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生物燃料发展趋势十篇

发布时间:2024-04-25 17:58:31

生物燃料发展趋势篇1

论文关键词:新能源汽车,发展现状,发展趋势,经验总结

一、新能源汽车定义及分类

根据我国《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(包括太阳能汽车)、燃料电池汽车、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。

二、国际新能源汽车发展态势分析

(一)发展环境分析

1.能源危机成为新能源汽车发展的动力。石油资源的日益枯竭和石油价格的巨幅波动,不仅对世界各国经济造成了重要影响,更引起各国汽车产业的深刻变革:大排量、高油耗的汽车不再受到大多数消费者的青睐,燃油节约型汽车逐渐成为汽车市场的主流。世界各国欲借发展新能源摆脱其对石油的依赖发展趋势,逐步形成了新的世界经济增长模式。

2.金融危机提供新能源汽车发展的机遇龙源期刊。全球金融危机的爆发给新能源汽车的产业化发展提供了新的机遇。为了摆脱经济低谷,拉动经济复苏,获得市场[1]竞争先机,并使自己在未来的产业竞争格局中占据有利位置,发展新能源汽车成为世界各大汽车企业共同的战略选择。

3.环境污染呼唤新能源汽车时代的到来。随着汽车产业的快速发展,汽车已经成为城市的污染源之一。汽车尾气主要成分是Co、HC、noX和颗粒物等,在城市中心,交通排放的Co形成的污染物浓度占Co总浓度的90%~95%,HC和noX占80%~90%,而这些排放物正是造成地球气候变暖的重要原因之一。

4.技术变革促进新能源汽车的研发和生产。除了常规的化石能源(煤、石油)以外,新能源与可再生能源(太阳能、风能、水能、生物能等)的开发和利用比例逐渐提高,并由此产生了相应的多种新技术。能源的多样化发展给汽车新技术的应用带来了无限可能,各类新能源汽车的研发和生产必然会将汽车产业领域延伸、拓展到更加广泛的产业范畴。

(二)发展特点分析

新能源汽车在全球刚刚起步,代表着汽车产业未来的发展方向。混合动力作为新型汽车能源动力技术共性平台发展趋势,继承了先进内燃机技术,结合了高效洁净的电力驱动方式,既充分利用现有燃料基础设施,又能包容各种代用燃料,已成为新型动力系统汽车产业化的典型代表,开始大规模产业化发展,其中插电式混合动力汽车越来越受到重视;纯电动汽车借助各种高新技术特别是新型动力电池技术的进步找到了新的发展机遇,开始进入市场,并有快速增长的趋势;燃料电池作为一种新兴能量转换装置,尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍,但其作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案仍然被看好,各种资助和示范验证正在进行,真正进入市场将还有一个较长的时期;代用燃料汽车可以用天然气、液化石油气、生物柴油、合成燃料、醇类燃料、醚类等多种清洁替代能源,成为解决石油资源短缺的重要途径。

(三)发展战略比较

美国长期侧重降低石油依赖、确保能源安全的战略发展趋势,将发展新能源汽车作为交通领域实现根本上摆脱石油依赖的重要措施,并以法律法规的形式确定其战略定位。美国从20世纪80年代起在不同的阶段提出了不同的车用能源发展战略,克林顿时期以提高燃油经济性为目标,混合动力是其主要的技术解决方案;布什时期追求零排放和对石油的零依赖,氢燃料电池汽车是其主要的技术解决方案,后期还计划用10年时间实现20%的石油替代和节约,主要措施是使用生物质燃料;近期奥巴马大力发展电动汽车,实施了总额48亿美金的动力电池以及电动汽车的研发和产业化计划,其中40亿美金用于动力电池的研发。

日本长期坚持确保能源安全、提高产业竞争力的双重战略,通过制订国家目标引导新能源汽车产业的发展,同时高度重视技术创新龙源期刊。日本在2006年“新国家能源战略”中明确提出,通过改善和提高汽车燃油经济性标准、推进生物质燃料应用、促进电动汽车应用等途径,到2030年交通领域对石油的依赖能够降低20%。重视生物燃料和燃料电池等技术开发,拟在2011年单年度生产生物燃料5万千升发展趋势,计划在五年内斥资2090亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池,以及氢燃料电池科技。近期又将大力发展电动汽车作为低碳革命的重要内容,计划到2020年以电动汽车为主体的下一代汽车能够达到1350万辆。日本的混合动力汽车已形成产业化,丰田、本田、日产等日本厂商的混合动力汽车不仅在国内热销,在国际市场上也令其他国家厂商望其项背。

欧洲更加侧重于温室气体减排战略,将满足日益严格的二氧化碳排放限制要求作为发展新能源汽车的主要驱动力。欧洲新能源汽车发展的主要目标在早期以生物质燃料和天然气为主,在本世纪初期提出到2020年实现23%的石油替代,主要是生物质燃料、CnG以及氢燃料,但近期对于电动汽车给予高度关注。欧洲在发展电动汽车方面起步较晚,但是国家规划非常细致、系统,从基础研发做起,分阶段从研发产业化、基础设施方面给予统筹布局。2009年下半年德国的电动汽车计划以纯电动汽车为重点,分别提出了2015年、2020年的产业化和市场化的发展目标。

(四)产业政策分析

上世纪90年代以来,美日欧等国先后出台了一系列法律、规划、政策文件发展趋势,加强了对形成本国电动汽车产业的有效支持,主要体现在以下几方面:高度重视产业初创期的政策扶持;主要采用税收和补贴等政策支持措施;税收、补贴政策往往与油耗控制政策及尾气排放控制政策相结合;注重加强对降低整车重量的政策引导。2008年国际金融危机爆发以来,世界各国加强了对本国汽车产业的扶持力度,尤其是针对培育形成本国的新能源汽车产业出台了一系列扶持政策,关注点重在两个方面:大力支持先进电池等技术的研发和鼓励购买电动汽车。

2009年1月,韩国颁布“新增长动力规划及发展战略”,将绿色技术、尖端产业融合、高附加值服务等三大领域共17项新兴产业确定为新增长动力,在绿色运输系统方面,提出重点开发油电混合动力汽车等自主核心技术,实现关键零部件和材料国产化,2013年进入绿色汽车世界4强。2009年9月,美国“美国创新战略:推动可持续增长和高质量就业”,提出拨款20亿美元,支持汽车电池技术等的研发和配件产业的发展发展趋势,尽快生产出全球最轻便、最廉价和最大功效的汽车电池,使美国电动汽车、生物燃料和先进燃烧技术等站在世界前沿。

2009年4月1日,日本开始实施“绿色税制”,免除消费者在购买纯电动汽车、混合动力汽车、清洁柴油汽车时的多项税收,还提出在2009年11月后的一年时间里再提供2300亿日元左右的资金用于支持节能环保车型的补贴龙源期刊。2009年7月1日,美国政府提出了总额10亿美元的“汽车折价退款机制”——以旧换新补贴政策,计划为期一年;“美国创新战略:推动可持续增长和高质量就业”提出,为鼓励消费者购买电动汽车,美国政府将提供总额高达7500亿美元的税收抵免。英国政府在2010年度预算案中提出“绿色复苏”计划,其核心是挑选2~3个城市作为仅适用电动汽车的纯绿色城市,重点推动普及电动汽车;在全国范围内建立一个充电网络,保证电动汽车能在路边充电站及时充电;对放弃污染较高旧车、购买清洁能源车的消费者,提供每车2000英镑的补贴。

(五)发展趋势分析

在车用动力电池领域,混合动力和纯电动车用动力电池负责储存并为电动机提供电能发展趋势,其性能、成本和安全性很大程度上决定着混合动力汽车和纯电动汽车的发展进程。从当前的技术水平以及发展趋势来看,镍氢电池是目前应用最为广泛的车用动力电池,由于其技术成熟度和成本上的优势,在短期内仍将是混合动力汽车的首选动力。锂离子电池具有无记忆性、低自放电率、高比能量、高比功率、环保等诸多优点,应用前景较好,一旦成本问题得到解决,将成为纯电动汽车和插电式混合动力汽车的主要动力选择。

在车用驱动电机领域,永磁无刷电动机结构灵活、设计自由度大、性能较好,适合成为电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动,已经在混合动力轿车上进行较多应用,但是受永磁材料工艺影响和限制较大,而且控制系统复杂,造价很高;开关磁阻电动机调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点,结构简单、维护修理容易、可靠性好、转速和效率高、调速范围宽、控制灵活发展趋势,如果其技术瓶颈(转矩波动大、噪声大、需要位置检测器、结构复杂性较大等)得到突破,将更适合电动汽车动力性能要求,被视为最具潜力的电动车电气驱动系统。

电子控制技术在新能源汽车中发挥着极其重要的作用,应用在汽车的各个领域,包括动力牵引系统控制、车辆行驶姿态控制、车身控制和信息传送。随着集成控制技术、计算机技术和网络技术的发展,汽车电子控制技术已明显向集成化、智能化和网络化三个主要方向发展。

三、国际新能源汽车发展经验总结

从国际经验看,各国政府都制定和实施了系统的激励性政策,在发展规划、关键技术研发投入、消费政策、环境标准、道路交通管理等方面,都为新能源汽车产业的发展提供了宽松的环境。

1.发展规划制定。美国、日本、韩国、欧盟等根据产业发展所处阶段的实际需要,制定分阶段、分类别发展规划,动态调整新能源汽车产业发展的扶持政策,使电动汽车产业顺利实现由政府推动过渡到市场推动。

2.基础研究资助。美国、日本、欧盟等地政府组织科研大攻关,协调全境范围内甚至全球范围内的政府机构、科研单位、汽车和燃料厂商,对未来新能源汽车技术进行大规模的基础研究发展趋势,并对新能源汽车的示范运行直接补贴龙源期刊。

3.财税政策激励。各国政府通过财税政策降低消费环节新能源汽车的购车成本和使用成本,从经济上激励消费者购买、使用新能源汽车,主要措施包括:购置税减免、返还以及直接补贴,许多欧盟国家基于燃油效率和环保性能制定车辆税费,针对消费者购置新型、清洁和高能效汽车给予税收减免;征收燃油税,欧盟实施高税率燃油税激励消费者选用节能环保的先进柴油车。

4.技术法规限制。美国、日本、欧盟等普遍采用强制性技术法规限制燃油消耗和尾气排放,并逐步提高技术标准,促使汽车生产商加大研发投入,生产新能源汽车。各国和地区的法规主要有:美国的CaFe标准和tier标准、日本燃料经济性标准和尾气排放标准、欧洲自愿协议和欧盟尾气排放标准。

5.交通管理奖罚。为鼓励新能源汽车的发展,美国、日本、欧盟等地在交通管理措施中也有所体现,给予新能源汽车交通优先和停车免费等奖励,对高油耗、污染大的汽车采用惩罚性的措施。

参考文献

[1]陈柳钦.新能源汽车国际路线观察[J].决策,2010,(10).

[2]程广宇.国外新能源汽车产业政策分析及启示[J].中国科技投资,2010,(5).

生物燃料发展趋势篇2

【关键词】车用发动机柴油化趋势

柴油机的开发焦点已由传统的优先考虑经济性、可靠性和耐久性逐步转为目前的优先考虑环保的要求,即以优先保护好人类赖以生存的地球环境为出发点去考虑采用何种技术,去评价其先进性。

优先考虑柴油机排放、噪声对环境的影响问题,与过去相比也有不同,就是在满足目前对排气污染物、颗粒排放及噪声的限制要求时,不再以牺牲经济性、动力性和比质量等为代价,而是在达到上述目标的同时使产品具有可竞争的商业价格。欧洲一些公司近年或稍后将继续推出能满足环境要求的百公里油耗为3l的柴油机。

当前和将来一个时期车用柴油机技术的发展趋势突出表现在如下几个方面:

一、进一步优化燃烧系统,特别重视开发和选择喷射系统

perkins公司的ouadram燃烧室、日野公司的hmms燃烧室,小松公司的mtec燃烧室及五十铃公司的四角形燃烧室等,都在试验开发阶段,其基本特点是由一个中央涡流及四周的微涡流使空气燃料快速而充分地混合,并配合以合适的燃油喷射系统。

目前,喷射系统已进入一个较快的发展时期,现正在研究开发lms内完成一次喷射,并在有限时间内正确控制喷射量的方法。喷射压力已提高到160—180mpa,实验室内已到200mpa。如共轨式喷射系统及分段预喷射系统等,可根据发动机的负荷与转速自动控制合理的喷射规律和喷油压力。

二、增压及可变气门配气定时

当今柴油机增压和增压中冷已成为标准特点,随着发动机的轻量化与小型化,为了降低车辆油耗,提高车辆装载效率,必须继续提高增压比及增压器效率。在进一步提高大负荷区的过量空气系数a时可以减少颗粒排放,同时通过稀燃化,减少热损失,提高循环效率,进而同时降低油耗,随着高增压和高a化,组装有多个增压器的复合系统已成为可能。另外,增压器固定的涡轮几何形状也将由可用于多用途的电控可变几何形状所取代。

目前,在小缸径柴油机上4气门和喷油嘴垂直中置技术得到广泛的应用,为了减少换气损失,使混合气的形成进一步优化,现正在研究采用可变气门配气定时,从而使发动机在整个转速范围内的气门升程和定时得到最佳优化。

三、全电子优化控制

如前所述,目前对燃油喷射时间、喷射量、惯性增压、增压器、进气涡流及废气再循环(egr)等都能实现电子优化的可变控制,从而对降低排放、减少油耗、提高输出功率和启动性能等有很大作用;但是,这些控制中的多半内容,如egr、自动诊断等,还有很多技术不够完善,有待进一步研究和开发,今后还将继续开发其它方面的电子可变控制机构,尤其是与整车相协调统一的综合化的全电子控制系统。

四、排气后处理技术

柴油机能否像汽油机那样使用催化剂大幅度减少排放,尤其是nox,这是柴油机研制者一直追求的目标。日美欧现都在对此进行研究,日本有关大学、研究所和厂家正在对沸石镁及氧化铝的催化剂上用还原剂进行nox还原试验,美国福特等公司也正在对催化还原系统(scr)及denox,催化器两种nox还原系统进行研究。

scr技术是利用氮氧化物有选择地与存在于废气中的或喷入的反应剂反应,利用一个催化器降低nox排放,排出生成的氧气。还原反应剂可以是在柴油机废气中的hc化合物或是由附加油箱直接喷入废气流中的物质,如氨等。

与scr技术相比,denox催化技术系统简单,无有害生成物,目前认为最具发展潜力。denox催化技术主要是将nox催化热裂变为n2和o2,目前的问题是废气在催化器中停留时,催化器效率不高,因此带来转化还原效率也受到很大限制。

为减少颗粒排放而研制的各种“柴油机颗粒收集器或称过滤器(def)”,虽然不少产品已在欧洲轿车柴油机上装车使用,但由于def的耐久性差且过滤器的再生问题也没有彻底解决,因此,该项技术也正在进一步改进和发展中。

五、改进燃料

燃料性能的改进,对减少排放起到很大作用,日本继美欧之后,从1997年开始把轻油中的硫含量降到0.05%以下,以此大幅度减少排放颗粒中的硫酸盐,同时减少egr造成的发动机内部的腐蚀磨耗及催化剂中毒;进一步减少硫含量,提高十六烷值,可进一步降低nox。减少芳香烃,尤其是减少3环以上的芳香族成分,可减少排放颗粒中的硫化物、降低90%的蒸馏温度、改进点火性能;通过使用含氧燃料或添加剂,可降低黑烟颗粒。为了适应低硫化及喷射压力的大大增加,确保燃油喷射装置的性,人们对燃料的改进开发寄予了很大期望。

六、代用燃料

随着世界能源危机和环境污染问题的日趋严重,寻找一种更清洁的替代石油的原料已势在必行。经过多年的研究试验,目前公认天然气是21世纪的首选替代燃料。美国一些学者认为天然气发动机汽车是与电动车相媲美的清洁能源动力车。日本研究表明,天然气汽车在环境保护、石油燃料替代及实用性等方面有着无可比拟的优点。近年来,天然气发动机、包括柴油与天然气的双燃料发动机发展很快,目前,全世界有几百万辆天然气或双燃料汽车在运行,预计到2010年,全球将有1/3的国家使用天然气汽车。正如人类本世纪初从固体燃料向液体燃料过渡一样,如今已开始从液体燃料向气体燃料过渡,从而将提高整个能源系统的效率和清洁性。

参考文献:

[1]马成权,邹吉平.缸内喷注技术未来汽车发动机的主流.辽宁省交通高等专科学校学报,2002,4(1).

[2]汪卫东.车用柴油机的技术及发展方向.汽车技术,2004,(2).

[3]杨靖.汽车发动机发展中的几点认识.安徽工学院学报(增刊),1994.

[4]何林华.车用柴油发动机的发展趋势.客车技术与研究,2004,26(3).

生物燃料发展趋势篇3

本文通过阐述纺织品的阻燃机理,介绍了几种阻燃纺织品的加工方法,现阶段常用的评判、测试方法以及阻燃纺织品的发展趋势。

关键词:阻燃纺织品;阻燃机理;加工方法;燃烧性能测试

引言

随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步,纺织品种类不断增多,其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。但纺织品材料一般都易燃或可燃,容易引发火灾事故。据统计,世界上约20%以上的火灾事故都是由纺织品燃烧引起或扩大的,尤其是住宅失火。因此,纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患,延缓火势蔓延,降低人民生命财产损失都极为重要。近年来,各国纷纷开展纺织品阻燃技术方面的研究,并制定了相应的纺织品燃烧性能测试方法、阻燃制品标准和应用法规等。

1纺织品的阻燃机理

所谓“阻燃”,并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧,而是使织物在火中尽可能降低其可燃性,减缓蔓延速度,不形成大面积燃烧,离开火焰后,能很快自熄,不再续燃或阴燃[1-3]。

1.1纤维材料的燃烧与阻燃原理

合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触,吸收热量后发生热解反应,热解反应生成易燃气体,易燃气体在氧存在的条件下,发生燃烧,燃烧产生的热量被纤维吸收后,又促进了纤维继续热解和进一步燃烧,形成一个循环。对此人们提出了阻燃的基本原理:减少(或者基本没有)热分解气体的生成,阻碍气相燃烧的基本反应,吸收燃烧区域的热量,稀释和隔离空气等。

1.2阻燃剂的阻燃机理

纤维用阻燃剂有:铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。概括起来主要有以下几种。

1.2.1覆盖机理

在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气,起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。阻燃剂形成隔离膜的方式有两种,一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化,进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层,炭化层能阻止聚合物进一步热裂解,还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用,硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。

1.2.2不燃性气体窒息机理

阻燃剂受热分解出现不燃性气体,将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下,同时稀释燃烧区内的氧浓度,阻止燃烧继续进行,又由于气体的生成和热对流带走了一部分热,从而达到阻燃作用[4-5]。

1.2.3吸热机理

任何燃烧在短时间所放出的热量有限,如果能在短时间内吸收火源所放出的部分热量,火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于自由基的热量就会减少,燃烧反应受到抑制。

高温条件下,阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应,降低纤维表面及燃烧区域的温度,降低可燃物表面温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延,最终破坏维持聚合物燃烧的条件,达到阻燃目的。如铝、镁及硼等无机阻燃剂,充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性,提高自身的阻燃能力。

1.2.4自由基控制机理

根据燃烧的链反应理论,维持燃烧的是自由基。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来,此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止[6-7]。

1.2.5催化脱水机理

阻燃剂在高温下生成具有脱水能力的羧酸、酸酐等,与纤维基体反应促进脱水炭化,减少可燃性气体的生成。

2阻燃纺织品的加工方法

研究织物的阻燃技术是指通过物理或化学的方法赋予织物一定的阻燃性能,降低材料的可燃性,减慢火焰蔓延速度,其实质是破坏织物中纤维的燃烧过程。近年来,世界各国主要从以下两个方面来开展对织物阻燃技术的研究:一是生产阻燃纤维;二是对织物进行阻燃整理[8-9]。

2.1阻燃纤维的制造

纤维阻燃的途径是阻止或减少纤维热分解,隔绝或稀释氧气,快速降温使其终止燃烧。为实现上述目的,一般是将有阻燃功能的阻燃剂通过聚合物聚合、共混、共聚、复合纺丝、接枝改性等加入到化纤中或用后整理方法将阻燃剂涂在纤维表面或渗入纤维内部。在实际应用中,往往采用多种阻燃剂,以两种以上方式协同效应达到阻燃效果。

2.1.1共聚法

现行的阻燃腈纶和涤纶大多数采用共聚方法生产,其技术已较成熟。由于阻燃元素结合在成纤高分子链上,因此阻燃性能持久,对纤维的其他性能影响较小,采用这种方法生产的阻燃腈纶通常称为改性腈纶。

2.1.2共混法

共混法技术具有生产简便、品种更换灵活等特点,因此是阻燃纤维开发的重要技术路线,几乎所有阻燃化学纤维均可采用这种方法制备。

2.1.3接枝法

主要用于制备阻燃涤纶或混纺织物,其方法有化学法、辐射法和等离子体法,接枝体都为具有不饱和双键的化合物。接枝法技术使用灵活,既可用于纤维也可用于织物的阻燃,但因成本高、设备较复杂而还没有工业化。

2.1.4皮芯复合纺丝法

以共混或共聚阻燃高聚物为芯、普通高聚物为皮,通过复合纺丝制成的阻燃复合纤维可避免阻燃纤维变色和耐光性差的问题,提高阻燃性能的稳定性和染色性能,但加工设备要求高。

2.1.5本质阻燃纤维

按性能分类,阻燃纤维可分为阻燃常规改性纤维和阻燃高性能纤维,阻燃常规改性纤维以阻燃涤纶和腈纶产量最大,由于航空航天等尖端高技术和军事工业发展的需要,阻燃高性能纤维得到越来越广泛的应用。阻燃高性能纤维主要包括芳香族聚酰胺nomex和Kevlar,聚酰亚胺如法国的Kermal,聚砜酰胺,聚芳酣,聚酚醛树脂,聚四氟乙烯,以及陶瓷、玻璃等纤维。

2.2织物的阻燃整理

织物的阻燃整理是通过吸附沉积、化学键合、粘合作用使阻燃剂覆在织物上。当遇到火种时发生物理和化学反应,从而达到阻燃效果。

2.2.1喷涂

适宜于不需洗涤织物或洗涤次数极少的装饰织物和建筑用织物,如地毯、墙布等。喷涂加工后一般不经水洗等后处理,对阻燃剂的选择要求不高,工艺简单,操作简便。

2.2.2浸轧和浸渍

适宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等,也可加工外衣。要求阻燃剂的耐洗牢度优良。可结合其他特种功能――浴浸轧型整理,也可分步加工。此种加工方式工艺复杂,适用范围广,成本较喷涂高。

2.2.3涂层

适宜于加工劳动保护服,以及装饰织物。对阻燃剂的选择要求较高,要求阻燃性和耐热性好。在加工过程中,一般与其他特种功能涂层同时进行。

3阻燃织物的测试

GB/t17591―2006《阻燃织物》标准规定了阻燃织物的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装和标志,适用于装饰用、交通工具内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物。

3.1评判标准

评判织物的阻燃性能通常采用两种标准:一是从织物的燃烧速度来进行评判,即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间,然后移去火焰,测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间,以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短,被损毁的程度越低,则面料的阻燃性能越好;反之,则表示面料的阻燃性能不佳。

另一种是通过测定样品的极限氧指数来进行评判。面料燃烧都需要氧气,氧指数Loi是样品燃烧所需氧气量的表示,故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能。氧指数越高则说明维持燃烧所需要的氧气浓度越高,即表示越难燃烧。该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示。从理论上讲,纺织材料的氧指数只要大于21%,其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小,通常将纺织品分为(Loi35%)4个等级。事实上,几乎所有常规纺织材料都属易燃或可燃的范围。

3.2测试方法

燃烧试验方法主要用来测试试样的损毁长度、面积,续燃时间和阴燃时间,火焰蔓延速率等指标。

根据试样与火焰的相对位置,可分为垂直法、倾斜法和水平法。国际上对纺织材料的燃烧性能测试方法的标准化已经相当全面和完善,包括iSo、aStm、BS、JiS在内的国际和国外先进标准都各自有10余项相关的测试方法标准,如:GB/t5454―1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》、GB/t5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》、GB/t5456―2009《纺织品燃烧性能试验垂直方向火焰蔓延性能的测定》,GB14645《纺织织物燃烧性能45°方向损毁面积和接焰次数测定》,FZ/t01028《纺织织物燃烧性能测定水平法》等。

中国目前对于服装阻燃性能的测试主要采用GB/t5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》。其原理是将一定尺寸的试样垂直于规定的燃烧试验箱中,用规定的火焰点燃12s除去火源后,测定试样的续燃时间和阴燃时间,阴燃停止后,按规定的方法测出损毁长度。

4阻燃纺织品的发展趋势

随着纺织技术的快速发展,我国的阻燃纺织品近年来也获得了长足的进步,并呈现出不同的发展趋势。

4.1功能复合化

阻燃功能纺织品除早期的阻燃防热辐射、阻燃抗静电以外,近年来根据纺织品面料应用场所不同提出了新的要求,如日本专利报道的用于浴室等潮湿环境下的窗帘、帷幕等,除阻燃外,还要求防霉和拒水;用于服用、沙发和床单等面料要求阻燃外还需具有卫生保健功能。在军事领域,作战服和军事装备的伪装材料不仅要求具有阻燃性,还要求具有防伪功能。在我国,阻燃抗静电纺织品研究较成熟,对阻燃拒水和拒油产品也有研究,具有卫生保健功能的纺织品开发值得关注。

4.2绿色环保化

阻燃纤维的绿色化,是指减少生产过程对环境和操作人员的毒害作用,防止纤维对穿用人产生不良影响,火灾发生时,不会产生“二次毒害”。这是因为,阻燃纤维所用阻燃剂一般含有卤、磷、硫等元素,大都具有较大的毒性,在阻燃剂合成和纤维生产过程中会对操作人员产生一定的毒害作用,其“三废”的排放会带来较严重的环境污染。从环境保护、人类安全和阻燃效率的角度出发开发无卤、高效、低烟、低毒的环境友好型阻燃纺织品是未来的发展趋势。有机硅系阻燃剂作为典型的无卤阻燃剂,具有高效、无毒、低烟、无污染的特点,并具有改善分散性和加工性能的特点。

4.3高技术化

高技术纤维是随着高新产业的发展需要而开发出来的一系列具有高性能、高功能的纤维。高技术纤维在生产工艺中应用发展了一系列新技术,如静电纺丝、凝胶纺丝、膜裂纺丝、液晶纺丝、离心纺丝等,给合成纤维工业带来新的生命。高技术耐高温阻燃纤维是其中的一个重要分支,高技术型阻燃纤维由于自身独特的化学结构,无须添加阻燃剂或进行改性,本身就具有耐高温阻燃的特性。如聚丙烯腈预氧化纤维(opanF)、聚苯并咪唑(pBi)纤维、聚间苯二甲酞二胺(mpia)纤维、三聚氰胺缩甲醛纤维(mF)等。

4.4舒适型阻燃纤维

在高温、强热辐射及有明火的环境中,作业人员必须穿着阻燃防护服或热防护服。在上述条件下,人的热负荷过高,难以长时间坚持正常的工作效能。因此对于阻燃纺织品而言,必须兼顾纺织品的舒适性。对于阻燃纤维而言则应兼顾阻燃性能、可纺性能和热湿舒适性能。

参考文献:

[1]邱发贵.阻燃纺织品加工方法及发展趋势[J].高科技纤维与应用,2007,32(5):34-36、44.

[2]周向东.国内外用于纺织品阻燃剂的发展动态[J].阴燃助剂,2008,25(9):6-9.

[3]Lewinm.anovelsystemforflameretardingpolyamides[C].Recentadvancesinflameretardancyofpolymericmaterialsnorwalk,Ct:BusinessComnunicationsCo.,2001,12:84-96.

[4]方志勇.我国纺织品阻燃现状及发展趋势[J].染料与染色,2005,42(5):46-48.

[5]刘立华.环保型无机阻燃剂的应用现状及发展前景[J].化工科技市场,2005(7):8-10.

[6]眭伟民.阻燃纤维及织物[m].北京:纺织工业出版社,1990.

[7]蔡永源.高分子材料阻燃技术手册[m].北京:北京化学工业出版社,1993.

[8]位丽.国内外阻燃家用纺织品的要求及发展方向[J].纺织科技进步,2009(5):25-26、62.

生物燃料发展趋势篇4

    论文摘要:农业机械节能环保设计是一种全新的设计理念。本文在分析农业机械节能环保设计的涵义和意义的基础上.阐述了农业机械节能环保设计趋势。

1农业机械节能环保设计的意义

    当前,我国的农业机械采用的是传统设计方法,资源和能源消耗大,效益低,对环境污染严重,是一种高投人的粗放型生产模式。随着农业现代化进程的不断发展,农业机械也在向着高质量、多功能、低能耗和低成本等方向发展。我国每年都有大量的农机产品报废,采用节能环保设计后可使构成农机产品的零部件能够方便地分类回收并再生耗最小,减轻甚至消除农机产品生命周期末端的压力,·使废弃物、垃圾污染程度降到最低。农业机械节能环保设计不仅给社会提供了质量高、成本低的产品,而且还可以带动企业或整个农机行业的振兴与全面发展,提高我国农机产品的竞争力,有效地占领国内市场并扩大出口。节能环保设计已成为农业机械发展的必然趋势。

2农业机械节能环保设计趋势

2.1农业机械的清洁性

    常用农业机械动力为内燃机提供,内燃机环境性指标主要存在问题有:消耗一次性能源石油;噪声、废气污染;热排放和漏油污染。废气排放和漏油污染对环保农业影响很大,废气中nox,hc化合物直接影响农产品的品质和农业的可持续发展。农业机械动力环保选型设计应优先选择电力为动力的农业机械,加快开发太阳能、氢气、植物油、天然气发动机。同时加速发动机环保化学设计的研究,采用包括汽油无铅化与汽油抗磨性,柴油低硫化与柴油润滑性,生态燃料与生态摩擦学,汽油机沉积物与汽油清净剂,柴油机颗粒与消烟助燃剂,润滑油和添加剂与排放催化转化,润滑剂生物降解性与生物降解润滑剂,催化助燃/补燃,发动机机械与化学材料制造等措施。减少石油消耗、噪声污染、废气污染、热排放和漏油污染。采取自适应有源噪声控制系统控制发动机噪声。

2.2产品的可回收性设计

    可回收性设计是在产品设计初期充分考虑其零件材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法以及回收处理结构工艺性等一系列问题,最终达到零件材料资源和能源的利用程度最高、对环境的污染程度最低的一种设计。例如,在农业机械中常用的联接件(螺栓、螺母等)的回收与再利用。

2.3产品的可拆卸性设计

    设计人员要使所设计的结构易于拆卸与维护。在设计阶段,可采用模块化设计方法,即对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析,在此基础上划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合构成不同产品,满足不同需求。这样既可以很好地解决产品品种规格、产品设计制造周期和生产成本之间的矛盾,又可为产品的快速更新换代缩短设计周期,降低成本,有利于回收和重用,以达到节约资源和能源、保护环境的目的。

2.4环保产品的成本分析

    由于在产品的设计初期就考虑了产品的回收与再利用等性能,因此成本分析时就要考虑到污染物的处理成本、产品拆卸和重复利用成本。

2.5材料选择

    环保材料是指应来源丰富,便于利用,便于回收再利用且对环境影响小的材料。材料选择是环保设计不可缺少的部分,它也是产品开发设计早期的主要的决策之一。材料选择应尽量减少材料种类,少用有毒、有害材料和贵重稀缺材料,尽量做好材料分类管理和废弃及边角料的回收利用。借助于环保材料的合理选择可实现产品对环境负面影响的最小化。当前这方面的研究工作主要有:环保设计对材料要求的确定;环保材料的选择原则;材料选择的影响因素分析;环保材料的开发与应用;新功能(指环保型)材料的开发与应用;回收物资再资源化的应用等。

3环保设计在农业机械设计中的应用前景展望

生物燃料发展趋势篇5

论文摘要:农业机械节能环保设计是一种全新的设计理念。本文在分析农业机械节能环保设计的涵义和意义的基础上.阐述了农业机械节能环保设计趋势。

1农业机械节能环保设计的意义

当前,我国的农业机械采用的是传统设计方法,资源和能源消耗大,效益低,对环境污染严重,是一种高投人的粗放型生产模式。随着农业现代化进程的不断发展,农业机械也在向着高质量、多功能、低能耗和低成本等方向发展。我国每年都有大量的农机产品报废,采用节能环保设计后可使构成农机产品的零部件能够方便地分类回收并再生耗最小,减轻甚至消除农机产品生命周期末端的压力,·使废弃物、垃圾污染程度降到最低。农业机械节能环保设计不仅给社会提供了质量高、成本低的产品,而且还可以带动企业或整个农机行业的振兴与全面发展,提高我国农机产品的竞争力,有效地占领国内市场并扩大出口。节能环保设计已成为农业机械发展的必然趋势。

2农业机械节能环保设计趋势

2.1农业机械的清洁性

常用农业机械动力为内燃机提供,内燃机环境性指标主要存在问题有:消耗一次性能源石油;噪声、废气污染;热排放和漏油污染。废气排放和漏油污染对环保农业影响很大,废气中noX,HC化合物直接影响农产品的品质和农业的可持续发展。农业机械动力环保选型设计应优先选择电力为动力的农业机械,加快开发太阳能、氢气、植物油、天然气发动机。同时加速发动机环保化学设计的研究,采用包括汽油无铅化与汽油抗磨性,柴油低硫化与柴油性,生态燃料与生态摩擦学,汽油机沉积物与汽油清净剂,柴油机颗粒与消烟助燃剂,油和添加剂与排放催化转化,剂生物降解性与生物降解剂,催化助燃/补燃,发动机机械与化学材料制造等措施。减少石油消耗、噪声污染、废气污染、热排放和漏油污染。采取自适应有源噪声控制系统控制发动机噪声。

2.2产品的可回收性设计

可回收性设计是在产品设计初期充分考虑其零件材料的回收可能性、回收价值大小、回收处理方法以及回收处理结构工艺性等一系列问题,最终达到零件材料资源和能源的利用程度最高、对环境的污染程度最低的一种设计。例如,在农业机械中常用的联接件(螺栓、螺母等)的回收与再利用。

2.3产品的可拆卸性设计

设计人员要使所设计的结构易于拆卸与维护。在设计阶段,可采用模块化设计方法,即对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析,在此基础上划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合构成不同产品,满足不同需求。这样既可以很好地解决产品品种规格、产品设计制造周期和生产成本之间的矛盾,又可为产品的快速更新换代缩短设计周期,降低成本,有利于回收和重用,以达到节约资源和能源、保护环境的目的。

2.4环保产品的成本分析

由于在产品的设计初期就考虑了产品的回收与再利用等性能,因此成本分析时就要考虑到污染物的处理成本、产品拆卸和重复利用成本。

2.5材料选择

环保材料是指应来源丰富,便于利用,便于回收再利用且对环境影响小的材料。材料选择是环保设计不可缺少的部分,它也是产品开发设计早期的主要的决策之一。材料选择应尽量减少材料种类,少用有毒、有害材料和贵重稀缺材料,尽量做好材料分类管理和废弃及边角料的回收利用。借助于环保材料的合理选择可实现产品对环境负面影响的最小化。当前这方面的研究工作主要有:环保设计对材料要求的确定;环保材料的选择原则;材料选择的影响因素分析;环保材料的开发与应用;新功能(指环保型)材料的开发与应用;回收物资再资源化的应用等。

3环保设计在农业机械设计中的应用前景展望

生物燃料发展趋势篇6

关键词:汽车节能减排发展趋势

中图分类号:te08文献标识码:a文章编号:1006-4117(2012)01-0209-02

一、研究背景

能源是人类赖以生存和发展的基础。我国能源总体供应短缺,并且呈现多煤、少气和缺油的特点。汽车作为国家发展的支柱产业之一,消耗的能源主要是石油产品――汽油和柴油。1993年我国成为石油进口国。2010年我国石油进口量达29450万吨,对外依存度高达52.6%,预计2020年我国对进口石油的依存度将达到70%,能源安全风险进一步加大。近年来我国汽车消耗的燃料以两位数比例逐年增长,汽车交通成为我国成品油的主要消耗领域。据预测2015年,汽车交通领域的石油消耗将达到2.5亿吨,届时我国石油短缺的局面将更加严峻。

在机动车保有量持续快速增长的情况下,机动车污染排放对我国大气质量,特别是城市大气质量形成了严重威胁。为了有效应对全球环境问题,全世界积极行动,我国政府也承诺到2020年我国单位GDp的Co₂排放比2005年下降40%~50%。这将对我国汽车工业提出严峻的挑战。要解决能源的巨大消耗和环境污染的持续恶化的问题,我国汽车必须在节能减排上采取有效措施进行应对。

二、2011年~2015年我国汽车主要工业指标预测

2000年以来,我国汽车工业即以进入了发展史上的黄金时期。根据我国汽协统计,2010年我国汽车产量达到1826.47万辆,是2000年207万辆的8.8倍,完全满足了国内市场需求。2011年我国汽车产量预计要突破2000万辆大关。

(一)汽车总产量预测

未来五年汽车产量以年增长15%预计,2015年我国汽车产量将超过3600万辆,如图1。

(二)汽车保有量预测

2010年我国以9100万辆的汽车保有量一跃超过日本,成为全球汽车保有量排名第二的国家。汽车保有量的快速增长一方面进一步提高了城市交通现代化的程度,另一方面也带来了极大的环境和能源压力[1]。

到2015年按报废率10%(废期为10年)计算,我国汽车保有量预计达到1.66亿辆。如图2。

到2015年按报废率8%(废期为12年)计算,我国汽车保有量预计达到1.73亿辆,如图3。

三、我国汽车节能减排状况

(一)目前国家关于汽车行业节能减排和能源安全的相关政策

随着汽车的不断增加,我国汽车尾气对大气的污染日益严重,能源与环境社会发展的矛盾日益突出。如何完善我国的节能减排政策,逐步提高我国汽车的燃油经济性及尾气排放标准,达到节约能源,减少污染的目的是迫在眉睫的问题[2]。同时,我们也坚信国家关于汽车行业节能减排和能源安全政策的实施对于促进我国汽车行业的节能减排工作和新能源汽车的发展至关重要。2009年是新能源汽车产业的破局之年,扶持新能源汽车的政策也进入密集期[3]。这些政策对新能源汽车产业的发展具有深远影响,其措施要点归纳如表1。同时,节能减排政策依然在不断加码和细化。

(二)我国汽车节能减排和新能源汽车研发能力状况分析

在“863”计划和“十一五”国家科技专项等国家项目的支持下,我国节能减排和新能源汽车研发取得了阶段性的研究成果,培养了一支能力较强的研发队伍,人才储备体系正在日趋完善。近年来,随着全球汽车工业中心开始向我国转移,我国节能减排和新能源汽车的产业化进程明显加快。据不完全统计,目前从事混合动力客车研制和生产的厂家就有30多家。各汽车集团节能减排及新能源汽车发展的主要成绩和规划如表2。

(三)目前内资企业在节能减排和新能源汽车研发上取得的成绩及遇到的问题

近年来,我国内资企业在节能减排和新能源汽车研发上取得很大突破:新能源汽车产量迅速增加,新能源汽车质量快速提升,具备了实现产业化发展的基本条件。目前混合动力汽车初步具备产业化生产能力,进入小批量商业示范应用;纯电动汽车有效地开拓了特定区域的市场;燃料电池汽车主要技术性能接近国际先进水平;传统燃料车用动力系统改造研究已处于起步阶段;气体燃料、生物质燃料和煤基燃料等代用燃料车用动力系统研究进入产业化示范阶段。

但总体来看,我国节能减排和新能源汽车产业仍然处于起步阶段,尚有许多问题亟待解决,主要包括以下几个方面:

1、关键技术缺乏:企业研发力度不够,且尚未掌握核心零部件技术

主要表现在:混合动力整车的核心集成能力、动力系统优化和匹配技术有待于进一步提高;动力系统技术平台已被整车企业所接受,但推广工作尚需进一步磨合;基础技术研究仍是制约瓶颈,致使关键部件和材料尚需进口,增加了零部件和整车的成本,等等。

2、资金缺乏:技术攻关、示范工程、基础设施建设都需要较大投入

目前,新能源汽车的成本比传统汽车高出很多,要实现产业化,还需要度过艰难的市场导入阶段。要真正实现其产业化,尚需大量资金投入到技术攻关、基础设施建设和示范推广等方面。单凭企业自行解决资金问题,会给企业在激烈的市场竞争中增加很大的资金压力,因此需要政府在车辆购置、税费等方面出台实质性措施,以推动新能源汽车的发展。

3、人才缺乏:科技人才和管理人才存在较大缺口

新能源汽车的研发还处于起步阶段,相关科技人员相当匮乏,尤其在基础研究和关键零部件和材料的研发方面。而且,目前新能源汽车的车型开发、试验验证等技术能力与传统汽车相比,仍然很不完善,也需要专业的人才队伍。因此,我国新能源汽车的研究开发存在严重的科研人才瓶颈。同时,随着新能源汽车示范工作将在全国几十个城市大规模的铺开,相关管理方面的人才将出现较大的空缺。

4、相关配套产业发展滞后

一方面,锂、铂、镍、稀土等原材料应用能力较弱,以及提高动力电池能力密度和充放电性能等关键元器件缺失;另一方面,充电设备等相关的新能源汽车配套设施发展滞后。

四、我国汽车节能减排和新能源汽车发展趋势

基于我国汽车动力系统的发展现状和面临的挑战,我国汽车动力系统的发展应从节能汽车和新能源换汽车两方面出发。结合我国当前汽车产业政策和汽车研发方向,分析我国汽车节能减排和新能源汽车的发展趋势如下:

(一)传统燃料车用动力系统

汽油机方面,目前国内各类微型汽车及轿车基本上为汽油车,广泛采用了电子燃油喷射、多气门等技术,可变进气系统和涡轮增压技术也得到一定程度的应用。目前在我国尚处于发展和完善阶段的一些技术,有可能成为我国未来汽车技术的发展方向,如发动机本身的结构优化,包括多气门可变进气系统、稀薄燃烧技术等,轻质材料的应用也会得到初步的发展。

柴油机方面,总体来说,国内柴油机高速直喷、增压及增压中冷、废气再循环等技术已经得到开发和逐步应用,而电控燃油喷射、高压共轨、排气后处理等世界先进技术则处于起步阶段。今后我国车用柴油机的发展趋势主要表现在广泛采用直喷、增压及增压中冷技术,涡轮增压技术想小缸径多缸柴油机延伸。未来的技术趋势为电子控制燃油喷射技术、排气再循环技术、增压及增压中冷技术以及均质充气压缩燃烧等。

(二)待用燃料车用动力系统

我国从20世纪90年代末开始大规模研制、开发和推广代用燃料汽车,经过十几年的发展,已经取得了很大的成绩。当前,在我国开展研究和应用比较集中的车用替代燃料主要有:气体燃料、生物质燃料和煤基燃料。

气体燃料方面,我国已经初步建立起燃气汽车产业化的技术平台,相当于国际上第二代燃气汽车产品的电子闭环控制、燃气供给加三元催化转化等技术在中国燃气汽车上得到普遍应用。当前气体燃料的开发重点是以电控闭环多点顺序喷射为特征的第三代燃气发动机技术。

生物质燃料方面,国内生物燃料研究工作有所加强,应用形成一定规模。车用乙醇汽油和生物柴油(BD100)等国家标准已相继颁布实施,生物燃料的生产工艺研究也取得了较大进展。今后,车用乙醇汽油和生物柴油将得到更大规模的发展。

煤基燃料方面,相比与气体燃料和生物质燃料汽车的产业化示范的有序开展,我国煤制油的研究工作刚刚起步。煤合成油CtL尚处于产业化准备阶段,煤间接液化合成油进入产业化也还有大量工作要做。但是,煤制油也是今后研究的方向之一。

(三)电动汽车动力系统

鉴于中国私人轿车和公交车集中在大中城市的国情,中国混合动力汽车主要是起停式微弱混合、iSG轻混合和主副电机中度混合等三种不同的技术方案,产品设计面向市场,eVt等强混合动力汽车和pLUG-in混合动力汽车业逐步得到关注。纯电动汽车和燃料电池汽车的研发都取得了一定的进展,这也是今后我国汽车节能减排的主要研究方向之一。

作者单位:北京林业大学经济管理学院

参考文献:

[1]方红燕,王今,刘克强.对我国汽车行业节能减排战略的思考[J].汽车工业研究,2009.

生物燃料发展趋势篇7

文章中提到了生物燃料企业“吃不饱”的问题,与以往政策支持向生产领域倾斜不同,本文提出生物燃料产业链重心向种植和原料生产倾斜,并加大政策支持力度。对生物燃料生产企业来说,这未尝不是个好消息。

生物燃料通常指生物液体燃料,是重要的交通替代燃料。相对于其他替代燃料,生物燃料具有与现有基础设施兼容性好、能量密度高、清洁低碳、资源可再生且资源基础广阔等优点,而且已具有规模化生产应用的实际经验,可望成为重型卡车、航运和航空等长途交通工具的最经济可行的清洁替代燃料。

20世纪90年代以来,为保障能源安全、应对气候变化、保护环境、促进农业发展,许多国家制定实施积极战略和政策,推动生物燃料的规模化开发利用。我国在上述各领域也面临着巨大挑战,也亟待制定符合我国国情的战略和政策,促进生物燃料的规模化发展。

为此,国家发展改革委能源研究所开展了“中国可再生能源规模化发展研究”,通过考察分析国际上生物燃料产业发展趋势和政策实践,评估我国生物燃料的发展潜力和重大挑战,进而探讨我国生物燃料规模化发展的战略任务、总体思路和发展路径,并提出促进我国生物燃料产业发展的政策措施建议。

国际政策趋向——扶持与监管并重

20世纪90年代以来,为促进农业经济、改善大气质量、减排温室气体,以美国、欧盟国家和巴西为代表的许多发达国家和发展中国家制定实施了规模空前的生物燃料项目和积极的扶持政策,全面推动了生物燃料产业的蓬勃发展。虽然2008年金融危机以来受到油价低位运行和市场需求疲软的影响,但各国扶持政策保持延续并继续深化,大型石油企业开始大力介入,技术研发取得积极进展,应用领域扩展到航空领域,推动了生物燃料产业加快升级转型和继续扩大规模。

目前,以粮糖油为原料的燃料乙醇和生物柴油(通常被称为传统生物燃料,或第一代生物燃料)已进入商业化发展阶段,以农林业有机废弃物、专用非粮能源植物/藻类微生物等生物质为原料的先进生物燃料(或第二代、第三代生物燃料)正在建设一批示范项目,预计在今后10年内逐步实现商业化。2009年全球燃料乙醇和生物柴油产量分别达到5760万t和1590万t,绝大部分集中在美国、巴西和欧盟地区。据国际能源机构(iea)的生物燃料路线图分析,2010年全球生物燃料产量约1000亿升,满足全球3%道路交通燃料需求;2050年生物燃料可满足全球交通能源需求的27%,可年减排21亿t二氧化碳。

虽然生物燃料在近年来发展迅速并初步展示了广阔的发展潜力,但也开始引发了众多争议和批评,主要是生物燃料的节能减排效益和发展潜力、以及对粮食安全和生态环境的威胁,反映了生物燃料产业自身及其社会经济含义的复杂性。

近年来,一些领先国家和国际组织积极推动建立扶持与监管并重的政策体系,促进生物燃料产业健康持续发展。在扶持政策方面,早期主要采取了投资补贴、减免消费税和燃油税等措施,近年来美国和欧盟许多国家陆续引入了再生燃料标准(RFS)等强制性市场份额政策,并特别规定先进生物燃料的具体发展目标和更高贡献度。在监管政策方面,近年来欧美国家开始规定生物燃料的最低温室气体减排率,调整农业及土地政策,推动建立可持续生产准则和产品认证体系;包括我国在内的部分发展中国家则禁止使用或严禁扩大使用粮食原料,以确保可持续发展。

我国生物燃料生产潜力大

由于我国人口保持增长、饮食水平的持续提高,而优良耕地减少、水资源相对短缺,利用传统粮糖油原料发展生物燃料的潜力在我国非常有限。利用非粮原料将是我国发展生物燃料的根本方向。

我国早在上世纪90年代即开展以甜高粱、小桐子为原料的生物燃料生产技术研究,“十一五”以来,大批企业,包括大型企业,积极投身非粮生物燃料产业研发。目前,我国利用薯类、甜高粱、小桐子等非粮作物/植物生产燃料乙醇和生物柴油的技术已进入示范阶段。木薯和甘薯乙醇技术也可实现商业化应用,广西于2007年建成年产20万t木薯乙醇项目。甜高粱乙醇技术开发取得实质性进展,已开发出高品质杂交种籽,自主开发的发酵工艺和技术达到实用水平,并在黑龙江省建成年产5000t乙醇的示范装置。木质纤维素乙醇在原料预处理、纤维素转化以及酶制剂生产成本等方面均取得实质性进展,在黑龙江、河南等地建成了年产数百吨和数千吨乙醇的示范生产装置。生物柴油产业化示范工作的时机也已基本成熟,但受废油资源收集利用量、油料植物种植基地建设进度的限制,目前只有少数生物柴油企业实现规模化持续生产,也没有正式进入车用成品油的主要流通使用体系。其他第二代生物燃料(如合成燃料技术)目前仍处于实验室研究和小规模中试阶段。

目前我国还没有全面深入开展生物质能资源潜力评价。初步估算,利用废糖蜜、食品加工业和饮食业废油、棉籽油等废弃糖油类资源,估计可满足年产80万t燃料乙醇和200万t以上生物柴油的原料需求。可能源化利用的农作物秸秆和林业剩余物年产量目前约2.5亿t,且可望继续增加,在中长期可满足年产3000~5000万t第二代生物燃料的原料需求。另外,还可通过推广良种良法、品种替换、开发劣质边际土地等途径发展能源植物,例如甜高粱、木薯、麻疯树等。相关土地评估显示,我国现有约3200万~7600万hm2边际性土地,但适合能源植物生长的土地资源有待查清。

生物燃料发展趋势篇8

关键词:未来汽车新能源发展趋势

中图分类号:F426.2文献标识码:a文章编号:1672-3791(2015)03(a)-0236-01

由于我国的经济建设起步较晚,当前汽车行业正是蓬勃发展的时期,是我国社会经济增长的支柱性产业。但是在同一时期,全球能源危机和生态环境危机正在逐渐恶化,在这种历史背景下汽车产业已经走上“生存或者毁灭”的十字路口,新能源汽车是汽车产业得以延续的主要途径,因此对我国未来汽车新能源发展趋势的研究具有鲜明的现实意义。

1汽车新能源的定义

根据中华人民共和国工业和信息化部2009年的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》新能源汽车被定义为采用非常规汽车燃料,或者使用常规汽车燃料,通过不同的动力控制方式或传动方式形成的技术原理先进,具有新技术、新结构特点的汽车。

因为新能源汽车当前还处在探索时期,究竟什么能源能够成为未来汽车能源还是一个未知数,所以新能源汽车是一个相对广泛的概念。广义上的新能源汽车包含了许多种类,节能机制和节能效果也各不相同,典型的有混合动气汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车。

2主要汽车新能源的发展趋势

汽车产业是我国社会经济的支柱性产业,相较于其他国家新能源汽车对我国来说有更加重要的意义,在上世纪九十年代的“十五”期间我国就制定了新能源汽车科技规划,并以“863”国家项目的形式支持新能源汽车的研发。当前我国新能源汽车的研发呈现“三横三纵”的格局,其中“三纵”指的就是燃料电池汽车,混合动力汽车和纯电力汽车。在发展趋势上这三种新能源汽车也有不同的特点[1]。

2.1混合动力汽车是当前最具可行性的新能源形式

混合动力汽车是通过在汽车上同时安装小功率内燃机和电动机的方式实现能源节约的。当前看来这种新能源技术是最具可操作性的新能源技术,因为当前我国共保有1.54亿量汽车,在新能源汽车发展应用的过程中,不可能不考虑对旧有车辆的改装。混合动力汽车一方面可以利用已经成熟的发动机技术,另一方面其混合动力的特殊形式也能够推动电池和电机技术的发展,为新能源汽车的进一步发展打下基础。由于混合汽车带有双动力系统所产生的高额成本,可以有国家、生产企业和消费者共同分担,可以说混合动力汽车是我国当前最现实的一种新能源汽车技术,离我们的距离也并不远,国内的比亚迪等汽车企业已经开始销售自主研发的混合动力汽车。

2.2纯电动汽车是汽车新能源发展的最终目标

纯电力汽车是从能源形式上彻底革新的一种新能源汽车,其在节能环保和维护保养方面有突出的优势,虽然在行驶里程和充电时间上还存在着种种限制,但是电池技术的瓶颈是不会一直存在的,一旦电池瓶颈得到突破其前途不可限量。总之纯电动汽车是一种真正意义上的新能源汽车,拥有着广阔的应用前景。但是就当前的技术水平而言,纯电动汽车的大范围应用和推广还存在着极大的问题,短时间内希望纯电动汽车解决新能源汽车问题是不现实的,但是因为其在能源节约上种种无可比拟的优势,纯电动汽车将始终是新能源汽车的最终目标。

2.3燃料电池汽车是新能源汽车技术未来长期发展的重要补充

以燃料电池作为电源的电动汽车被称为燃料电池汽车,当前欧洲国家在燃料电池汽车领域取得了不小的突破,其研制的燃料电池汽车打破了传统电动汽车行驶里程短和充电时间长的限制。单从技术角度来看这燃料电池汽车节能性能和使用性能都较强,但是在实际应用中燃料电池的制作和存储都存在问题,而且以燃料电池作为直接电源,汽车的动力性和操控性都存着问题。不可否认的是燃料电池技术是具有一定发展前景的,在未来燃料电池汽车最有可能应用于长距离行驶运输,将会成为新能源汽车技术发展的重要补充[2]。

3我国新能源汽车发展的政策建议

3.1影响新能源汽车市场的因素

新能源汽车的发展与相应与市场需求脱不开关系,只有旺盛的市场需求才能推动新能源汽车研发和生产活动科学、有序的进行,所以相关管理主体要从新能源汽车市场影响因素的角度出发对新能源汽车市场进行干预。

从消费者的角度出发,其购置汽车的全生命周期会产生购置费用、购置税、消费税、燃料费用和维修费用等支出,这些支出的总和是消费者选择汽车的决定因素。从总支出角度来看新兴的新能源汽车并没有明显的优势,当前管理主体能够采取的干预措施主要有两种,一种是增加对新能源汽车的直接补助,以减少消费者的一次性支出;二是增加常规汽车的连续性支出(主要通过抬高油价、增加排污费用等方式实现)。从我国当前的实际来看第一种措施为主第二种措施为辅是较为理想的。

3.2扶持有竞争力的生产、研发机构

在新能源汽车发展过程中强而有力的研发主体是其发展的直接推动者,所以政府机构要制定相应的政策法规,对市场经济活动中有竞争力的生产主体和研发主体进行扶持,当前我国在这一领域做的较为完善,以一汽集团为代表的国有汽车企业对新能源汽车的研发工作就得到了政府的充分支持[3]。

在充分的政策支持下我国的新能源汽车研发主体后顾无忧,能够最大限度的推动新能源汽车研发工作进步。

3.3构建有利于新能源汽车发展的环境

新能源汽车作为汽车领域的新产品,其在发展过程中不会是一帆风顺的,相应的传统汽车既得利益者会极力反对新能源汽车,为新能源汽车的发展应用设置各种障碍,新事物诞生壮大总要经历这样一个过程,在这一过程中为了提升新能源汽车的发展速度,政府机构应该为新能源汽车发展构建一个有利的环境。当前国际上采取的主要措施有:第一、制定较高的节能、环保要求,提高传统汽车的使用费用,限制传统汽车的发展为新能源汽车提供空间;第二、对新能源汽车进行税费减免、直接补贴,降低新能源汽车的使用费用;第三、政府出面推广新能源汽车,引领新能源汽车的潮流。

4结语

新能源汽车是我国汽车行业发展的最主要方向,是汽车行业的未来、是未来社会的重要组成部分,所以该文从汽车新能源的定义、主要汽车新能源的发展趋势、我国新能源汽车发展的政策建议三个角度对这一问题进行了简要的分析,以期为我国未来汽车新能源的发展提供支持和借鉴。

参考文献:

[1]樊杜鑫.中国跨越式发展新能源汽车的路径研究[D].杭州:浙江工商大学,2010.

生物燃料发展趋势篇9

关键词:世界燃油规范;车用汽油;辛烷值;标准体系

中图分类号:U473.1文献标文献标识码:a文献标Doi:10.3969/j.issn.2095-1469.2013.06.11

汽车已经成为人类现代生活中不可或缺的元素,在交通、物流运输等领域发挥着举足轻重的作用。然而,世界汽车工业的快速发展也给全球带来了相应的能源危机和环保压力,汽车产业的可持续发展面临严峻的挑战,迫使世界主要汽车市场都针对性地制定了严格的汽车燃油消耗法规和排放污染物标准。同时,随着先进、高效的内燃机技术,如涡轮增压、缸内直喷、尾气后处理等技术的发展与应用,汽车对汽油的应用指标逐步规范,技术要求也日益严格,进而推动了世界车用汽油规范的发展,并逐步形成了系统、科学的车用汽油质量控制体系和标准法规。

1《世界燃油规范》的发展与研究

1.1《世界燃油规范》发展简介

1998年6月,在比利时布鲁塞尔举行的第3届世界燃料会议上,欧盟汽车制造商协会(aCea)、汽车制造商联盟(alliance)、日本汽车制造商协会(Jama)和(美国)发动机制造商协会(aama)代表全球汽车行业联合发表了《世界燃油规范》(worldwideFuelCharter,wwFC),第一次在世界范围内对车用燃油(包括车用汽油、车用柴油)提出了科学、明确、详细的技术指标,旨在促进对车用燃油质量要求的理解和规范,以及在全球范围内协调燃油质量和汽车应用技术的发展,以应对全球日益严格的汽车油耗法规和不断升级的排放标准需求。

1.2《世界燃油规范》的发展历程

《世界燃油规范》的第1版于1998年12出版。其中,将车用燃油分成3个等级;2000年4月,第2版《世界燃油规范》将车用燃油分为4个等级,增加了一个体现未来发展的iV类燃油。

一类:主要用于对汽车排放不控制或要求很低的市场。

二类:主要用于对排放有严格控制要求的市场。

三类:主要用于对排放有超前控制要求的市场。

四类:主要用于对排放有更超前控制要求的市场(如美国加州)。

2012年11月,《世界燃油规范(第5版)》征求意见稿形成[1],正式对外公开征求修改建议和意见。《世界燃料规范》对车用燃油的规定要求极为苛刻,且未能充分与全球石化行业协商就单方面推出,但是,其对世界范围内的车用燃油和汽车工业的发展产生了巨大的影响,世界主要国家和地区在制定和修订车用燃油标准法规时都积极参考其内容。

1.3《世界燃油规范》对车用汽油的发展要求和对比分析

通过对比分析《世界燃油规范》历来版本中车用汽油的各项应用指标和技术条件(表1),不难看出,随着现代汽车工业的技术应用和发展趋势,车用无铅汽油的发展呈现出以下几个主要特点和趋势。

1.3.1应用指标逐步规范,技术条件日益严格

从表1中可以明显看出,从《世界燃油规范》的第1版到如今的第5版(征求意见稿),对车用燃油的应用指标越来越多,也越来越规范。除了最初提出的相关应用指标外,烯烃含量、沉淀物、硫化腐蚀、微粒污染物、进气阀清洁度、粘度等指标项也被逐步加入其中。

同时,对各项技术条件的要求也是日益严格。如最低氧化稳定性限值由最初的360min提升至目前的480min,最大硫含量限值从1000mg/kg降至10mg/kg,最大芳烃含量限值由50.0%降至35.0%,最大苯含量限值由5.0%降至1.0%等。

随着车用汽油的发展和完善,微粒污染物、硫化腐蚀、燃烧室积碳等技术条件都作为硬性指标逐步被加入到《世界燃油规范》中,对相关技术指标的要求也越来越高。而且,可以想象的是,随着汽车技术和石化工业的发展、升级,未来会有更多、更严的技术指标被加入其中。

1.3.2高辛烷值是未来车用汽油的发展趋势

由表1可知,最新的《世界燃油规范》第5版(征求意见稿)中已经取消了91号规格的无铅汽油,仅剩下95号和98号两种规格。尽管这只是第5版的征求意见稿,但是,也明确传递了一种信息,即低辛烷值的无铅汽油在现代汽车中的应用今后可能会逐步取消,而高辛烷值则是未来车用汽油的一种发展趋势。

另外,从车用发动机的技术发展和应用来看,增压中冷、高压缩比、缸内直喷等应用技术都得到了很好的开发和利用,都要求有高辛烷值、高质量的汽油作为技术支撑和配套使用。

以发动机压缩比ε与热效率ηt的示意图为例(图1),随着压缩比ε的增加,热效率ηt逐步提高。当压缩比ε从8增加至12时,发动机的热效率能够明显提高。但是,当ε>20以后,随着ε的增加,热效率提高趋缓。目前,市场上车用汽油发动机的压缩比普遍在8~12之间,还有很大的提升空间,因此,对汽油机来说,提高压缩比、使用高辛烷值的汽油是提高其燃油经济性、降低油耗非常有效的措施。

1.3.3低硫化是车用汽油未来发展的必然趋势

硫元素作为石化工业的必然产物,是车用汽油性质的一个重要指标,可以用来表征车用汽油的腐蚀性能,也直接影响着汽车排气污染物的水平。汽油机工作过程中,燃油里绝大部分的硫在燃烧过程中转化为So2,其余极少部分(约2%左右)作为硫酸盐排放[2]。So2通过催化器的作用转化成硫酸盐,最终成为排气颗粒物(pm)中的一部分。依据美国环境保护局的定义,汽车排气污染物中的pm包含以碳(C)为主的碳烟、未氧化或未完全氧化的碳氢化合物(HC)、硫酸盐以及硫酸盐结合的水和杂质,降低汽油中硫含量也就相应降低了pm和排气烟度。因此,硫含量越高,汽车排气污染物中颗粒比重越大,反之,则越少[3]。

从表1来看,《世界燃油规范》中关于最大硫(S)含量限值从最初的1000mg/kg迅速降至10mg/kg,仅为当初的1%,降幅和趋势都很明显。随着今后相应技术手段的升级,为满足日益苛刻的排放标准法规的要求,车用汽油中硫含量的浓度只会越来越低,甚至完全消除,低硫化已经成为车用汽油未来发展的必然趋势[4]。

2我国《车用汽油》标准的发展研究

2.1我国汽车市场的发展现状

近年来,国民经济的高速发展也带动了国内汽车工业的快速发展,国内汽车保有量也越来越大,这也导致原油需求量的大幅提高。同时,随着我国汽车标准法规体系的建设和完善,汽车油耗、排放水平逐步与世界先进水平接轨,这对我国车用汽油的供应量、质量管理以及相关标准法规体系的落实与实施都提出了新的挑战,主要包括以下几个方面。

2.1.1汽车保有量迅速增加

汽车市场的快速发展,直接导致国内汽车保有量的大幅增加。来自中国环保部和中国汽车工业协会的统计数据显示:2011年,全国汽车保有量已经增加到9266万辆,其中汽油车约占81.4%,达到7542.8万辆,而摩托车的保有量更是超过了1亿辆;同时,2012年全国汽车销量达到1930.64万辆,其中轿车销量达到1074.5万辆,而占比超过99%的轿车为汽油车[5]。

至此,结合2012年投放到市场上的新车和报废车辆等因素,目前我国汽车实际保有量约为1亿辆。

2.1.2对原油的需求量大幅提高

社会汽车保有量的快速提高,直接导致我国对原油的需求量高速增长,原油的进口量和对外依存度也逐年增加。来自中国海关总署的数据显示:2012年,我国原油生产20748万t,进口27109万t,出口244万t;原油净进口总量为26865万t,较上年增长6.9%,原油表观消费总量为47613万t,较上年增长7.1%,原油对外依存度达56.4%。而从2002年至2012年,我国原油表观消费总量年均增长率达7%左右,而原油净进口量年均增长率接近16%。

据不完全统计,目前我国汽车消费原油量约占全年总量的30%左右,汽车已经成为我国原油消耗大户。因此,庞大的汽车保有量以及消费市场的快速增长,势必造成原油消费总量的快速增长以及较高的对外依存度,给我国能源消耗造成巨大的压力和潜在的风险。

2.1.3汽车排气污染物严重

来自中国环保部的统计数据显示:2011年,全国汽车一氧化碳(Co)排放量为2796万t,碳氢化合物(HC)排放量为339.2万t,氮氧化物(nox)排放量为576.4万t,颗粒物(pm)排放量为59.0万t。其中,汽油车的Co排放量为2304.3万t,HC排放量236万t,nox排放量为169.8万t,分别占全年汽车排放总量的82.4%、69.6%和29.5%[6]。

汽车保有量的大幅增加,直接产生大量的排气污染物,导致城市环境污染严重,给城市环境和社会生活带来巨大的环保压力。

2.2汽车油耗、排放法规日益严格

随着汽车保有量的大幅提高所带来的能源危机和环保压力,我国积极借鉴国际先进的标准体系建设经验,加快了汽油车油耗、排放等标准法规建立、完善的步伐,并逐步与国际先进水平接轨。

2004年9月,我国正式颁布GB19578―2004《乘用车燃料消耗量限值(第Ⅰ、Ⅱ阶段)》国家标准,并于2005年7月开始实施第Ⅰ阶段,于2008年1月开始实施第Ⅱ阶段;2011年12月,颁布GB27999―2011《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》,并于2012年1月开始实施。图2为世界主要汽车市场油耗水平的发展趋势[7]。

同时,2001年4月国家颁布GB18352.2―2001《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(Ⅱ)》,2005年4月修订为GB18352.3―2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》,并于2007年7月开始正式实施,对相关汽油车实行了严格的排放要求。

2.3我国《车用汽油》的发展研究

随着我国汽车产业和应用技术的发展,汽车保有量的快速增加、原油自给能力的不足、汽车油耗、排放标准法规的日趋严格等,这些都对车用汽油的需求量、品质要求越来越高,也促进了我国车用汽油的不断发展和完善。

2.3.1我国《车用汽油》标准的发展历程

1959年,我国第一个《普通车用汽油》标准SYB1002―59颁布,其中规定马达法辛烷值56/66/70,铅含量wpb≤1.3g/kg,硫的质量分数wS≤0.15%[8]。

1991年,我国第一个《车用无铅汽油》标准SH0041―91颁布,要求铅含量Cpb≤0.013g/L,硫的质量分数wS≤0.15%。

1999年,颁布国家标准GB17930―1999《车用无铅汽油》,并于2000年1月1日全国停止生产含铅汽油,2000年7月1日全国停止销售和使用含铅汽油,加油站在2000年7月1日前允许车用无铅汽油铅含量Cpb≤0.013g/L。同时,标准规定“从2000年7月1日起,在北京、上海和广州执行硫的质量分数wS不大于0.08%。从2003年1月1日起,在全国范围内执行硫的质量分数wS不大于0.08%”。

2005年,北京实施硫的质量分数wS≤0.015%的DB11/238―2004《车用汽油》标准(第Ⅲ阶段);全国实施硫的质量分数wS≤0.05%的GB17930―2006《车用汽油》标准(第Ⅱ阶段)。

2008年,北京实施硫的质量分数wS≤0.005%的DB11/238―2004《车用汽油》标准(第Ⅳ阶段)。

2010年,全国实施硫的质量分数wS≤0.015%的GB17930―2006《车用汽油》标准(第Ⅲ阶段)。

2012年,北京实施硫的质量分数wS≤0.001%的DB11/238―2012《车用汽油》标准,与国际接轨。

2014年,全国将实施硫的质量分数wS≤0.005%的GB17930―2011《车用汽油》第Ⅳ阶段标准。

经过大半个世纪的发展,我国车用汽油的标准体系经历了从无到有、逐步建立和完善的过程,质量控制大幅提高,市场管理日益规范,尤其是近些年,车用汽油的品质和供给能力都有了较大的进步,以满足我国汽车产业的快速发展和不断膨胀的社会需求。高品质的汽油不仅有助于先进、高效的内燃机技术的发展和应用,有助于汽油车发挥更好的动力性、经济性和更低的排放污染物,而且为现代汽车工业的可持续发展提供了良好的支撑,有利于我国汽车产业节能减排战略的实施。

2.3.2我国《车用汽油》标准的发展动态及特点

目前,我国绝大部分地区的车用汽油正在实施标准GB17930―2011《车用汽油》第Ⅲ阶段,只有极少数地区如北京、上海、广州等地走在前列,相继提前并实施了有关地方标准。2012年8月,国家标准化管理委员会针对第Ⅴ阶段的《车用汽油》标准广泛征求社会意见,并于同年11月形成了GB17930―20XX《车用汽油(送审稿)》[9],有关车用汽油的技术条件见表2。

从表2中的技术条件对比分析来看,我国车用汽油第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段(送审稿)发展过程呈现出以下几个特点。

(1)辛烷值呈现下降趋势。第Ⅲ、Ⅳ阶段车用汽油的辛烷值为90、93、97,而到了第Ⅴ阶段(送审稿)则对应调低至89、92、95,高辛烷值下降尤为明显。

(2)锰含量大幅降低。由第Ⅲ阶段至第Ⅳ阶段,锰含量由0.016g/L下降至0.008g/L,第Ⅴ阶段(送审稿)则进一步降至0.002g/L,整体出现大幅下降。

(3)低硫化趋势明显。由第ⅢⅣ阶段,硫含量由150×10-6下降至50×10-6,第Ⅴ阶段(送审稿)则进一步降至10×10-6,明显呈现低硫化趋势。

(4)蒸气压指标不断完善,限值范围逐步缩窄。

(5)其它主要技术指标变化不大。除了烯烃含量出现了一定的下降以外,其它主要技术指标均变化不大。

2.3.3我国《车用汽油》标准与《世界燃油规范》的发展比较

通过对比《世界燃油规范》与我国《车用汽油》标准,我们不难看出其中存在一定的差异,包括辛烷值发展趋势、技术指标完善程度等。

《世界燃油规范》中汽油指标值明显朝着高辛烷值的方向发展,而我国《车用汽油》标准中辛烷值却在逐步走低,由原来的97号、93号、90号依次调整为95号、92号、89号,这值得我们引起重视。目前,市场上的在用车辆大多数是按辛烷值为93号、97号的汽油燃料开发的,改用相应的92号、95号汽油,是否会对在用车辆带来动力性、经济性及排放等方面的不利影响?而且,从汽车技术发展的角度来看,缸内直喷、增压等技术是今后汽油机发展与应用的趋势,这些技术的应用需要和较高辛烷值的汽油燃料配合使用,以便更好地发挥其在降低油耗、排放等方面的优势。

另外,从整体发展历程和技术水平来看,尽管我国从20世纪中期就开始加强对《车用汽油》标准体系的研究和建设,但是,到目前为止,我国《车用汽油》标准体系与《世界燃油规范》仍存在一定的差异,技术指标还有待进一步完善和提高。

3我国车用汽油的发展现状

我国《车用汽油》标准体系经历了从无到有,直至逐步与国际先进水平接轨,但是,在与其它相关汽车标准体系的配合实施方面仍存在着标准相对滞后的现象。同时,终端销售市场的车用汽油的品质参差不齐,其质量控制和监督管理都还有待提高。

3.1我国市场车用汽油的质量现状

从2010年开始,中国汽车工业协会连续组织开展“中国境内市售车用燃油质量抽样检测”活动,针对中国境内终端销售市场提供的车用燃油进行抽样调查。以2011~2012年度的抽样检测结果为例,车用汽油共抽取90个样本(包括93号、97号及车用乙醇汽油等),其中普通93号、97号车用汽油共计74个样本,合格样本11个,整体合格率仅14.9%;车用乙醇汽油样本共计16个,合格样本2个,整体合格率仅12.5%。不合格的指标项主要包括辛烷值、甲醇含量、溶剂洗胶质等方面(表3)。

3.2我国车用汽油发展存在的主要问题

3.2.1车用汽油质量现状不容乐观

从表4的统计结果来看,尽管国内市售车用汽油的品质在逐步提高,但仍存在明显的缺陷和不足:主要技术指标合格率不高,总体质量状况不容乐观。

3.2.2车用汽油相关标准的实施严重滞后

从国外发达汽车市场的发展经验以及市场供求关系来看,车用汽油的标准发展阶段往往先于相关汽车排放标准执行和实施,至少也要保证同步。而我国的实际情况却不太乐观,往往出现《车用汽油》的标准比相关排放标准滞后实施的现象。例如,标准GB18352.3―2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》中规定的第Ⅳ阶段排放于2012年7月1日开始实施,而与之相对应的GB17930―2011《车用汽油》第Ⅳ阶段却要到2014年1月1日才开始实施,两者在实施时间上存在严重的错位。这种车用汽油与排放标准严重不匹配的现象,也让汽油车排放标准的实施条件不到位,实际排放效果大打折扣,在很大程度上影响了汽车节能减排战略实施的效果。

3.2.3车用汽油的标准有待完善和提高

以汽油蒸气压指标项为例(表4),GB17930―2013《车用汽油》标准的技术指标与环保标准GwKB1.1―2011《车用汽油有害物资控制标准(第四、五阶段)》存在一定的矛盾[10]。

通过对比分析可以看出,《车用汽油》标准存在明显不合理的地方。

(1)《车用汽油》标准中的第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段对蒸气压限值要求不符合环保标准GwKB1.1―2011中的规定,各阶段蒸气压的最大限值均超出GwKB1.1―2011标准中的上限。

(2)GwKB1.1―2011标准对蒸气压限值进行了划区域、按季节的细分,而《车用汽油》标准则只是按季节区分,在全国实行统一的标准,缺乏必要的合理性和科学性。我国是一个幅员辽阔的国度,南北方的气候、温差都比较大。尤其是广东、海南等南方地区,其年平均气温都在20℃以上,倘若对汽油蒸气压上限值规定得过高,极易造成汽油的挥发,形成二次污染。

4对我国车用汽油发展的思考和建议

综合来看,无论是相关技术指标的完善程度,还是技术条件的限值要求,我国车用汽油的发展与《世界燃油规范》还存在一定的差距,这与我国汽车工业和石化产业的起步相对较晚有关。因此,借鉴国际发达地区的发展特点和经验,结合当前我国汽车产业的发展趋势和车用汽油市场的发展基础、质量现状及未来趋势,仍有许多地方值得我们学习和思考,并提出以下几点参考建议。

4.1加强市场监管力度

建议让炼油企业和经销商设立综合性油品达标管理方案,以确保供应油品的达标。同时,环保部门通过报告审核、随机抽样检测等判断生产企业的油品合格情况,禁止销售有害于公共安全、有损于汽车总体性能的燃料,并有权进行查处。另外,建议有关行业或机构、社会团体积极关注汽车节能、环保,协同监督并加强车用汽油质量的改善。

4.2建设权威或官方的汽车排放与油品测试分析中心

通过建设权威或官方的汽车排放与油品测试分析中心,加强汽车排放与油品质量管理的协调、监督能力,推动汽车排放和油品质量的共同进步,保障高品质车用汽油和先进汽车技术的良好结合与应用,共同实现节能减排的目标。

4.3建立科学的激励机制和合理的鼓励政策

面对汽车产业快速发展、油品质量状况堪忧、环保压力大的复杂局面,建议通过出台科学的激励机制和合理、有效的鼓励政策,对提供高品质车用汽油和节能环保汽车的相关企业给予税收、财政方面的优惠,逐步实现油价的市场化,利用市场化调节来缓解油品与汽车产业之间的矛盾,促进共同的良性循环发展。

4.4加快炼油技术的进步和创新

目前,车用汽油质量升级的重点和难点是降低催化裂化汽油硫含量和烯烃含量,可针对性地鼓励相关技术进步和创新,弥补高品质车用汽油生产和供应的不足。例如,可抓紧开发、推广应用第二代催化裂化降烯催(助)化剂,加强选择性加氢脱硫、加氢异构化的技术应用,加快烷基化改造和建设等。

生物燃料发展趋势篇10

摘要:为了保证电缆运行的安全可靠,电线电缆的防火阻燃性能引起了越来越广泛的关注,电缆的阻燃化也已成为实现电缆综合发展的一个重要保障。本文梳理了国内外阻燃电缆的发展路线以及专利技术,审查员在审查实践中能够利用技术综述快速定位并找出最相关的现有技术。

关键词:阻燃;耐火;环保;电缆;低烟;无卤

1.引言

阻燃电缆,通常指成束敷设时具有阻燃特性的电缆,常常用于电缆敷设密集程度较高的发电站、核电站地铁隧道、重要的高层建筑等场所[1]。阻燃电缆主要通过使用阻燃阻热材料来对高温或者火焰进行防护,使得残焰在限定时间内能自行熄灭,从而进一步控制火势的蔓延,以保证供电的安全。

由于电缆引起的火灾造成了许多伤亡和损失,而火势沿电缆线路的蔓延更增加了火灾的危害性[2]。同时,电线电缆的塑料绝缘层在燃烧中会产生大量烟气和有毒气体,影响人员疏散,给火场逃生和火场救援带来很大困难。因此,提高电缆的阻燃耐火性能具有非常重大的实际意义。

2.阻燃电缆领域专利技术的发展趋势

本文在CnaBS、CntXt、SipoaBS以及Dwpi专利库中选取合适的关键词集合分类号对阻燃电缆进行了全面检索和数据分析,iC分类号为:H01B7/29,H01B7/295,Fi分类号为H01B7/34&B。

截止2016年6月30日,通^统计分析发现专利申请量最大的前五个国家分别是:中国51.4%,日本16.7%,德国5.4%,美国5.1%,欧洲4.2%,其余国家申请量相对较少。

2.1.国内外专利申请趋势

(1)阻燃电缆全球历年专利申请量分布

图1阻燃电缆全球历年专利申请量分布

图1分别示出了阻燃电缆在全球以及中国历年专利申请量的分布情况。阻燃电缆发展始于1970年后,截止2010年,专利申请量呈现相平稳增长趋势;从2011年起至2015年,随着世界各国用电量的迅猛发展,对于使用电线电缆的要求也越来越高,同时各国对于阻燃电缆的标准的制定也趋于完善,世界范围内的阻燃电缆专利申请量逐年增加,直到2015年依然保持着良好的发展势头。

(2)阻燃电缆国内历年专利申请量分布

该领域的申请最早出现在2002年,2002年到2008年我国对该领域的研究还处于萌芽阶段,而此时外国对该领域已研究多年,全球专利申请量趋于稳定。从2009年至2015年,我国在阻燃电缆方面的研究力度逐步加大,国内申请量迅速增加,并且在全球的申请量也处于遥遥领先的地位。且国外在华申请量也在2010年后逐年增多,一方面凸显了阻燃电缆在中国的发展势头,另一方面也说明了中国阻燃专利的迅猛发展已经在世界范围内占有一席之地。

2.2.国内外专利申请分布

(1)国内主要申请人申请量分析

本文进一步统计分析了国内申请人阻燃电缆相关专利申请量排名前10位的申请人,9家国内企业,1家日本企业,其中中利科技申请量最大,芜湖航天特种电缆厂、江苏亨通线缆科技有限公司等也在阻燃电缆的领域占据重要位置;在地域分布上江苏和安徽两省在阻燃电缆领域的申请比较靠前,这与两省的用电量和地方企业的创新政策是分不开的;而且排名前10名的申请人中没有高校科研院所,由于该领域应用性较强,企业申请人往往投入较大,更倾向于学术研究的高校科研院所对该领域关注较少。另外,日本日立电线株式会社在国内的申请量位居前10,可见日本在阻燃电缆领域的研究与应用也比较广泛,并且日本对于在华阻燃电缆的专利布局也十分重视。

(2)日本主要申请人申请量分析

鉴于日本在阻燃电缆领域的重要地位,下面重点对日本主要申请人申请分布进行分析,与国外申请在华布局趋势相似,日立公司在日本的申请量最大,住友、藤仓株式会社的申请量紧随其后,这几家公司专利申请量比较接近,在全球范围内都具备一定的竞争实力,技术实力相对均衡。此外,涉足该领域的企业逐年增加,尽管每个企业的申请量非常小,但是众多企业申请量加和已超过总申请量的百分之五十,可以预见,在未来十年以内,这一部分企业的申请量将占据越来越多的比重,该领域的竞争也将愈加激烈。

3.阻燃电缆技术脉络分析

国外于70年代初开始进行阻燃电缆开发工作。早期,含卤塑料和橡胶被大量使用于电线电缆的绝缘和护套;同时为了提高阻燃性,还在上述含卤塑料和橡胶基料中添加Sb2o3阻燃剂、溴系阻燃剂等,这个时期比较有代表性的专利有Cerro公司的US3576940a和住友株式会社的Jp2657474a。但当火灾发生时,这些线缆材料由于燃烧和热分解,会释放出大量的浓烟和有毒的腐蚀性气体。随着人们环保意识的加强,70年代末80年代初,出于对安全性和环保的考虑,人们开始着力研制性能更好的“低毒环保”的低烟无卤阻燃电缆,比如瑞侃公司的GB2107720a以及西门子公司的ep0017609a1。80年代中后期,相关的研发成果和产品相继问世并投入实际应用,美国电话电报公司的申请无卤通信电缆US30317289a先后在包括中国的十个国家申请专利,标志着无卤电缆在全球范围内开始投产,并走向实用化。国内对阻燃电缆的认识较晚,20世纪80年代以来,随着经济的发展和电气火灾事故的频频发生,国内对阻燃电缆的认识、研制和使用才开始引起高度重视。一些大的电缆厂家在80年代初期相继生产出含卤阻燃电缆,pVC阻燃电缆曾在国内市场风靡一时。80年代末,国内一些电缆厂商开始研制低烟、低卤、低酸、低卤阻燃电缆,相关的专利和研发成果在80年代末,90年代初相继问世,如Cn1095181使用不含氯碱的pVC以及氧化物阻燃剂制作低烟无卤耐火电缆,然而国内大部分产品都存在机械性能和加工性能较差等问题。到了21世纪,国内的无卤阻燃电缆技术得到长足的发展,并且技术发展已相对成熟。

4.结语

阻燃电缆逐渐趋于无烟、无卤、无毒的环保阻燃方向,顺应了我国当下对于环境保护和治理的高度重视和发展的政策。我国阻燃电缆企业及研发机构必须着眼于学习和合作,抓住阻燃电缆由有卤有毒阻燃型电缆向无卤环保型电缆转型的机会,加强对核心关键技术的研究,重视专利保护,各大阻燃电缆企业、研究单位应加强合作,集中资源优势,提高我国阻燃电缆技术的水平以及核心技术的掌握能力。

参考文献