高原地区推广使用乙醇汽油的可行性分析

[摘要]随着经济的发展，车辆保有量在快速增长，如果高原地区车辆燃用乙醇汽油，既可以改善环境污染，又能提高农副产品的附加值。本文从国家推广使用车用代用燃料的实际出发，通过对乙醇汽油的特性和高原环境对内燃机性能影响的分析，表明在高原地区推广使用乙醇汽油是可行的。

[关键词]高原地区；乙醇汽油；可行性；分析

[中图分类号]U473.9　[文献标识码]A　[文章编号]1005-6432(2009)49-0062-02

1　引言

车用乙醇汽油是指在不含MTBE(甲基叔丁基醚)、含氧添加剂的专用汽油组分油中，按体积比加入一定比例(我国目前暂定为10％)的变性燃料乙醇混配而成的新一代清洁环保车用燃料。目前，我国在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5个省及河北、山东、江苏、湖北、广西等省的部分地区已成功开展了车用E10无水变性乙醇汽油的试点工作。运行结果表明，生物乙醇汽油作为一种新型生物燃料，在试点区域内的环境得到改善，推广使用车用乙醇汽油无论从技术、管理、经济上都是可行的，符合我国国情。

2　高原地区推广乙醇汽油的意义

随着经济的发展，高原地区车辆保有量在快速增长，车用燃料也在大幅度增加，如果高原地区车辆燃用乙醇汽油，那么本地区车辆尾气排放将会大大改善，并且会带动部分农副产品的开发和利用，提高农副产品的附加值。因此，发展燃料乙醇对促进高原地区经济建设可持续发展和环保治理具有广泛的战略意义。

3　车用乙醇汽油的特性及优势

3.1　车用乙醇汽油的特性

燃料乙醇与汽油基本物化性质相比(见下表)，车用乙醇汽油有如下特性：

(1)辛烷值高，抗爆性好。乙醇可使汽油辛烷值增加，含乙醇10％可使93号汽油辛烷值提高0.1～2.2，可使90号汽油辛烷值提高1.3～3.0。

(2)乙醇含氧量34.7％。在汽油中含10％的乙醇，含氧量质量分数能达到3.5％。

(3)蒸汽压：乙醇蒸汽压20qC及40℃分别为5.66kPa及18kPa，汽油中掺入5％～10％乙醇(V)时蒸汽压最大达58.4kPa，蒸汽压比普通汽油高。

(4)乙醇的热值是常规车用汽油的60.9％，据有关资料报道，若汽车发动机不作任何改动就使用含乙醇10％的混合汽油，发动机的油耗会增加5％。

(5)乙醇的汽化潜热大，理论空燃比下的蒸发温度大于常规汽油。

3.2　车用乙醇汽油的优势及存在的问题分析

乙醇汽油中的乙醇既是一种能源，又是一种优良的汽油品质改良剂和绿色增氧剂，由于含氧量增加了3.5％，使原普通汽油中不能燃烧的部分完全燃烧，使燃烧更充分、更彻底，从而使油耗相应减少，与热值低引起的因素相抵，使总体油耗持平或略有降低，同时可减少和消除汽车尾气烟雾的形成，有效地降低汽车有害尾气排放总量33％以上，有利于环境保护，使用乙醇汽油后，车辆尾气排放达标；由于乙醇汽油的燃烧特性，能有效地预防和消除火花塞、燃烧室、气门、排气管、消声器等部位积炭的形成，避免了因积炭的形成而引起的故障，延长部件的使用寿命；乙醇汽油中的乙醇是一种性能优良的有机溶剂，能有效地消除油箱及油路系统中杂质的沉淀和凝结，有良好的油路疏通作用，减少为清洁疏通油路而产生的维护费用；乙醇汽油有降低稀释机油的作用，可延长发动机机油的使用时间，减少更换次数；乙醇汽油具有抗爆性优良的特点，减少工况噪声，降低汽车噪声对城市环境的影响。

在经济性方面，国家规定乙醇汽油必须与同标号的普通汽油“同升同价”，2004年6月，一汽集团专门做过试验，试验表明车用乙醇汽油的动力性能和油耗与普通汽油基本持平。至于对铜产生腐蚀问题，已在车用乙醇的生产中加入了相应的添加剂加以解决。因此，对于汽车用户来讲使用乙醇汽油和使用普通汽油在经济方面无多大区别。

4　高原地区使用乙醇汽油的可行性分析

4.1　高原环境对内燃机性能的影响

由于高原地区气象环境的特殊性，工作在高原地区的内燃机面临着一个共同的问题，即由于高原海拔高、大气压力低、空气中的氧含量较平原地区有所下降，进入气缸内的空气质量较差(一般情况下，海拔每升高1000米，充气量减少10％)，使得气缸内进气终点的压力低于设计标准，致使压缩终点压力及温度达不到应有的水平，引起内燃机启动困难，小负荷时工作不稳定，大负荷时排烟变成浓黑色，最大功率大幅度下降，油耗上升、排放恶化。海拔越高，空气越稀薄。因此，内燃机的性能随海拔的升高而恶化就越明显。

实验表明：对于非增压柴油机，海拔每升高1000米，功率扭矩下降9％～12％，油耗上升6％～10％，对于TJ376QE汽油机，使用CNG后，海拔每升高1000米，功率下降了5％～10％，扭矩下降了8％～13％。这是由于缸内充气量减少、散热性能下降、热负荷增加、燃烧不充分等原因导致高原环境对发动机动力性能的影响。

4.2　高原环境下使用乙醇汽油后发动机性能变化分析

不论使用何种燃料，在高原环境下发动机功率和扭矩均有不同程度的下降，这是高原环境的气象条件决定的，是不可避免的，但从发动机性能变化的机理而言主要是因大气压力下降、空气密度减小和含氧量降低造成的。而乙醇汽油只是在普通汽油中加入了10％的变性燃料乙醇，高原环境对其影响与普通汽油、柴油及天然气相类似，功率下降程度也与其他燃料相近，但由于乙醇汽油的含氧量比普通汽油有所增加，在高原缺氧情况下其燃烧性能比普通汽油会好一些；其辛烷值高，抗爆性好；乙醇汽油蒸发潜热增大，会使使用乙醇汽油车辆低温启动和低温运行性能恶化。

根据云南省在海拔1920米的条件下，用E10含水乙醇／汽油混合燃料和纯汽油的对比试验表明：①燃用乙醇汽油对发动机的动力性无负面影响；②燃用乙醇汽油后，能量的利用率高，经济性优于纯汽油；③燃用乙醇汽油后，相对于原机CH和CO的怠速排放分别降低了36.7％和12.8％。因此，在高原环境下使用乙醇汽油与使用普通汽油相比对汽车动力性无多大影响，经济性有所提高，排放明显改善。由于无水乙醇易于吸水，车用乙醇汽油的含水量超过标准指标后，容易发生液相分离，影响使用，车用无水乙醇汽油的储运周期只有30天左右，不适宜远距离运输，若推广使用，首先要解决无水乙醇在当地的生产或考虑采用加助溶剂的含水乙醇(其储运周期达3个月左右)。

5　结论

如果能够保障车用乙醇的供应，在高原地区使用乙醇汽油是可行的，特别适合在海拔4000米以下的地区使用。

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