内燃机替代燃料发展观察（上）
　　
　　内燃机替代燃料眼下的处境并不乐观。
　　在石油价格的起起落落中渐显疲态，同时面对电动汽车等新能源的汹涌之势，内燃机替代燃料的发展依然徘徊在迷茫的十字路口。
　　4月2日，中国内燃机工业协会在北京召开传统能源动力装置（内燃机）高效利用替代燃料技术交流研讨会。为内燃机这个耗油大户尽快找到一种清洁、可持续的替代燃料，是所有与会的制造企业代表和科研院所专家共同的梦想。而事实上，截至目前世界各国都尚未发现任何一种可以完全替代石油的内燃机用燃料。
　　尴尬正在于此，多种技术和原料都在发展，但均未能够取得突破，这对于政府和企业而言，很难下定决心投资发展某一种替代燃料。
　　但在何光远看来，由于石油供给和碳排放带来的巨大压力，发展具有我国资源特色的替代能源已经到了从一般性研究转向实际应用的关键时刻。而这对内燃机、汽车界而言也已进入从选题研究转向命题研究的重要阶段。
　　这位80岁高龄的原机械工业部部长在本次研讨会的主旨发言中再次力荐甲醇，呼吁将其作为我国主要的内燃机替代燃料加以发展。
　　他还不无调侃地讲道：“有人说我现在是‘甲醇’部长，其实准确地说我是‘醇迷’部长，我对醇类燃料未来不可估量的作用十分着迷。所以，我也很乐意接受这个称号。”
　　形势逼人
　　2009年我国汽车产量超过1300万辆，这是自2000年我国汽车工业发生井喷式增长以来，又一次令世界汽车界感到震惊的事件。特别是在去年全球经济普遍下滑，到处遭遇经济危机的环境下，中国汽车制造业不但没有萎缩，反而逆势上扬。
　　内燃机制造业同样受到国家基础工业、交通运输装备制造业的发展和农业政策的拉动，市场需求强劲。“生产企业开足马力组织生产，甚至节假日期间仍在加班工作，这种大好形势是任何时候未曾有过的。”中国内燃机工业协会副秘书长魏安力向《中国工业报》记者表示。
　　但他同时指出，就内燃机的保有量来讲，我国与发达国家相比仍存在较大的差距。截止到去年底，我国包括摩托车在内的机动车辆保有量不过1.8亿辆左右。其中，汽车仅7600万辆，按人均计算百人尚不到6辆车，而美国几乎是人均一辆汽车。即使离目前世界平均千人拥100辆车的水平，也还有很大的距离。因此，我国汽车市场的未来仍有很大的发展空间。
　　然而，由于汽车及各种自走式移动机械的迅猛发展，全国燃油消耗总量也在快速增加。资料显示，中国在1993年之前是一个石油出口国，最多时曾达到年出口一千余万吨。但是，从1993年起，原油进口占全国年石油消耗的比例由当年的6%一路攀升，2008年时已经达到49%，并于2009年最终突破50%警戒线。这一过程仅用去短短的16年时间。
　　按照国际惯例，如此之大的进口依存度，已经远远超过国家能源安全的界限。然而，更令人担忧的是，中国对石油的旺盛需求还在继续保持快速增长。根据2009年7月出版的中国社会科学研究院《能源蓝皮书》报告预测，10年后我国进口石油的依存度将攀升至64.5%。
　　魏安力指出，2009年我国已经超过美国成为沙特阿拉伯最大石油进口国，年进口量近5000万吨（从沙特进口量），约占我国全年进口总量的四分之一。除了从俄罗斯进口的原油以外，几乎全部是通过海运到达我国，在国际航线上每天都有运往中国的油轮。为保证安全运输，国家派出护航舰队（当然，不仅是为保护石油运输）。由此可见，石油安全已经上升为国家安全的重要组成部分。
　　何光远也表示出同样的担忧，他说：“我国的化石能源是‘富煤、缺油、少气’的结构，目前石油年产量难以超过2亿吨，按公布的现有储量也仅能维持十几年的供给。但是，未来的经济发展若持续增加石油对外依存度，这对于国家安全十分不利，与国家稳定可持续发展的大政策方针也不相符。”
　　除此之外，更严峻的形势是我国目前已是世界上CO₂排放量第一大国，在温室气体排放上面临巨大国际压力。去年底，我国已明确承诺到2020年，单位GDPCO₂排放量比2005年要下降40%~45%。因此，我国提出调整产业结构，淘汰落后产能，同时大力发展可再生能源（风能、太阳能、水能、地热能、生物质能等），使其占全部一次能源消耗由目前的8%左右达到2020年时的15%。
　　但何光远指出，上述预测也表明，10年之后85%的一次能源仍是化石能源。而且另有数据显示，预计到2020年，我国用电需求将达到7万亿~8万亿千瓦，装机容量有可能突破16亿千瓦，均为2009年水平的2倍左右。其中，煤电仍将占据主要地位。
　　在这样的形势下如何做到减少碳排放？何光远给出的答案是高碳能源低碳利用。
　　多元发展
　　中国内燃机工业协会统计，我国内燃机工业2009年总产量6700万台，是“当之无愧”的耗油大户。2009年我国全年消耗商品柴油14126.8万吨，商品汽油7194.8万吨，内燃机用润滑油390万吨，常规动力船舶用燃料油1536万吨，合计23247.6万吨。内燃机产品消耗的燃油占当年我国石油消耗总量（自产18900万吨，进口19900万吨）38800万吨的60%。
　　魏安力指出，内燃机产品既是耗能大户，又是各类自走式移动机械主要燃烧排污源，但同时也是实施节能减排最具挖潜空间的产品，更是不断采用新技术、新材料、新工艺以推动技术进步，体现节能减排效果最直接的产品。他表示，大力倡导和鼓励内燃机坚持节能减排技术发展政策；坚持推广高效应用替代能源的发展目标；及时缓解国家石油对外依存度，已成为内燃机行业的紧迫命题，也是当前内燃机产业优化选择的发展方向。
　　何光远认为，高碳能源低碳利用的途径之一就是多元化发展可替代能源。
　　他向与会者推荐了2006年美国人乔治·A奥拉出版的《跨越油气时代———甲醇经济》一书。该书作者是1995年诺贝尔化学奖的获得者，他和他的研究团队经过多年对世界能源的研究得出结论———未来人类的主要燃料将是‘甲醇’。
　　何光远解释道，甲醇的生产资源是最广泛的，凡是可以制成合成气的物质都可以生产甲醇，如煤炭、煤层气、天然气、焦炉气、生物质等，甚至连前几年危害我国青岛沿海的藻类、太湖的蓝藻、滇池的水生物等都是生产甲醇的原料。不久的将来，人类甚至可从大气中回收CO₂ 制造甲醇，形成循环应用。
　　他指出，任何能源是否有生命力就看它是否具有持续发展的资源和潜力，而甲醇对于中国可谓在适合不过了。
　　首先，我国的煤炭资源储量在1万亿吨以上，近年来还有新的储量被不断地发现。按目前年消耗煤炭30亿吨计，足够使用200余年。若按年消耗50亿吨以上计算，仍可使用上百年。这为我国发展甲醇提供了极好的资源条件。其次，甲醇的生产技术较为成熟，生产每吨甲醇耗煤平均1.5吨左右。我国的一些优质煤甚至不到1.2吨就可以产生1吨甲醇。再其次，我国甲醇现有的产能大，目前已经近4000万吨，国内的化工需求仅1000万吨左右，有很大的产能富裕。
　　因此，资源丰富、生产技术成熟、产能巨大决定了甲醇具备从化工产品转向燃料的基本条件。
　　此外，甲醇做为内燃机燃料，具有许多优越特性：首先，甲醇是一种低碳高含氧燃料，有利于减少碳、氮氧化物排放，另外甲醇具有高辛烷值，适合在高压缩比下工作，用于点燃式发动机可以提高热效率，用于压燃式则不仅可以提高热效率，更能够增加发动机动力性；其次，甲醇是液体燃料，便于储运、加注，可以充分利用现有汽、柴油加注站设施，稍加改造即可应用，无需再大的投入。
　　资料显示，近年来内燃机应用甲醇燃料的技术有了很大的进展。不仅有在点燃式内燃机上应用的成果，也有在压燃式内燃机上应用的成果。何光远认为，这些技术的应用研究和成果推广必将对今后内燃机的发展带来深远的影响。
　　特别值得一提的是，我国提出将甲醇作为石油替代燃料早于乔治·A奥拉教授，是完全从我国资源特点出发得出的结论。有人担心我国发展甲醇之后，可能会受国际低价甲醇的冲击，而这在何光远看来，其实这种担心是多余的。他说，这不仅无害，而且有利于我国今后的燃料能源多元化建设。
　　他最后强调，鼓励用甲醇替代石油，并非是排斥其他能源形式的发展。我国是一个农业大国，农业的废弃物很多，发展生物质能源也是我国能源的一个重要方面。除此之外，天然气、煤层气等都可以科学高效地利用起来作为内燃机的燃料来源。
　　何光远还特意谈到电动汽车，他说，各种电动汽车对改善排放效果明显，现在几乎全世界的汽车界都在为其开发而努力，已经形成一种热潮。但是，至今尚无真正能够在性价比、使用方便性上与内燃机汽车相媲美的电动汽车问世，而其大规模量产还需相当时间。在这样的情况下，不应只抓电动汽车而把其他的替代能源边缘化。