汽油加氫、高壓加氫裂化等方法可以明顯提高汽油、柴油的品質(zhì)；甲基叔丁基醚(MTBE)則是作為生產(chǎn)高辛烷值無鉛汽油的主要醚基調(diào)和劑[1]（燃油多種混合組份中的一種組份）。此外，甲基環(huán)戊二烯三羰基錳[2,3](MMT)也曾是生產(chǎn)無鉛汽油、提高汽油辛烷值的添加劑（能明顯改善和提高油品燃燒和潤(rùn)滑等性能并對(duì)油品不會(huì)產(chǎn)生不良影響、添加量很小的一種物質(zhì)）。對(duì)柴油而言，高壓加氫裂化是直接提高輕柴油品質(zhì)的生產(chǎn)工藝。近年來，隨著環(huán)境保護(hù)呼聲的不斷高漲，環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在不斷趨于嚴(yán)化，尤其是機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)。為了達(dá)到這些十分苛刻的要求，世界發(fā)達(dá)國(guó)家汽車使用的汽、柴油均已高質(zhì)量化、清潔化，表現(xiàn)在汽油、柴油的組分含量和高辛烷值、十六烷值上。其中，重點(diǎn)關(guān)心的是鉛、磷的去除和降低硫、烯烴、苯等的含量。我國(guó)從20世紀(jì)90年代初，在北京、上海、廣州等少數(shù)大城市首先使用無鉛汽油，1997年北京、上海、廣州率先全面汽油無鉛化，2000年1月1日全國(guó)車用汽油無鉛化。車用燃料清潔化除使用清潔汽油、柴油外，其他代用燃料車輛數(shù)也在快速增加，我國(guó)正在北京、上海、重慶、等特大城市中積極推廣液化石油氣(LPG)、壓縮天然氣（CNG）汽車；在吉林、河北、河南、安徽等地正在推行乙醇汽油的汽車試驗(yàn)。國(guó)際上，巴西等主要使用醇類[4]；阿根廷、意大利、巴西、巴基斯坦、美國(guó)、印度、委內(nèi)瑞拉、埃及、韓國(guó)、加拿大、烏克蘭、俄國(guó)和日本等正在發(fā)展CNG、LPG，而電動(dòng)力汽車包括燃料電池汽車，加拿大、美國(guó)、德國(guó)等走在世界前列。車用燃料替代和清潔化發(fā)展已成為世界性潮流。1. 汽油、柴油及添加劑、替代品對(duì)人體環(huán)境的影響不同的燃料和添加劑在汽缸中燃燒后，由于燃料性質(zhì)和燃燒溫度不同，其排放的污染物不盡相同，因此其對(duì)環(huán)境和人體健康的影響也就不一樣。汽、柴油及各種添加劑和替代品對(duì)人體和環(huán)境的影響見表1。表1汽、柴油，及添加劑和替代物對(duì)人體和環(huán)境的影響Table1 Impactofvariousfuels、additivesandsubstitutes燃料、添加劑和替替代物添加量和增辛效果果排放物對(duì)人體和環(huán)境的影影響汽油辛烷值隨調(diào)和組分分不同而不同同組分不同排放物不不同，主要為為NOx、CO、VOC、苯、PAHs、SO2等NOx、CO、VVOC、苯、PAHs、SO2污染環(huán)境、對(duì)對(duì)人體健康有有危害,苯、PAHs、是三致物物質(zhì)；柴油十六烷值隨組分而而異主要為NOx、PPM（顆粒物）、苯苯、PAHs、SO2等NOx、PM（顆顆粒物）、PAHs、SO2污染環(huán)境、對(duì)對(duì)人體健康有有危害，PM、苯、PAHs是三致物質(zhì)質(zhì)；MTBE10%，增辛2個(gè)個(gè)RON（研究法辛辛烷值）醛類、MTBE等等醛類對(duì)人體健康有有危害、MTBE在環(huán)境中不不分解，MMT18mg/LMnn，增辛3.2ROONMnO、Mn3OO4等Mn[2]是環(huán)境境中廣泛存在在的元素，微微量Mn是人體必需需營(yíng)養(yǎng),過量Mn危害人神經(jīng)經(jīng)系統(tǒng)；四乙基鉛（TELL）0.1kg/t的的TEL液，增辛1個(gè)研究法辛辛烷值（RON）Pb、PbO[2]對(duì)人體有很大的危危害，尤其是是嬰幼兒，影影響兒童的智智力及體格生生長(zhǎng)；醇類100%或部分替替代CO2、H2O微量甲醛[2,44]對(duì)人體環(huán)境境影響?。籆NG100%替代CO2、H2O微量甲烷[2,44]對(duì)人體環(huán)境境影響小；LPG100%替代CO2、H2O微量甲醛[1,44]對(duì)人體環(huán)境境影響小。由于含鉛汽油對(duì)人體健康特別是對(duì)兒童智力的有害影響，1999年國(guó)家環(huán)保局總局、國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局相繼頒布了車用汽油有害物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)(GWKB001－1999)和車用無鉛汽油技術(shù)要求(GB17930－1999)，其中對(duì)人體健康及發(fā)動(dòng)機(jī)性能有影響的相關(guān)物質(zhì)含量均作了較詳細(xì)的規(guī)定（見表2、表3）。表2車用汽油有害物質(zhì)含量控制限值Table2SpecialGasolineInjurantLimits項(xiàng)目控制指標(biāo)試驗(yàn)方法苯[%(v//v)]≤2.5ASTMD36606烯烴[%(v//v)]≤35GB/T111132芳烴[%(v//v)]≤40GB/T111132錳(g/L))≤0.018ASTMD38831鐵不得檢出(1)銅不得檢出(2)SH/T01002-92鉛(g/L))≤0.013GB/T80220磷(g/L))≤0.0013SH/T00220硫[%(m//m)]≤0.08GB/T3800(3);GBB/T177040注：(1)~(3)見GWKB001-1999（車用汽油有害物質(zhì)含量控制標(biāo)準(zhǔn)-國(guó)家環(huán)?？偩种贫ǎ┑淖ⅰＦ渲芯唧w執(zhí)行時(shí)間為：生產(chǎn)和銷售的車用汽油分別于2000年1月1日和7月1日起執(zhí)行GWKB1－1999，但烯烴控制指標(biāo)按不同時(shí)間和地區(qū)實(shí)施。其中北京、上海、廣州3市于2000年7月1日率先實(shí)施，2003年1月1日起在全國(guó)實(shí)施。之后出臺(tái)的GB17930－1999執(zhí)行時(shí)間與前者一致（實(shí)際執(zhí)行時(shí)間為2003.7.1）[5]，但具體技術(shù)要求有所改進(jìn)，除了鉛的指標(biāo)嚴(yán)化外，根據(jù)汽油特性，增加了餾程和蒸氣壓[詳見國(guó)家車用無鉛汽油技術(shù)要求（GB17930－1999）]等內(nèi)容。此外，GB17930－1999中還對(duì)含氧有機(jī)化合物的添加量作了明確規(guī)定，不得大于2.7%(m/m)。表3車用無鉛汽油技術(shù)要求Table3.SpecialUnleadedGasoline項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)試驗(yàn)方法90＃93＃95?？贡裕貉芯糠ㄐ镣橹?RRON)≦抗爆指數(shù)[RONN+MON((馬達(dá)法辛烷烷值)]/2≧908593889590GB/T54887GB/T5033GB/T54887鉛含量(1)((g/L)≦0.005GB/T80220實(shí)際膠質(zhì)(2)((min)≦5GB/T80119硫含量(4)[[%(m/mm)]≦0.08(5)GB/T3800硫醇(需滿足下列要求之之一)：博士試驗(yàn)≦硫醇硫含量[%%(m/m))]≦通過0.001SH/T01774GB/T17992銅片腐蝕(50℃℃、3h)(級(jí))≦1GB/T50996水溶性酸或堿≦無GB/T2599機(jī)械雜質(zhì)及水分≦無目測(cè)(6)苯含量[%(vv/v)]≦2.5附錄A*芳烴含量[%((v/v)]]≦40GB/T111132烯烴含量[%((v/v)]]≦35(7)GB/T111132注：(1)~(7)見GB17930-1999的注；*見GB17930-1999的附錄A1.22. 燃油質(zhì)量和清凈劑2.1車用汽油我國(guó)車用汽油烯烴普遍在40%(v/v)以上。目前率先在北京、上海、廣州3大城市使用的低烯烴汽油，烯烴含量仍高達(dá)35%(v/v)（見表2、3），而歐美在2000年均已降至18%(v/v)（見表4、5）。由于烯烴不穩(wěn)定，在儲(chǔ)運(yùn)過程中會(huì)產(chǎn)生膠質(zhì)，在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)易形成結(jié)碳，從而改變空燃比、堵塞噴油嘴、粘滯閥門。膠質(zhì)不僅影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行周期，而且惡化排放，直接影響環(huán)境空氣質(zhì)量。此外，烯烴易蒸發(fā)，排放到環(huán)境中的烯烴會(huì)促進(jìn)大氣光化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致O3的升高，從而影響人體健康[6,7]。所以，有效降低汽油的烯烴含量是當(dāng)前我國(guó)煉油工業(yè)的重要任務(wù)。另外，硫含量高達(dá)0.08%（質(zhì)量比），與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距，如歐II標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硫含量?jī)H為0.05%（質(zhì)量比）（見表4），《世界燃油規(guī)范》的二類燃油標(biāo)準(zhǔn)僅為0.02%。硫含量高會(huì)影響氧傳感器和三元催化劑的有效工作，從而增加排放。我國(guó)汽油苯含量、芳烴含量較高，明顯高于《世界燃油規(guī)范》的三類燃油標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的高速發(fā)展和城市機(jī)動(dòng)車保有量尤其是家用轎車的快速增加(截止2000年全國(guó)機(jī)動(dòng)車1600萬輛、消耗汽油4000萬噸[6]，)以及車用燃料的大量消耗，易造成環(huán)境（大氣、土壤、水體）中苯和多環(huán)芳烴（PAHs）增加，危害人體健康。2.2車用柴油車用柴油與汽油并列為世界兩大主要機(jī)動(dòng)車燃料。目前我國(guó)大城市機(jī)動(dòng)車排氣污染仍以汽油車為主，但在上海這樣的特大城市中近年由于過江橋梁、立交、高架橋（路）、越江隧道激增，公交車夏季和冬季又還須配備空調(diào)，因此，功率大爬坡能力強(qiáng)的柴油公交車，在公交營(yíng)運(yùn)中發(fā)揮了主導(dǎo)作用，保有量快速增加(截止2003年9月13000輛、已遠(yuǎn)超過7000輛保有量的汽油公共汽車)、污染呈快速上升勢(shì)頭。近來上海正與意大利合作進(jìn)行一種新型燃料——乳化柴油的行車試驗(yàn)，以期減少柴油車污染物排放。柴油車的主要污染物是顆粒物(PM)和氮氧化物（NOx），此外還排放PAHS。尤其是重型車，其排放水平與發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)性能、關(guān)鍵零部件維護(hù)保養(yǎng)、駕駛?cè)藛T素質(zhì)和柴油的質(zhì)量密切相關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明[7]：柴油中的機(jī)械雜質(zhì)和含硫量等是影響柴油車排放的重要因素。因此，在提高柴油車整車制造水平的基礎(chǔ)上，加快提高我國(guó)車用柴油煉制水平和質(zhì)量實(shí)屬當(dāng)務(wù)之急。2.3燃油清凈劑我國(guó)發(fā)布的兩項(xiàng)車用汽油標(biāo)準(zhǔn)中均提出應(yīng)加入能有效清除結(jié)炭的清凈劑（添加量甚微，能有效防止沉積物生成和清除缸內(nèi)結(jié)炭，有分散、破乳和防銹功能的燃油添加劑）。加入清凈劑能有效去除缸內(nèi)結(jié)炭，改善空燃比，增強(qiáng)點(diǎn)火效果，降低排放。燃油清凈劑應(yīng)具有疏松、分散、助燃和催化等功效，能有效減少和清除缸內(nèi)污染物包括進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)炭和排氣門結(jié)炭。燃油清凈劑應(yīng)能增加燃油的流動(dòng)性和安定性，并提高燃油的霧化效果和燃燒性能；不含有可能形成灰分的任何物質(zhì)，且應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油互溶并不影響潤(rùn)滑油和機(jī)內(nèi)零部件性能；特別應(yīng)能有助于降低機(jī)動(dòng)車尾氣污染物的排放。燃油清凈劑必須對(duì)人體健康、環(huán)境和其他生物無害。凡商品化的燃油清凈劑，必須經(jīng)過有資質(zhì)的、權(quán)威的環(huán)境研究、檢測(cè)部門的科學(xué)鑒定。此外，國(guó)家要盡快出臺(tái)燃油清凈劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，以便有章可循，有法可依。3. 添加劑和替代燃料3.1 甲基叔丁基醚(MTBE)3.1.1性質(zhì)MTBE是具有R－O－R’醚基結(jié)構(gòu)的烴的氧化物，氧含量18.2%。研究法辛烷值（RON）可達(dá)115~117[4]。MTBE是美國(guó)首先使用于車用燃油添加劑，目前它是世界上取代TEL，提高汽油辛烷值比較有效的調(diào)和劑和替代產(chǎn)品，其抗爆性能好，但添加量不得大于15%，否則，加重機(jī)動(dòng)車尾氣的排放，且不經(jīng)濟(jì)。目前，我國(guó)有能力生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)(90﹟以上)車用無鉛汽油的煉油廠，少數(shù)采用MTBE來提高產(chǎn)品的辛烷值，此外，還有一些使用MMT，多數(shù)廠家直接采用催化裂化和催化重整油并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)和，但采用催化裂化油直接作車用油往往烯烴高、催化重整油則芳烴含量高，而我國(guó)催化裂化能力有盈余，重整資源不足。3.1.2對(duì)人體和環(huán)境的影響MTBE加入車用汽油中，機(jī)動(dòng)車廢氣中會(huì)排放對(duì)人體和其他生物有害的醛類化合物[7,8]。此外，未燃盡的MTBE排入環(huán)境中，陽光和微生物對(duì)其無作用，在環(huán)境中無法分解，造成對(duì)環(huán)境的污染(包括大氣、水體、土壤)；由于MTBE為含氧基團(tuán)化合物，致使氣缸內(nèi)的燃燒溫度提高，釋放的含氧基團(tuán)使CO、碳?xì)浠衔铮℉C）的排放下降，但NOx排放將有所升高[1],[7]。另外，有報(bào)道認(rèn)為[9,10]，MTBE及其代謝產(chǎn)物叔丁醇（TBA）對(duì)動(dòng)物是一種間接遺傳毒性物質(zhì)。MTBE需經(jīng)過體內(nèi)代謝活化才具有遺傳毒性，主要代謝產(chǎn)物為甲醛和TBA，而這兩種物質(zhì)已被確認(rèn)對(duì)人體和動(dòng)物有致癌性。另一重要原因是由于存放MTBE的貯槽泄漏，造成美國(guó)部分地區(qū)地下水和土壤污染，從而引發(fā)了一場(chǎng)有關(guān)MTBE安全性的大討論。美國(guó)加州2003年1月1日已經(jīng)禁止使用MTBE[11]，北卡羅來那洲早在1996就已停用。但是歐洲人仍在廣泛使用MTBE，整個(gè)亞洲也比較普遍使用MTBE作為車用汽油的調(diào)和劑和增辛劑。我國(guó)在GB17930-1999中規(guī)定有機(jī)含氧化合物的添加量，其含氧量不得大于2.7%（m/m）,實(shí)指MTBE。由此可見，學(xué)術(shù)界對(duì)MTBE的使用存在爭(zhēng)議。因此，有必要對(duì)MTBE的毒性作進(jìn)一步的研究，同時(shí)對(duì)不同類型汽油無鉛化增辛劑之間進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)－效益評(píng)估和相對(duì)危險(xiǎn)度的測(cè)定，以確定機(jī)動(dòng)車的最佳燃料類型，保護(hù)環(huán)境，確保人群健康。表4歐盟燃料質(zhì)量一覽Table4FuelqualityinEU成份汽油型號(hào)成份柴油型號(hào)EN228:1993歐IIEN228:1999Dir98/770:2000歐IIIDir98/770:2005歐IVEN590:1993EN590:1999Dir98/770:2000Dir98/770:2005芳香烴(vool%)-≤42≤42≤35多環(huán)芳烴(vool%)-≤11.0≤11.0≤11.0烯烴(vvol%)-≤21/28≤18≤18硫[[%(m/mm)]≤0.05≤0.035≤0.035≤0.005(0..001)苯(wwt%)≤5.0≤1.0≤1.0≤1.0十六烷值≥49≥51≥51≥51氧(wwt%)-≤2.7≤2.7≤2.7蒸餾((T95℃)≤370≤360≤360≤360硫[%%(m/m))]≤0.05≤0.015≤0.015≤0.005(0..001)-----蒸氣壓(kPPa)35～10060/7060/70-----鉛(gg/L)≤0.013≤0.005不可檢出不可檢出-----表5美國(guó)燃料質(zhì)量一覽Table5 FuelqualityinUS汽油柴油Conventiional::1990PhaseIIIRFG::2000CARBPhaase2::1996CARBPhaase3:2003USANo2::1993CARB芳香烴(vool%)-≤42≤30≤35多環(huán)芳烴(vool%)--烯烴(vvol%)-≤18≤10≤10硫[[%(m/mm)]0.052)0.05苯(wt%)≤5.01)≤1.0≤1.2≤1.1十六烷值≥40≥48氧(wwt%)-≤2.7≤≤蒸餾((T95℃)370-硫[%%(m/m))]≤0.1≤0.015≤0.008≤0.006/0..003---蒸氣壓(kPPa)54-6260/704844-50---鉛(gg/L)≤0.0013≤0.0013≤0.0013≤0.0013---注：1) 第2列到2004年硫含量平均0.003%(m/m),最大0.008%(m/m)，“汽車造成空氣毒物規(guī)定”（MobileSourceAirToxics）將苯含量保持1998年～2000年基準(zhǔn)水平2) 從2006年7月，高速公路燃料硫含量將從0.05%(m/m)減少到0.0005%(m/m).3.2 甲基環(huán)戊二烯三羰基錳(MMT)MMT本世紀(jì)50年代就已問世[2,3],由美國(guó)乙基(Ethyl)公司首創(chuàng)，用于替代TEL，主要作為燃油添加劑。根據(jù)乙基公司在上海煉油廠所做MMT增辛試驗(yàn)(1996年5～6月)，每升汽油中加入含18mg錳的MMT可提高辛烷值3RON以上。鉛對(duì)人體健康(包括其他生物)是一種有害元素，人體內(nèi)的理想濃度應(yīng)為“零”。而錳是人體必需的微量元素，在微量情況下，不會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害，在正常情況下使用MMT，其排放的錳量甚微。MMT的特點(diǎn)易光解，在常溫下即要分解，在空氣中的半衰期為1min，分解產(chǎn)物以Mn3O4為主[8,12]。調(diào)配時(shí)要有專業(yè)設(shè)備和專門技術(shù)。由此可見，MMT在自然條件下不可能存在，即使機(jī)動(dòng)車廢氣中含有未燃盡的MMT排到環(huán)境中，在自然條件下也能迅速分解成錳類氧化物。MMT調(diào)配汽油的最大有效質(zhì)量濃度不得大于50mg/L，否則在經(jīng)濟(jì)上無效益，還造成機(jī)動(dòng)車火花塞間隙改變[3,7]，從而影響機(jī)動(dòng)車的性能和排放。有文獻(xiàn)報(bào)道[3,7]，使用MMT產(chǎn)生的氧化錳會(huì)覆蓋在氧傳感器和三元催化轉(zhuǎn)化器表面，從而影響氧傳感器和三元催化轉(zhuǎn)性能和壽命，還會(huì)造成HC、CO排放增加。也有人認(rèn)為，錳是一種重金屬，其作用於神經(jīng)系統(tǒng)[2]，因此大量普遍使用會(huì)造成環(huán)境中錳含量升高，從而影響人神經(jīng)系統(tǒng)。因此，對(duì)MMT還有待進(jìn)一步深入研究。為此，對(duì)MMT的使用應(yīng)該持謹(jǐn)慎態(tài)度，特別是在人口密集的大城市。目前世界上許多國(guó)家和汽車制造商明文禁止使用MMT[7]。因此，從學(xué)術(shù)角度看，MMT的使用也存在很大爭(zhēng)議。3.3 醇類醇類作為汽車燃料，其優(yōu)點(diǎn)是辛烷值高、抗暴性能好，乙醇RON111，甲醇112。[12]目前使用醇類（乙醇和甲醇）作為機(jī)動(dòng)車燃料的國(guó)家主要集中在南美，其中巴西等國(guó)都已利用其實(shí)現(xiàn)本國(guó)機(jī)動(dòng)車燃料的無鉛化[4,14,15]。此外，其他國(guó)家也在積極發(fā)展醇類汽車，如美國(guó)主要以85%乙醇（E85）和95%（E95）的形式用于輕型靈活燃料汽車（FFV）[16]。甲醇汽車最典型的用法是M85（85%甲醇和15%汽油），主要用于輕型汽車。M100(純甲醇)在重型汽車上應(yīng)用效果良好，甲醇也在進(jìn)行作為氫源用于燃料電池汽車的試驗(yàn)[16]。醇類經(jīng)氣缸高溫燃燒后，主要排放CO2和水，因此，對(duì)人體不產(chǎn)生危害，但其排放的CO2會(huì)促進(jìn)溫室效應(yīng)，其他機(jī)動(dòng)車燃料也有這類缺點(diǎn)。世界許多國(guó)家都在熱心研究推廣使用醇類為燃料的機(jī)動(dòng)車。我國(guó)目前也在進(jìn)行乙醇汽油汽車試驗(yàn)，主要在河南、黑龍江、吉林、安徽等省境內(nèi)[16,17]。我國(guó)庫存陳糧有時(shí)較多（如玉米），大量的農(nóng)作物秸桿被焚燒，利用過期陳糧和農(nóng)作物秸桿生產(chǎn)乙醇，無論是直接作為燃料或燃料添加劑，均有較大發(fā)展前瞻性和戰(zhàn)略意義。[17,18]。利用含淀粉和糖類農(nóng)產(chǎn)品及副料生產(chǎn)的燃料是生物質(zhì)能，屬綠色可再生燃料，對(duì)石油資源并不豐富的我國(guó)而言，不僅是一種新資源的開發(fā)，而且是維護(hù)我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措，并對(duì)維持地球大氣中的碳平衡、減少溫室氣體排放、防止全球氣候變暖意義深遠(yuǎn)[14]。3.4 壓縮/液化天然氣(CNG/LNG)天然氣是蘊(yùn)藏在地層內(nèi)的可燃性氣體，我國(guó)蘊(yùn)藏量較豐富。天然氣化學(xué)組成因地而異，主要組份是甲烷，經(jīng)處理后天然氣甲烷含量在80%～97%[2,3,14]。甲烷是一種高燃點(diǎn)輕質(zhì)燃料，比重輕于空氣，因此比汽油易揮發(fā)，無硫化氫時(shí)系無色無味。天然氣的RON為107.5～120[15,19]，而最高質(zhì)量汽油的RON僅為98，與汽、柴油相比有其天然的優(yōu)勢(shì)，因此CNG/LNG可直接用在機(jī)動(dòng)車中作為動(dòng)力燃料而無需添加任何抗爆劑。在重型汽車中使用，效果尤佳。由于天然氣在汽缸中燃燒效果好，較為完全，與汽油車相比：HC、CO、NOx分別減少62%、97%、90%、CO2也明顯減少(25%)、噪聲降低40%[15]，且沒有鉛、苯和芳香烴等有毒有害物質(zhì)，環(huán)境效益和健康效益十分明顯。此外，由于結(jié)炭少，能顯著延長(zhǎng)潤(rùn)滑油的壽命和發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行周期，因此作為機(jī)動(dòng)車清潔燃料，正在受到越來越多國(guó)家的青睞。目前，美國(guó)有天然氣加氣站1300座、天然氣汽車110000輛，主要集中在加州；全世界CNG汽車216萬輛，加氣站5500多座[20]。我國(guó)在1995年已有CNG汽車1200輛，加氣站23座。主要集中在四川、大慶油田和新疆克拉馬依油田[21,22]。近幾年，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，特別在一些大城市，北京和上海均已建成以天然氣為燃料的公共汽車車隊(duì)，上海已擁有300輛CNG公共汽車車輛。目前，上海CNG加氣站共計(jì)4座，2005年將增至9座，2010年計(jì)劃發(fā)展到29座、CNG公共汽車7000輛，此外，上海正在進(jìn)行殼牌公司（Shell）研制的GTL（用天然氣為原料制成的汽車液體燃料）前期試驗(yàn)；北京從1998年開始建設(shè)天燃?xì)饧託庹荆壳氨本┮褤碛?843輛單燃料天然氣汽車、24座天然氣加氣站，是世界上擁有燃?xì)馄囎疃嗟某鞘校ê?2000輛LPG汽車）。全國(guó)現(xiàn)有天然氣加氣站193座、天然氣汽車43000輛[20]。東海蘊(yùn)藏較豐富的天然氣，1999年5月開始向上海浦東新區(qū)供氣，至2003年9月已累計(jì)向上海供氣15億m3；據(jù)報(bào)道，東海天然氣以8億m3/年供應(yīng)上海可穩(wěn)定近10年[23]。2004年，中國(guó)石化和中國(guó)海油同外方合作共同開發(fā)東海天然氣，2004年向浙江和上海供氣，供氣規(guī)模為每年20億m3[24]。國(guó)家已批準(zhǔn)“西氣東輸”工程，2003年底已開始向上海供應(yīng)天然氣，對(duì)上海的環(huán)境保護(hù)、交通綠色化將是一個(gè)契機(jī)。3.5 液化石油氣（LPG）液化石油氣是石化副產(chǎn)品，車用LPG[5]要求C335%～40%，C1～C2約5%，C5<5%，剩余組分主要為C4，其中含正丁烯、反丁烯、正丁烷、異丁烷、丙烷等。LPG的RON根據(jù)其混合組分的變動(dòng)，是一不確定值，通常在101～112[15,25]。2001年全世界LPG汽車已有600萬輛，加氣站3萬座，年耗LPG量已達(dá)1000多萬噸。意大利是當(dāng)今世界LPG汽車擁有量(100萬輛)最多的國(guó)家[4,14,20]。美國(guó)1998年有26.6萬輛在道路上行駛的LPG汽車，2000年底美國(guó)有43萬輛以上的代用燃料汽車，其中90%是LPG和天然氣汽車[16]。我國(guó)LPG汽車上世紀(jì)90年代中期起步，最先在上海、廣州等少數(shù)大城市提倡和推廣使用，以減輕燃油機(jī)動(dòng)車迅猛增加所造成的城市大氣環(huán)境污染。近幾年，LPG車輛在上海、北京，廣州、重慶等大城市得到迅速發(fā)展，已初具規(guī)模。上海1997年正式啟動(dòng)LPG推廣工作，到2003年底已商業(yè)運(yùn)營(yíng)的LPG加氣站有105座，LPG-汽油雙燃料出租車37000輛[26]（占出租車總量的92.5%）。與汽油車相比，雙燃料車比較靈活，尾氣排放有改善，但是仍不甚理想。這是由于目前上海生產(chǎn)的LPG汽車全為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車改裝（小部分為大眾汽車制造廠改裝，大部分為九環(huán)公司用意大利BRC－LPG裝置改裝），與加裝的LPG系統(tǒng)匹配并不理想，使用LPG最佳空燃比難調(diào)、且還存在安全隱患和與汽油車比行駛工況不甚穩(wěn)定、故障率高、維修保養(yǎng)跟不上，動(dòng)力性能差等問題。根據(jù)調(diào)查，由于有安全和故障頻繁等問題，上海許多雙燃料出租車安裝LPG裝置僅為獲取“營(yíng)運(yùn)資格”，其實(shí)并沒有投入使用。某些出租車公司明令禁止駕駛員使用液化石油氣，反映了業(yè)內(nèi)人氏對(duì)雙燃料LPG汽車的穩(wěn)定性、安全性提出了質(zhì)疑，但相關(guān)主管部門并未實(shí)施有效管理，使出租車LPG化這項(xiàng)保護(hù)環(huán)境、造福人民的實(shí)事工程每況愈下。以上海市九環(huán)LPG發(fā)展有限公司LPG年銷售量為例：2001年該公司LPG銷售量9.43萬噸達(dá)歷史最高峰;到2002年LPG銷售量迅速下滑，僅為7.55萬噸，銷售量下降近20%;2003年上半年銷售量進(jìn)一步大幅度萎縮，僅為2.5萬噸，折成全年計(jì)算比上年又下降了51%。因此，通過客觀分析發(fā)現(xiàn)，LPG－汽油雙燃料出租車推廣應(yīng)用所暴露的上述問題；外加國(guó)家稅務(wù)局養(yǎng)路費(fèi)改燃油稅政策遲遲未見出臺(tái)致使可以拉大的油氣差價(jià)不能兌現(xiàn)，使用氣的駕駛員無利可圖；另外，改裝車保修、索賠界限不清以及上海出租車行業(yè)內(nèi)舊車淘汰后銷往外省市受制約等問題，是車用LPG使用量大幅度萎縮的又一重要原因。這將阻礙上海市推行“空氣凈化工程—清潔汽車行動(dòng)計(jì)劃”，應(yīng)引起高度重視。為此，必須盡快建立相適應(yīng)的LPG價(jià)格體系、法規(guī)條文和規(guī)章制度，整體上規(guī)劃好本市機(jī)動(dòng)車清潔燃料的替代，并從實(shí)踐中摸索，總結(jié)出一套行之有效的政策和章程，做到有章可尋、有法可依。只有盡早解決技術(shù)上、體系上存在的難點(diǎn)和缺陷，上海出租車行業(yè)“清潔化”才能得到健康發(fā)展。千萬不能急功近利、急于求成。但從根本上講，應(yīng)盡快過渡到第3代甚至第4代LPG車輛，即原車設(shè)計(jì)、生產(chǎn)安裝電控順序噴射裝置加三元催化轉(zhuǎn)化器的LPG單燃料汽車。上海應(yīng)學(xué)習(xí)意大利、日本、香港的經(jīng)驗(yàn)[14,26]，近期采用能達(dá)到歐II，中期達(dá)歐III（或歐Ⅳ）排放標(biāo)準(zhǔn)的新型單燃料LPG車輛，這樣才能真正地、有效地大幅度削減機(jī)動(dòng)車（特別是出租車，占上海車用汽油消耗量近1/3）尾氣污染物的排放，切實(shí)改善上海大氣環(huán)境質(zhì)量。4．混合動(dòng)力混合動(dòng)力汽車可同時(shí)解決運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和排放問題。目前最熱門技術(shù)是電－柴油混合動(dòng)力車[27]，電－柴油混合動(dòng)力車的混合動(dòng)力系統(tǒng)可以通過預(yù)置電子控制系統(tǒng)裝置，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)在何種情況下采用何種動(dòng)力最經(jīng)濟(jì)并且排放最低。柴油車一般在冷啟動(dòng)、負(fù)載啟動(dòng)和怠速狀態(tài)下燃油經(jīng)濟(jì)性較差且排放高，混合動(dòng)力電子控制系統(tǒng)在此狀態(tài)下就選用電力驅(qū)動(dòng)，并在車輛平穩(wěn)行駛后自動(dòng)切換到柴油動(dòng)力驅(qū)動(dòng)以發(fā)揮柴油動(dòng)力的長(zhǎng)處。實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)?；旌蟿?dòng)力既發(fā)揮了發(fā)動(dòng)機(jī)在中高速、勻速情況下持續(xù)穩(wěn)定、工作時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)力性好的優(yōu)點(diǎn)，又可以發(fā)揮電動(dòng)機(jī)無污染、低噪聲的好處，汽車的熱效率可提高10%以上，并且對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施改動(dòng)最小，是目前相對(duì)經(jīng)濟(jì)、切實(shí)可行的環(huán)保解決辦法。混合動(dòng)力汽車在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)日趨成熟，有些已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段。就我國(guó)大城市尤其是上海、北京等現(xiàn)階段和未來的若干年的空氣質(zhì)量而言，引進(jìn)和自主開發(fā)電－柴油混合動(dòng)力車均是應(yīng)該提到議事日程上的大事。5． 電動(dòng)力汽車由于可以達(dá)到零排放，燃料電池（電動(dòng)力）汽車的研制正成為當(dāng)今世界各國(guó)汽車工業(yè)界電動(dòng)力汽車最熱門話題,也是各國(guó)科技精英競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的領(lǐng)域。其中最為吸引人的即為燃料電池汽車,一旦誰試制出經(jīng)濟(jì)可行燃料電池汽車，無疑將主導(dǎo)21世紀(jì)汽車工業(yè)，同時(shí)使人類生活、工作和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及對(duì)社會(huì)和環(huán)境的影響產(chǎn)生巨大的劃時(shí)代的歷史性變革，人類歷史會(huì)因此翻開嶄新一頁。燃料電池的汽車動(dòng)力來自氣態(tài)（氫、煤氣、天然氣等）燃料所產(chǎn)生的動(dòng)力，由燃料、氧化劑（氧氣、空氣等）、電極（多孔燒結(jié)鎳電極、多孔燒結(jié)銀電極等）組成。只要不斷加入燃料和氧化劑，電池就會(huì)不斷地產(chǎn)生電能，最后產(chǎn)生水和熱量，基本上不排放污染物質(zhì)[15,28]。目前世界各國(guó)都在緊鑼密鼓地進(jìn)行科技攻關(guān)，近幾年，燃料電池在研制、開發(fā)、商品化方面取得了巨大進(jìn)展，最有希望的是質(zhì)子交換膜燃料電池（電動(dòng)力）汽車[28]，已有產(chǎn)品問世，加拿大在這方面位于世界前列；我國(guó)清華大學(xué)和上海同濟(jì)大學(xué)等機(jī)構(gòu)均在積極進(jìn)行燃料電池汽車的研制，并且已有樣車出品，但離完全商業(yè)化仍有較長(zhǎng)的距離。有鑒于此，燃料電池汽車是汽車工業(yè)的未來發(fā)展方向，同時(shí)也是汽車綠色化、清潔化的必然趨勢(shì)，是名副其實(shí)的綠色汽車和高科技，又牽涉國(guó)計(jì)民生，我國(guó)應(yīng)化大力加強(qiáng)在該領(lǐng)域內(nèi)的投入并提供優(yōu)惠的政策支持。6． 生物性燃料純生物性燃料是指從可再生資源如大豆、油菜籽、花生、玉米油及其他植物油以及某些動(dòng)物性脂類廢物的利用制成的醚基燃料氧化物，目前上海正在進(jìn)行二甲醚的車用燃料試驗(yàn)。生物性燃料可以單獨(dú)用，也可以作為添加劑加到石油柴油中。汽車使用純生物性燃料或添加一定量的生物性燃料的柴油，均能明顯減少其顆粒物和黑煙的排放。7．討論提高燃油品質(zhì)是改善機(jī)動(dòng)車污染排放的重要條件之一，在上海、北京和廣州、長(zhǎng)江三角洲、京津塘地區(qū)和珠江三角洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密度高的城市和地區(qū)可率先生產(chǎn)和使用高品質(zhì)油品，為蛙跳式提前執(zhí)行歐Ⅳ機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)造先決條件。應(yīng)慎重考慮采用甲基環(huán)戊二烯三羰基錳(MMT)作為汽油添加劑，有必要對(duì)MMT、MTBE的毒性作進(jìn)一步的研究，同時(shí)對(duì)不同類型汽油無鉛化増辛劑之間進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)－效益評(píng)估和相對(duì)危險(xiǎn)度測(cè)定，以確定機(jī)動(dòng)車最佳燃料類型，確保人群健康。西氣東輸和東海油氣田為上海提供了充沛氣源，因此在上海公共交通和出租營(yíng)運(yùn)行業(yè)內(nèi)推廣LPG、CNG等清潔燃料替代順應(yīng)了上海能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整的歷史潮流，符合特大城市機(jī)動(dòng)車能源多元化的時(shí)代要求。但是，替代燃料車應(yīng)采用新一代達(dá)到或提前達(dá)到新車排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車技術(shù)。燃料電池和生物質(zhì)燃料驅(qū)動(dòng)的汽車是汽車工業(yè)的未來發(fā)展方向，同時(shí)也是汽車綠色化、清潔化的必然趨勢(shì)；混合動(dòng)力汽車亦是目前較為可行的城市交通低排放技術(shù)，均屬于高科技，又牽涉國(guó)計(jì)民生，我國(guó)應(yīng)大力加強(qiáng)在該領(lǐng)域內(nèi)的投入并提供優(yōu)惠的政策支持。8參考文獻(xiàn)1 吳貴生,吳海燕.汽油無鉛化的關(guān)聯(lián)問題.上海環(huán)境科學(xué)[J]，1997,16(10):6~8.夏元洵主編.化學(xué)物質(zhì)毒性全書.[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1991,7.劉治中，許世海，姚如杰編.液體燃料的性質(zhì)及應(yīng)用.[M].北京：中國(guó)石化出版社，2000.230-233.4 王建昕,傅立新.汽車排氣污染治理及催化轉(zhuǎn)化器.[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2000,5.5張寶華，石油經(jīng)濟(jì)大事.國(guó)際石油經(jīng)濟(jì)[J].2003,86鄒松林，孫健.加強(qiáng)對(duì)加油站的排污管理[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2003，8（61）：14~15Europea