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我們拿什么替代瘋狂的石油

http://m.henanjusheng.com 2008-02-19 09:42 來源:中國改革報

    在過去的一年中,油價繼續(xù)瘋狂上漲,突破了100美元/桶大關(guān),比年初最低點上漲近一倍。 

  國際能源機構(gòu)在去年7月預(yù)測,未來5年石油需求遠高于供給,全球?qū)⒚媾R能源短缺,油氣價格將繼續(xù)走高。昂貴的石油正在成為經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸,尋找替代石油的新能源是大勢所趨。

  生物液體燃料潛藏隱憂 

  生物液體燃料是指通過生物質(zhì)資源生產(chǎn)的燃料乙醇和生物柴油。許多科學(xué)家認為,生物液體燃料是最有可能大規(guī)模取代石油的替代能源,不少國家制訂了雄心勃勃的開發(fā)計劃。 

  據(jù)《環(huán)球財經(jīng)》雜志報道,美國計劃在今后10年內(nèi)將其國內(nèi)的汽油消費量減少20%,其中15%通過使用替代燃料實現(xiàn),計劃到2017年時,每年使用燃料乙醇達到1億噸,是目前年使用量的7倍。歐盟計劃到2020年實現(xiàn)生物燃料乙醇使用量占車用燃料的10%。近兩年,我國開發(fā)生物燃料乙醇的熱潮驟然升溫,2006年產(chǎn)量達到144萬噸,成為繼巴西、美國之后第三大燃料乙醇生產(chǎn)國和消費國。 

  由于以纖維素、半纖維素和木質(zhì)素為原料的第二代技術(shù)尚不成熟,目前生產(chǎn)燃料乙醇的原料都是糧食類作物?;谌蚣Z食供應(yīng)和安全的考慮,燃料乙醇的生產(chǎn)是不可持續(xù)的。 

  第二代生物液體燃料,以木質(zhì)纖維素為原料,這種技術(shù)的成熟成為能否大規(guī)模替代石油的關(guān)鍵。目前,纖維素燃料乙醇在原料預(yù)處理技術(shù)和降低酶成本方面還有待突破,取得重要突破的時間分歧很大,美國認為在2012年左右,歐洲認為在2015~2020年左右,還有一些研究機構(gòu)則認為在2025年之后。美國業(yè)界普遍認為目前生產(chǎn)纖維素乙醇的成本在0.8美元/升~1美元/升。在纖維素燃料乙醇實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)之后,預(yù)計成本在0.53美元/升左右。生產(chǎn)纖維素乙醇的前期投資較大,據(jù)美國機構(gòu)的測算,在生產(chǎn)規(guī)模相同的條件下,纖維素燃料乙醇需要的投資是玉米燃料乙醇的7~8倍。 我國纖維素乙醇技術(shù)方面還沒有取得根本性突破,目前各單位中試研究的每噸纖維素乙醇的原料消耗都在6噸以上,生產(chǎn)成本估算在5000元~6500元/噸乙醇以上,不適合于工業(yè)化生產(chǎn)。理性估算,中國的纖維素乙醇形成規(guī)?;a(chǎn)至少還要3年~4年以上時間。

  煤基液體燃料污染嚴重 

  煤基液體燃料主要包括煤制油、煤制甲醇和煤制二甲醚等液體燃料。煤制油包括直接液化和間接液化,直接液化工藝的研發(fā)已基本完成,美、德、日等國成功完成了日處理150噸~600噸煤的工業(yè)性試驗。我國神華集團公司正在神東煤田建設(shè)煤直接液化生產(chǎn)線,計劃于今年9月投入試運行并正式生產(chǎn)煤制油產(chǎn)品,預(yù)計每年生產(chǎn)各種油品108萬噸。在間接液化方面,南非薩索爾公司最有經(jīng)驗,已經(jīng)建立了3個間接液化廠,年產(chǎn)成品750萬噸。神華也計劃與薩索爾公司合作,在陜西榆林建設(shè)一家煤間接液化企業(yè)。此外,山東兗礦集團煤炭間接液化技術(shù)取得中試成功,已生產(chǎn)出合格的柴油、汽油和液化石油氣,其中汽油達到98號標準。 

  近3年來全球甲醇進入產(chǎn)能擴張期,每年產(chǎn)能保持5%?6%的增長。我國近年來新開工建設(shè)的煤制甲醇項目較多,2006年國內(nèi)甲醇產(chǎn)能合計1344.4萬噸,預(yù)計“十一五”末期產(chǎn)能可達到2500萬噸~3200萬噸。 

  全球二甲醚產(chǎn)能也大幅增長,2006年產(chǎn)量在50萬噸以上。我國近年來對煤制二甲醚的投資呈井噴之勢,國內(nèi)產(chǎn)量從2002年的2萬噸增長到2006年的32萬噸。國外大型工業(yè)化二甲醚裝置的建設(shè)計劃正在實施,投資商以日本公司居多,最大規(guī)模達到250萬噸/年。我國已經(jīng)具備建設(shè)百萬噸級二甲醚裝置的能力,預(yù)計到2010年,國內(nèi)二甲醚總產(chǎn)能將超過1580萬噸,年產(chǎn)量達到500萬噸。 

  我國發(fā)展煤基液體燃料具有資源優(yōu)勢,成本低廉,具有很大的利潤空間。與傳統(tǒng)氣柴油相比,煤基液體燃料機動車在道路行駛過程中能大幅減少污染排放。但煤基液體燃料生產(chǎn)過程中耗費大量化石能源和電力,導(dǎo)致二氧化硫、煙塵和溫室氣體排放量上升,在現(xiàn)有技術(shù)條件下會造成地區(qū)性的環(huán)境破壞。如果以煤制甲醇和煤制二甲醚作為車用燃料,需對現(xiàn)有汽車的發(fā)動機和尾氣排放系統(tǒng)等進行改造,這將是一筆巨額投入。

  氫燃料電池任重而道遠 

  氫能開發(fā)在本世紀初有過一次開發(fā)熱潮,但由于儲氫、用氫領(lǐng)域的技術(shù)不成熟,短期內(nèi)氫燃料電池車很難大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。去年的美國總統(tǒng)國情咨文首次未提及氫燃料電池。歐盟對發(fā)展氫燃料電池汽車相對積極,去年10月,歐盟通過了發(fā)展氫燃料汽車的立法建議,在未來6年里歐盟和私有企業(yè)將各出資4.7億歐元發(fā)展氫燃料汽車。世界各國普遍認識到氫燃料電池可能是車用能源的終極發(fā)展方向,但氫燃料電池車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化是一個“長跑”過程。 

  初始成本高、使用壽命短是燃料電池車應(yīng)用的主要障礙。滿足商業(yè)化要求的車用燃料電池系統(tǒng)的目標壽命應(yīng)不小于5000小時,國外公開報道的車用燃料電池壽命不超過2200小時,國內(nèi)燃料電池的壽命大多在1500小時左右。不過,隨著高壓儲氫技術(shù)的發(fā)展,燃料電池汽車的續(xù)航里程在緩慢提高。去年初,通用公司的Sequel燃料電池車,在實際道路測試中首次實現(xiàn)單次加注續(xù)航里程300英里;去年9月豐田公司的FCHV燃料電池車在實際道路測試中僅利用儲氫罐中的70%的氫氣成功行駛348英里,其續(xù)航里程可以達到450英里。 

  中國目前的燃料電池轎車已經(jīng)發(fā)展到第四代,樣車的性能參數(shù)基本達到國際水平。燃料電池的客車方面,2007年上海神力公司等聯(lián)合研發(fā)的氫燃料電池客車首次出口國外,并且中標多項國際燃料電池城市客車示范運營項目。 

  燃料電池或許是替代石油作為車用動力的一個長遠解決方案。但燃料電池技術(shù)的研發(fā)將是一個長期過程,預(yù)計燃料電池技術(shù)及其混合動力系統(tǒng)至少到2020年才有可能大規(guī)模商業(yè)化。(陳曉進)
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