柴油荒频发用什么？ 甲醇替代空间凸现

岁月苍白了容颜

做一个帅气的卡友很累，这点我真的深有体会。

    又一轮“柴油荒”袭来，据报道，某些省份的加油站一次只允许加柴油200元，也就是不到30升。民营加油站频频告急，称进不到柴油。在“十一五”期间，我国多次发生柴油供应紧张的情况，可 以称之为“柴油荒”的有三次。最严重的一次是2008年北京奥运会举办期间，出现了北京五环外难以加到柴油的局面。为何柴油供应紧张总是眷顾我国？“柴油荒”的阴影为什么总是挥之不去？

●  柴油紧张属于结构性缺油

    我国自1993年成为石油净进口国以来，进口石油量一直飙升不已，仅用18年时间，便从石油出口国成为进口石油过半的国家。按照国际惯例，能源进口超过50%，意味该国的能源已经超出了安全线。今年7月国家工信部公布数据，1-7月，我国石油对外依存度达到55.3%，首度超过美国的53.5%。就是说，我国因为石油资源不丰富，总体石油需求量超过生产量，造成石油大量进口。

    但这些年来，石油一直进口，缺油一直存在，但是没见过缺少汽油，总是见到柴油紧张，说明我国的石油需求总体不足，但柴油需求量超过汽油。换句话说，就是消费需要的柴汽比（柴油对汽油的比）超过生产所能提供的柴汽比。2006年的消费柴汽比达到史上最高，为2.26。此后，经过石油部门努力，柴汽比有所下降，一直在2.0上下徘徊。2010年，国内成品油消费的柴汽比是2.15，比“十五”期间上升0.37%。同年的生产柴汽比低于消费柴汽比0.13%。

    为什么我国柴油消耗量如此高？原因就是我国柴油动力数量远高于汽油动力。柴油机因为较汽油机使用安全、燃料经济性高，普遍用于工农业、交通运输业、船舶、发电机组和国防工业。我国2010年汽油消耗量为7675万吨，柴油消耗15900万吨，后者是前者的2.07倍。柴油需求量大是我国目前燃料消耗特点之一。因此，我国目前的石油燃料供应紧张属于结构性不足。

●  柴油荒短期难见改善

    柴汽比与经济发展特点有关。根据国际经验，任何向工业化发展的国家，在过渡期间，由于大量基础建设需要，柴汽比都会出现比较高的情况。我国目前处于这样的时期。以1987年的数据为例，印度、巴西、印尼等国的柴汽比远超过2.0，印度甚至达到6.0以上，而同期日本仅为1.45，美国的柴汽比仅为0.45。即使在以柴油动力为主的欧洲，同期柴汽比也仅为2.0左右。可见，柴汽比与国家的经济发展水平密切相关。

    近10年来，我国汽车行业发展迅速，“十一五”期间由530万辆增加到1740万辆，增幅达328%。但同期汽油消费增长5年间仅为44%，这与汽车销量差距明显，说明轿车经过大幅度提升技术品质后，单车利用率和耗油量都明显下降。随着国家出台汽车节油相关政策，预计汽车消耗的汽油量还会进一步减少。

    柴汽比的大小除了与经济发展密切相关，还与生产原料及生产过程紧密联系。柴油和汽油的生产工艺不同，设备投入不同，前者要比后者高得多。因此，一味追求满足市场柴油需求而大量投入柴油生产设备，不是石油炼制部门的最佳选择。但也要看到，我国炼油行业近年来做了大量努力，柴汽比已经得到改观。2010年，国内成品油消费的柴汽比是2.15，比5年前下降了0.16%，与“十五”期间上升0.37%相比，更能反映出经济结构的变化。

    尽管如此，2010年国内消费的柴汽比仍高于生产的柴汽比0.13%，柴油需要进出口来调剂。2010年11月出现的柴油紧缺也说明这个问题。国家经济发展的速度表明，消费柴汽比目前有进一步降低的趋势，所以，当经济发展中存在很多不确定因素时，指望石油生产部门进一步投入柴油生产设备来满足需求是不现实的。可见，在我国仍然以基本建设为牵引的经济政策下，柴汽比高的局面在短期内难以得到根本改善，“柴油荒”还会随着经济发展的变动而不断出现。

●  甲醇是替代柴油最佳选择

    针对我国现存的结构性缺油现状，完全依靠石油部门又不可能完全解决问题，寻求非石油替代燃料就是必然选择。在替代柴油方面，目前主要有两个途径：一是天然气；二是生物柴油。

    油价上升促进天然气在交通领域得到快速发展，尤其是营运用的公交车和出租车领域。近年来，天然气在重载车上有长足发展，陕汽等制造商已经生产出大量的压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）重卡。目前的统计数据表明，我国已建成加气站逾1000座，天然气汽车超过100万辆。目前在能够获得天然气供应并建立供气站的区域，天然气替代石油有很大的发展空间。

    生物柴油是可再生能源，一直是社会关注的焦点。为解决生物柴油的资源问题，2008年，国家发改委批准了3个小油桐生物柴油产业化示范项目，分别位于四川、贵州和海南。其中，海南项目已经建成投产，并开始推广销售B5(添加5%生物柴油)。

    受到供气地域、加气站建设等限制，新能源电动受到蓄电池等瓶颈技术、充电模式以及启动成本等限制，生物柴油受到资源限制，决定了以上非石油能源大规模替代并彻底解决目前结构性缺油性问题，在短期内实现很困难。寻求新的替代燃料，以满足市场需求是必然选择。根据我国资源的特点和技术发展现状，甲醇是替代柴油的最合适选择。

    甲醇是自然界最简单的醇，仅有一个碳原子，含氧量高达50%，燃烧清洁。常温下是液体，方便贮存、运输和加注。甲醇的生产原料可以是煤或天然气以及生物质，资源丰富。同时，甲醇生产技术成熟，平均2吨煤可以生产1吨甲醇。另外，我国是焦炭生产大国，满足全球一半以上的需求，焦炉气产量很大。焦炉气可以用作生产甲醇的原料，焦炭和甲醇联合生产不仅提升煤炭的利用率，而且大幅度提升煤炭的价值，同时有利于减少二氧化碳排放。目前我国由焦炉气等制造甲醇的产能富余，约超出需求量的3倍左右，开发甲醇替代柴油具有充足的产量和产能保障。

●  甲醇柴油机应用技术获突破

    重卡柴油机的柴油消耗量大（百公里耗油平均35升），行驶里程长（平均一年10万公里），单车每年消耗柴油约30吨。以现有保有量计，每年消耗柴油近7000万吨。如果以其中1/3改用甲醇柴油双燃料方式，平均甲醇对柴油替代率以30%计，甲醇替代柴油则可减少900万吨。目前，甲醇的市场价格约为柴油的1/3，采用甲醇柴油双燃料燃烧的发动机，在运行中燃料费用可以大幅降低。仍以每年行驶10万公里计，每年可至少减少燃料费用3万元。

    但是甲醇的特性是辛烷值高，适于点燃，难以压燃。目前，国内每年已有相当数量的甲醇加入汽油中作为燃料使用。但是用于替代柴油却因其压燃温度过高而不易使用。

    最近业界在甲醇应用于柴油机替代柴油方面取得了进展，这就是甲醇/柴油组合燃烧技术。甲醇柴油组合燃烧技术是以柴油启动，甲醇由专用的电控系统控制定时定量经进气管喷入气缸，在气缸内甲醇与柴油一起燃烧，成功解决甲醇不易压燃的难题。该技术一经推出，分别与潍柴集团、上海煤焦化公司、陕汽等开展了载重车柴油机的道路试验。司机可以按照需要在甲醇/柴油或柴油间进行切换。用户感到甲醇柴油双燃料发动机动力强劲、加速性好、排气无烟。而且由于甲醇的价格低于柴油，燃料费用降低，迄今已经完成多辆车辆的道路试验。

    随着经济发展，我国特有的结构性缺油的“柴油荒”会逐步得到缓解。但要完全解决这一问题尚需时日。除了大力提升节油技术、积极发展天然气和生物柴油，采用甲醇替代柴油是一个重要途径。甲醇/柴油组合燃烧技术因其使用灵活、提高动力性、降低排放，特别是减少了运行成本，有望发挥重要作用。（本文作者为天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室副主任）

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