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甲醇作为能源替代品的可行性分析
一、甲醇的物理性质
甲醇的分子式：CH3OH，英文名称：methanol、methyl alcohol，也称为木精、木醇、木酒精。
甲醇是一种无、透明、易挥发、可燃的液体，略带酒精味。沸点64.5～64.7℃、熔点-97.8℃、闪点根据纯度不同而各异（范围：12～16℃），自燃点473℃，相对密度0.7913，折光率1.3287，爆炸极限60％～35％（在空气中爆炸范围）。甲醇有毒、易燃烧，甲醇对眼睛有影响，严重时可导致失明。甲醇能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数有机溶剂限混合。甲醇易于吸收水蒸汽、二氧化碳和某些其它物质，因此只有用特殊的方法才能制得完全无水的甲醇。同样也难以从甲醇中清除有机溶质。
甲醇是一种用途很广的泛的基本有机化工原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医
甲醇是一种无、透明、易挥发、可燃的液体，略带酒精味。沸点64.5～64.7℃、熔点-97.8℃、闪点根据纯度不同而各异（范围：12～16℃），自燃点473℃，相对密度0.7913，折光率1.3287，爆炸极限60％～35％（在空气中爆炸范围）。甲醇有毒、易燃烧，甲醇对眼睛有影响，严重时可导致失明。甲醇能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数有机溶剂限混合。甲醇易于吸收水蒸汽、二氧化碳和某些其它物质，因此只有用特殊的方法才能制得完全无水的甲醇。同样也难以从甲醇中清除有机溶质。
甲醇是一种用途很广的泛的基本有机化工原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医
药、农药、轻工、纺织及运输业等工业。
甲醇作为燃料替代汽油相关的其他物理性质，参见istis网站的另一篇文章“二甲醚作为能源替代品的可行性分析（一）” （172.16.103.131/updata/newsadmin/show.asp?id=3705）。
二、甲醇作为替代燃料的能量密度
所谓能量密度是指单位质量或单位容积的某种能源所能释放出来的能量，它是评价机动车代用燃料的重要指标。
甲醇作为燃料替代汽油相关的其他物理性质，参见istis网站的另一篇文章“二甲醚作为能源替代品的可行性分析（一）” （172.16.103.131/updata/newsadmin/show.asp?id=3705）。
二、甲醇作为替代燃料的能量密度
所谓能量密度是指单位质量或单位容积的某种能源所能释放出来的能量，它是评价机动车代用燃料的重要指标。
表1：几种代用燃料的能量密度
燃料 | 能源密度 | 相对于汽油的能源密度系数 | 相对于柴油的能源密度系数 | 相对于汽油的容积系数 | 相对于柴油的容积系数 |
汽油 | 32.72 | 1 | 0.917 | 1 | 1.09 |
柴油 | 35.69 | 1.09 | 1 | 0.0917 | 1 |
甲醇 | 16.01 | 0.489 | 0.449 | 2.04 | 2.229 |
（资料来源：张晶等，机动车代用燃料性能比较，内蒙古环境保护，2005，l7（4）：27～29）
从表1数据中不难看出，目前甲醇作为代用燃料尚不能与传统汽油车和柴油车的单位行程媲美。
三、甲醇作为燃料的优势
1、作为民用清洁燃料
早在“六五”时期，中国政府就投巨资在山西省建设煤制甲醇燃料及清洁汽车产业化示范基地，按规划，到2010年山西省燃料甲醇生产能力将达l0Mt/a，其推广地首选北京。北京的公交车冬天一直使用以甲醇为主要原料的防冻液；而日常生活中燃料甲醇及灶具自1983年起就逐步形成产品，进人市场，现已在全国形成产业，并颁布了国标GB16663－1996《醇基液体燃料》及农业部部颁标准NY311－1997《醇基民用燃料》、NY312－1997《醇基民用燃料灶具》，燃料甲醇经过近20年的家用灶具、火锅灶具、餐饮及食堂大灶的使用证明，比油
三、甲醇作为燃料的优势
1、作为民用清洁燃料
早在“六五”时期，中国政府就投巨资在山西省建设煤制甲醇燃料及清洁汽车产业化示范基地，按规划，到2010年山西省燃料甲醇生产能力将达l0Mt/a，其推广地首选北京。北京的公交车冬天一直使用以甲醇为主要原料的防冻液；而日常生活中燃料甲醇及灶具自1983年起就逐步形成产品，进人市场，现已在全国形成产业，并颁布了国标GB16663－1996《醇基液体燃料》及农业部部颁标准NY311－1997《醇基民用燃料》、NY312－1997《醇基民用燃料灶具》，燃料甲醇经过近20年的家用灶具、火锅灶具、餐饮及食堂大灶的使用证明，比油
料、液化气更安全可靠、洁净卫生。
2、作为车用燃料替代汽油
甲醇是一种物理化学性质与汽油近似的有机燃料。可以由天然气、煤、生物原料等生产制得。甲醇用于汽车替代燃料，主要是按照一定的比例，同汽油进行混合以达到改善尾气排放、节约能源的目的。目前，经实践广泛使用的有按85％甲醇和15％汽油进行混合的M85燃料，以及100％甲醇的M100燃料。
早在1984年，德国大众公司就生产了400辆甲醇灵活燃料轿车，赠送给洛杉矶奥运会，后来美国福特公司首批生产了6万辆甲醇燃料轿车投放美国市场。
甲醇之所以能够作为汽车燃料，主要是由甲醇本身的性质特点所决定。
2、作为车用燃料替代汽油
甲醇是一种物理化学性质与汽油近似的有机燃料。可以由天然气、煤、生物原料等生产制得。甲醇用于汽车替代燃料，主要是按照一定的比例，同汽油进行混合以达到改善尾气排放、节约能源的目的。目前，经实践广泛使用的有按85％甲醇和15％汽油进行混合的M85燃料，以及100％甲醇的M100燃料。
早在1984年，德国大众公司就生产了400辆甲醇灵活燃料轿车，赠送给洛杉矶奥运会，后来美国福特公司首批生产了6万辆甲醇燃料轿车投放美国市场。
甲醇之所以能够作为汽车燃料，主要是由甲醇本身的性质特点所决定。
（1）抗爆性好：甲醇的辛烷值大，马达法辛烷值（MON）为106，研究法辛烷值（RON）为112，远高于普通汽油。甲醇与汽油混溶后辛烷值比同标号汽油提高3～5个单位，
可以提高汽车发动机的压缩比，起到抗爆剂的作用，防止汽油机出现爆震现象。
（2）理论混合气热效率高：甲醇的热值为19.9MJ／kg，汽油热值为43.50MJ／kg，但甲醇理论混合气的热效率却与汽油相当，这是甲醇能够成为汽车燃料的主要条件。许多赛车使用甲醇燃料，就是因为其热效率很高。
（3）着火极限宽：汽油和甲醇的着火极限分别是1.4％～7.6％和6.7％～36.0％，甲醇燃料能够在较宽的混合气浓度范围内工作。
（4）排放物安全：甲醇是一种毒性有机化合物，可经呼吸道、消化道和皮肤接触方式进入人体，破坏人的神经和视觉系统。作为燃料，甲醇发生火灾的可能性比汽油小，且火灾后造成的危害也比汽油轻。低浓度时，甲醇的毒性要小于汽油。
（2）理论混合气热效率高：甲醇的热值为19.9MJ／kg，汽油热值为43.50MJ／kg，但甲醇理论混合气的热效率却与汽油相当，这是甲醇能够成为汽车燃料的主要条件。许多赛车使用甲醇燃料，就是因为其热效率很高。
（3）着火极限宽：汽油和甲醇的着火极限分别是1.4％～7.6％和6.7％～36.0％，甲醇燃料能够在较宽的混合气浓度范围内工作。
（4）排放物安全：甲醇是一种毒性有机化合物，可经呼吸道、消化道和皮肤接触方式进入人体，破坏人的神经和视觉系统。作为燃料，甲醇发生火灾的可能性比汽油小，且火灾后造成的危害也比汽油轻。低浓度时，甲醇的毒性要小于汽油。
表2：甲醇和汽油的危害比较
指标 | 甲醇 | 汽油 | ||
着火性 | 可能性 | 特定 露天空间 | 4 8（2～4）1 | 9 2 |
着火后的危害性 | 火灾损害程度 可灭火性 火焰可见度 | 3 7 8 | 10 10 1 | |
毒性 | 吸入低浓度时 | 毒性 可能性 | 10 3 | 10 4 |
吸入高浓度时 | 毒性 可能性 | 10 3 | 10 汽车改装甲醇好不好4 | |
皮肤接触时 | 毒性 可能性 | 9 3 | 8 3 | |
口服时 | 毒性 可能性 | 10 8（2）2 | 10 3 | |
注1：括号中数字为改变设计后可降低的值。
注2：括号中数字表示添加剂存在时的可能性。
（资料来源：王翔等，甲醇、汽油及甲醇汽油作内燃机燃料的性质比较，化工时刊，2005，19（3）：46～49）
注2：括号中数字表示添加剂存在时的可能性。
（资料来源：王翔等，甲醇、汽油及甲醇汽油作内燃机燃料的性质比较，化工时刊，2005，19（3）：46～49）
（5）清洁、环保性能：甲醇具有降低温室效应气体排放的潜力，以目前的技术来看，源自于天然气的甲醇，其温室效应气体的排放比汽油小得多。在甲醇车辆上一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的排放都很低，也不产生固体颗粒、硫的氧化物。根据美国AQIRP研究报告，M85机动车的排放性能与汽油车相比，碳氢化合物（HC）降低31％，一氧化碳（CO）降低13％，氮氧化合物（NOx）降低6％。此外，甲醇机动车的动力性和持久性相对来说也不错。
四、甲醇替代汽油经济性
燃料经济性是制约替代燃料推广应用的重要因素。目前我国汽油售价在4500元／t左右，而甲醇的生产成本仅为800～1200元／t，市场售价为2000～2600元／t。
四、甲醇替代汽油经济性
燃料经济性是制约替代燃料推广应用的重要因素。目前我国汽油售价在4500元／t左右，而甲醇的生产成本仅为800～1200元／t，市场售价为2000～2600元／t。
甲醇是液体有机化合物，因其特性和汽油相似，储存运输方式比较方便；甲醇的蒸汽压力比汽油小、密度大、比汽油不易挥发、着火危险性小；甲醇有优良的传导性，可以减少静电产生的危险，意外火灾可能性小，生产、储存、运输和使用比石油燃料安全。
代用燃料的经济性在对代用燃料推广时，无疑会考虑其费用问题。其涉及面很广，比如车辆改装、燃料的运输、存储、开采、制取等。
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