车用替代燃料的发展趋势

车用替代燃料的发展趋势

2007-8-14

目前全球汽车保有量为8亿辆，预计到2020年将达到12亿辆，届时，交通用油将占世界石油总消费量的62%以上，石油需求与常规石油供给之间将出现缺口，2050年供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。为解决石油供需矛盾，未来汽车产业在发展新技术、提高汽车燃油经济性的同时，必须考虑车用替代燃料的发展问题。

一、车用替代燃料的多种方案

在相当长的时期内，来自石油的汽油、柴油仍将是车用燃料的主流，其他代用燃料仅仅是一种补充。中长期车用替代燃料的主体将是煤基燃料、生物燃料和天然气燃料。汽车代用燃料，总体上讲可以分为三类：一是含氧燃料(醇/醚/酯)；二是合成油(BTL/CTL/GTL)；三是气体燃料(甲烷气/合成气/氢气)。含氧燃料技术成熟，是近期应予推广应用的重点。合成油与现有车辆技术体系和基础设施完全兼容，但其生产技术尚待完善，合成油可望在中长期发挥重要作用。气体燃料车优点很多，但尚处研究阶段，我国将从基础科学研究、前沿技术创新、工程应用开发等方面逐一突破。

现将几种大家比较关心的替代燃料简述如下。

1. 煤直接液化(CTL-CDD)

煤直接液化是将煤在高温高压条件下，通过催化加氢直接液化合成液态烃类化合物，再精制后制取汽油、柴油。国际上有德国的IGOR工艺，日本的NEDOL工艺以及美国的H-Coal 工艺。上世纪三四十年代，德国首先实现煤炭直接液化的工业化生产，以褐煤、烟煤为原料的油品生产总能力达到423万吨/年。两次世界石油危机后，美、德、日等国家开发了煤直接液化新工艺，新工艺的反应条件相对温和，工艺和技术路线更趋合理，有的已完成建设商业化工厂的研究和初步设计，技术上具备了建厂条件。

对煤的直接液化工艺，我国已有25年的研究和开发历史，完成了具有自主知识产权的烟煤CTL工艺研究，完成了0.14吨/日的连续试验，2005年进行了6吨/日的放大试验，连续运转400小时。中国神华集团计划建设世界第一个“商业化”的煤直接液化项目，总规模年产油品500万吨。该项目一期工程将在内蒙神东建设年产320万吨的油品装置，已于2004年8月开工。目前建设的100万吨/年的装置，计划到2007年10月投产。该工艺反应条件苛刻，反应压力为15-30兆帕，反应温度为440℃-550℃，装置投资约7000元/吨油品，计划耗煤300万吨。产品为石脑油32万吨，柴油62万吨，液化气7万吨，产品成本相对较高。该工艺得到的油品精制后可直接用作汽油、柴油，发动机不作任何改动，与现有燃油输配系统配套，适合大规模(200万吨/年以上)生产。我国煤炭直接液化技术走在世界前列。煤炭科学研究总院成功开发了具有自主知识产权的煤炭直接液化纳米级高效催化剂，其性能达到国际先进水平；煤炭直接液化的粗油加氢精制工艺和催化剂技术均取得突破，形成了具有中国特色的液化油加工技术。这些成果和技术为建设神华煤炭直接液化示范工程提供了技术支持和设计基础。

目前煤直接液化存在的主要困难在于资金问题。建设一个万吨级煤变油示范厂项目需投资6亿-7亿元，而建设能产生效益的百万吨级煤变油厂需投资上百亿元。另外煤直接液化对煤质要求十分苛刻，基本要求是将煤磨成200目左右的细粉，并将水分干燥到低于2%，需

选择易磨、含水低的煤，而且要求煤中氢含量高，氧、硫、氮含量低。为了更好地推广煤直接液化项目，实现有序发展，国家发改委规定，煤直接液化项目规模应在200万吨以上。

2. 煤间接液化合成油(CTL-FTD)

煤间接液化是将煤先气化生成合成气，再通过费托(F-T)合成转化为烃类化合物。其反应条件比直接液化温和(3-5兆帕，200℃-350℃)，油品质量优于直接液化产品，也可直接与当前石油路线的输配系统配套。但投资也大(10000元/吨油)，耗煤多(每吨油耗煤4.5-5.5吨)，另外放出大量水和热，合成气分子利用率低、能效偏低。此技术在南非、马来西亚、新西兰已经商业化。南非萨索尔(SASOL)公司是目前全世界唯一的煤炭间接液化商业化生产企业，年消耗煤炭约4500万吨，合成产品750万吨，提供国内约30%的油品需求。美国2004年开工建设规模为5000吨/日油品的煤炭间接液化示范厂，预计2007年投产。

近几年，我国所拥有自主知识产权的煤炭间接液化技术发展较快，中国科学院山西煤炭化学研究所(以下简称“山西煤化所”)、兖州矿业集团分别建成了能力为750吨/年和5000吨/年的中试装置。利用山西煤化所的自主知识产权技术，山西潞安矿业集团公司和内蒙古伊泰集团分别于2006年2月和2006年4月开工建设年产16万吨油品煤炭间接液化项目。兖州矿业集团依靠自主研发，于2004年底建成5000吨/年的低温浆态床合成油中试装置，2006年4月开始建设4500吨/年的高温合成中试装置。目前，国家发改委已批准兖矿集团公司在陕西榆林开展100万吨/年间接液化煤制油项目的前期工作。

2004年9月28日，我国与南非签约，神华集团与宁夏煤业集团引进南非SASOL公司的技术，将分别在陕西和宁夏建设两个年产300万吨油品的装置，投资分别为300亿元，计划2012年建成。兖州矿业集团计划在榆林建设100万吨/年的装置，山西潞安计划分别于2010年和2020年建成两个260万吨/年的装置，晋城计划建设120万吨/年的装置。估计到2020年，全国煤间接液化装置产能将达3400万吨/年。

3. 二甲醚(DME)

二甲醚具有较高的十六烷值，是替代柴油的好产品，制作简单。由煤气化制合成气，进而生产甲醇，甲醇再脱水生成二甲醚(DME)。二甲醚是公认的优质清洁燃料，无腐蚀，污染排放少，有利于保护环境，经济上也有一定优势。但存在热值低，密度小，柴油机要做适当改造或专门设计，黏度低，润滑性差，对橡胶有溶涨性等问题，需要加强可靠性和耐久性的研究。

国际上二甲醚车辆运行示范较少。瑞典VOLVO公司曾将DH10A柴油机改造成二甲醚发动机，并将其安装在B10BLE大型客车上进行研究示范，还在国际能源机构(IEA)的支持下进行了全生命周期分析。日本已研制出二甲醚卡车样车和城市客车样车，正在进行运行示范，为此还建立了3个二甲醚示范车加气站。但到目前为止，世界上还没有专门设计、可供大批量生产应用的商品级二甲醚燃料供给系统，这是二甲醚汽车未能大面积推广应用的重要原因之一。

二甲醚的生产方法有多种，有二步法、一步法和间接一步法。二步法又可分为液相法和气相法；间接一步法是国家化工行业生产力促进中心创新的；一步法目前技术尚不成熟。以前二甲醚主要作喷雾剂使用，产量有限，2004年，世界二甲醚生产能力为26万吨，总产量

18万吨。最大生产厂家为德国的莱茵褐煤燃料公司，年产量仅为12.5万吨，国内生产能力仅为20万吨/年。

近年来，国内外二甲醚的发展都很快。山东久泰化工科技股份有限公司的生产能力已达15万吨/年，泸天化绿源醇业有限公司的产能也达到10万吨/年。目前，全国在建规模约31万吨/年，拟建项目200万吨/年左右。国外也开始筹建大项目，最大规模达250万吨/年，估计2006年国外总生产能力将达650万吨以上。国内直接用煤制二甲醚成本低，约1200-1800元/吨，用商业甲醇生产则约3600元/吨。一般1.8升二甲醚可替代1升柴油(或者1.5吨二甲醚代替1吨柴油)。

二甲醚在汽车上应用尚处起步阶段。2000年9月，西安交通大学与大连柴油机厂联合研制了国内第一辆二甲醚汽车。2005年5月，上海交通大学研制出中国第一台二甲醚城市客车，经有关权威部门检验，各项排放指标远优于欧Ⅲ排放限值。2005年7月，中国第一台高速二甲醚城市中巴车在西安交通大学通过国家科学技术部验收，投入试运行。2005年，山东久泰化工科技股份有限公司、上海交通大学、西安交通大学以捷达柴油轿车为基础共同开发的二甲醚轿车在山东临沂试运行。2006年，山东省临沂市计划实施30辆二甲醚公共汽车的示范运行，上海市也拟开展二甲醚公交车示范工作。

研究结果表明：二甲醚发动机的动力性能超过柴油机，燃油经济性与柴油机相当，噪声低于柴油机；二甲醚发动机不需要复杂的电控和排气后处理系统，就可以达到欧Ⅲ标准，部分指标已达到欧Ⅳ标准。但二甲醚作为车用燃料代替柴油还存在一定障碍：现在柴油车的油箱、油路及进气系统都需要进行改造，储运和销售等方面需要专门建设，还需要加强二甲醚汽车实际应用可靠性和耐久性的研究。目前国内还没有二甲醚在汽车上应用的相关标准，有关原材料生产性标准的研究工作刚刚起步。

此外，二甲醚更趋向代替液化石油气(LPG)供应给广大城镇、乡村作为民用燃气使用，这一用途的经济效益更好。

4. 生物质燃料

生物质燃料包含燃料乙醇、生物柴油及生物质合成燃料。

(1)燃料乙醇

燃料乙醇是醇类燃料的一种，是成熟和安全且可再生的能源，最早在巴西，后来在美国广泛使用。美国是玉米出口大国，美国用玉米总产量的13%生产乙醇汽油，生产量已达42亿加仑，但仅占汽油市场的2%，对其能源市场的影响微乎其微。

巴西是目前世界上唯一不供应纯汽油的国家。2005年，巴西燃料乙醇产量近1300万吨，居世界第一位，占世界乙醇产量的43%。巴西现有520多家燃料乙醇生产厂，主要以丰富和廉价的甘庶为原料，燃料乙醇年生产能力达160亿升。

2003年6月，日本资源能源厅决定在汽油中添加乙醇，乙醇的混入比例容许值为3%以下。印度于2003年启动燃料乙醇计划，按照政府规定，北部9个邦和4个联邦区可在汽油中加入5%的乙醇。如进展顺利，印度政府将在全国推广乙醇汽油，并计划将汽油中乙醇的比例提高到10%。目前，一些具有农业资源优势的国家，如英国、荷兰、德国、奥地利、泰国、南非等国政府也已经制定规划，积极发展燃料乙醇并推广应用车用乙醇汽油。

我国也正在大力推广乙醇汽油，在国家发改委等八部委的推动下，从2004年4月起，在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽五省全部地区，以及河北、山东、江苏、湖北四省部分地市全面推广使用车用乙醇汽油。到2005年底，上述各省市辖区范围基本实现车用乙醇汽油替代其他汽油。目前我国生产燃料乙醇的原料主要以玉米、小麦为主。粮食燃料乙醇技术已基本成熟，产业发展初具规模，总产能达到每年102万吨。但是，使用粮食生产燃料乙醇带来的直接结果是生产成本居高不下。吉林燃料乙醇公司提供的数字显示，按照行业平均水平，每3.3吨玉米可以生产1吨燃料乙醇，目前玉米的市场行情为1200-1300元/吨，加上1000元左右的加工费，每吨燃料乙醇的成本约为4500-5000元。而出售给石油企业时，每吨燃料乙醇大约售价为3600元，这样，如果没有补贴，每生产1吨燃料乙醇，企业将亏损1400元左右。加之我国粮食不富余(粮食安全线是4.7亿吨，2003年仅4.3亿吨，缺口4000-5000万吨)，粮食不可能成为大量的汽车燃料，而其他生物质开发得也不多，尚不能满足农村能源需求。

为了扶持燃料乙醇生产，国家为四家定点生产企业提供了专项补贴，每吨燃料乙醇的补贴在1000-2300元之间，视各地情况而定。获得补贴后，燃料乙醇生产企业的利润率约为5%，处于保本微利状态。除直接补贴外，国家还为燃料乙醇生产企业出台了多项优惠政策，主要包括：免征5%的消费税，增值税实行先征后返。另外，享受国家陈化粮的政策补贴，拥有使用陈化粮的优先权。

生产成本高于普通汽油，一直是制约燃料乙醇发展的最大障碍。为使生产企业最大限度地降低成本，提高综合利用率，国家也正在逐步降低对生产企业的补贴。在乙醇汽油推广初期，国家对燃料乙醇生产厂家是据实补贴，从2004年开始国家改为定额补贴。以河南天冠集团为例，2004年天冠集团每生产1吨燃料乙醇，国家补贴2070元，而2005年已把这个补贴降为1721元/吨，2006-2008年，国家对天冠集团燃料乙醇的生产补贴降为1373元/吨。国家对乙醇燃料的补贴型也将由“成本加利润型”改为“弹性亏损补贴型”。目前，国家发改委正在考虑提请国家将原来对燃料乙醇的政府补贴改为税收支持，即免征每升燃料乙醇需要上缴的1元左右的税费，此办法可使每吨乙醇的成本降低1200多元。此外，新建燃料乙醇生产项目需要国家审批，否则就无法享受国家的补贴和优惠，同时中国石油、中国石化也不会安排使用违规企业生产的燃料乙醇。在生产燃料乙醇的原料方面，我国从上世纪80年代初开始甜高粱的育种，已开发出高品质的“醇甜系列”甜高粱种籽。在甜高粱为原料生产燃料乙醇方面，我国自主开发的固体、液体发酵工艺和技术已达到应用水平，甜高粱茎秆制取燃料乙醇技术已基本成熟，黑龙江省已建成年产5000吨的甜高粱茎秆生产乙醇示范装置。16-18吨甜高粱秆(北方平均亩产4吨)可制取1吨燃料酒精，农民种植甜高粱比种玉米每亩可多收入100-200元。但甜高粱资源的储存、保鲜、全年连续生产、残渣综合利用等问题尚待进一步解决。

专家多次研讨认为：按照“不与民争粮、不与粮争地”的原则，未来我国乙醇燃料的发展不宜再扩大粮食乙醇，而应向非粮食乙醇发展。为此，国内正在开发以木屑、棉籽壳、玉米秸秆等为原料的纤维素乙醇技术，清华大学、华东理工大学、南京工业大学、中国石油等单位都在开展这方面研究，还有不少关键性技术问题尚待研究和解决。

(2)生物柴油(Biodiesel)

生物柴油以含油植物、动物油脂以及废食用油为原料制成，可以20%混配柴油(B20)，达到0号优质柴油标准。生物柴油是可再生能源，因其环境污染物质释放量少，使用安全，使用范围广，可进行生物降解，又对于各种车辆具有良好的适用性，因此，各国将其作为新型替代燃料予以高度重视。其特点是：1)原料来源广；2)柴油机不需改动；3)储存、运输安全；

4)可得到经济价值较高的副产品。国外用于规模生产生物柴油的原料有大豆(美国)、油菜籽(德国、意大利、法国等)、棕榈油(东南亚国家)、棉花籽、食用回收油等。充分利用本国资源，广泛取材，是许多国家的做法。

欧洲是世界上生物柴油发展最快的地区，预计到2010年生物柴油产量将达到830万吨。日本于1995年开始研究生物柴油，目前利用废弃食用油生产生物柴油的能力已达40万吨/年。美国、巴西、印度、泰国、韩国、加拿大、澳大利亚等国家也在大力发展生物柴油。美国规划2011年生产生物柴油155万吨，2016年达到330万吨。

根据欧美国家对卡车、轿车、火车、公交车、拖拉机和小型轮船应用生物柴油情况所进行的测试，生物柴油在保持汽车性能不变的同时，还降低了发动机的磨损。多数测试显示20%生物柴油与80%传统柴油相混合的使用效果最好。

生物柴油的生产成本较高。为了让生物柴油获得大众的认可和接受，德国、法国、意大利、奥地利、比利时、美国、马来西亚等国，对投放市场的生物柴油采取了免税或低税率政策，并在宣传和建设生物柴油加油站、改良生物柴油生产工艺等方面做了大量的工作。目前实现产业化的生产工艺为化学催化酯交换法，但投资大、成本高，每吨油耗植物油1010千克，有酸碱排放，能耗也较高。

我国从20世纪90年代开始进行生物柴油技术的研究开发。目前已有30多家生产厂，生产规模一般都在2万吨/年以下。大部分以工业废油和废食用油为原料，生产成本为3500元/吨左右；少数以麻疯树含油果实以及油菜籽、棉籽油等下脚料为原料，估算生产成本在4000元/吨以上。清华大学开发的生物酯法技术，在常温常压下生产，无污染，醇用量小，可显著提高经济效益。

四川大学等单位在国家科技攻关等项目的支持下，对麻疯树、油菜籽等能源植物进行了大量的研究，形成了原料种植、品种选育、油料加工、生物柴油转化及利用的一整套技术。生物柴油国家标准已经完成技术审查工作，进入报批阶段。目前，国内比较大的生物柴油生产厂为海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司，产量约5万吨/年。华中农业大学2005年建成200吨/年的中试装置，并计划投资2000万元建设万吨级生物柴油厂，建成后将年耗油菜籽3万吨，产品为1万吨生物柴油、100吨甘油，副产品为400吨植酸钠。

我国有3亿亩盐碱地，若利用1亿亩种植变基因甜高粱可生产生物柴油上千万吨，有很大潜力。但目前生物柴油成本尚高，再加上配套种子基因改良、盐碱地的利用、现代酶技术等一系列研究项目还未有大的进展，技术还有较大的改进余地，推广将会晚一些。近期建设的项目包括湖南中和50万吨/年、瑞联科技30万吨/年、亚洲生物10万吨/年、安徽国风60万吨/年、甘肃华诚10万吨/年、内蒙天宠50万吨/年、河南东安5万吨/年、河南天冠3万吨/年等。

(3)生物质合成燃料(BTL)

生物质合成燃料(BTL)是生物质经气化，费托合成生产合成液体燃料。也就是先将生物质气化制成合成气，再利用相关工艺生产合成油、二甲醚等燃料或氢气。生物质合成燃料的原料来源丰富，林业加工剩余物以及果壳、秸秆等均可作为原料，能源转换效率可达40%-50%。生物质合成油的燃料性质与传统汽油和柴油性质相近，使用时发动机不用做大的改动。生物质甲醇、二甲醚的使用与其他甲醇、二甲醚没有什么区别。

生物质二甲醚和生物质合成柴油技术目前尚处于研发示范阶段，国际上还没有商业化工厂投入运行，但因为原料来源广泛、产品性能优良而具有很好的发展前景，目前处于研究热点之中。生物质还可以通过热裂工艺转化为可燃气、木炭和生物油等能源产品，生物质裂解油通过进一步分离、处理和提炼，可作为内燃机燃料。

近十几年来，世界上许多国家加强了生物质快速裂解技术的研发。美国建立了不同裂解方法的实验装置，每小时生产容量从几十升至几百升，最高产油率达70%；意大利建立了每小时500千克的装置；加拿大开发了多种工艺，能力为100吨/日的工业应用试验装置已经投入运行。研究结果表明：生物质裂解油的性质与传统汽油和柴油性质相近，低比例使用发动机可不做大的改动，其辛烷值高，发动机效率高于汽油和柴油；几乎不含硫、氮等杂质。

我国生物质气化和生物质合成油技术处于研发阶段。我国每年的农作物秸秆产量在6亿-7亿吨，大部分是采用直接燃烧的方式利用，燃烧效率仅有10%-15%，因此在这方面具有巨大潜力。

沈阳农业大学(以木屑为原料)、浙江大学(以木屑和秸秆为原料)等单位正在进行研究试验。山东理工大学牵头的以林业废弃物为原料的生物裂解油研究，试验规模已达400吨/年的水平。

总的来讲，目前国内外生物质热裂解液化技术均处于实验研究阶段，只有少数进入了中试阶段，距离产业化还有较长的路要走。目前还存在技术和经济问题，其中经济问题是主要的。

5. 甲醇汽油

甲醇的理化特性接近汽油，具有比汽油高的辛烷值和自燃点，理论混合气热值与汽油接近，可燃极限宽，汽化潜热大，具有良好的燃烧特性，是汽油的良好替代燃料。甲醇与柴油互溶性差，自燃点高，黏度低，润滑性差，因此柴油机燃用甲醇燃料比汽油机困难，需要进行更加深入细致的研究工作。

国内外甲醇生产能源快速扩张，生产规模趋于向大型化发展。20世纪80年代，甲醇燃料在德国、美国、加拿大、瑞典、日本等国得到快速发展，这些国家都曾经有过中等规模的甲醇示范车队。福特、通用、丰田、大众等公司相继开发出灵活的燃料汽车。但由于市场原因，上世纪90年代后期，国际上甲醇燃料车用市场日渐萎缩。

我国煤基甲醇燃料的车用研究始于上世纪70年代，在国家、行业及地方项目的共同支持下，已在低比例、高比例甲醇燃料发动机的研发，甲醇燃料的储存、输配、防腐、安全及甲醇汽车的维护保养、试验、检验等方面做了大量工作。通过大量研究和实践，我国已形成多项实用技术，解决了一些甲醇燃料车用的技术问题。M15低比例甲醇汽油已在四川、河南、陕西、重庆、新疆等地的多个城市示范应用，有几百辆M85和M100高比例甲醇车在示范运行。甲醇相比汽油更加安全，不会对水体和土壤造成严重污染和累积污染。

根据甲醇汽车示范运行情况，低比例甲醇适合在普通汽车上使用，而高比例甲醇适合在专用的甲醇汽车上使用。所以，具有发展前途的应该是比例低于15%的甲醇汽油和技术比较成熟的M85高比例甲醇汽油。

对于低比例甲醇汽油，可以先在富煤地区或周边地区政府的支持下推广使用，待取得更为成熟的经验后，再考虑扩大使用范围。对于M85，可以鼓励汽车厂家生产专门的甲醇汽车或灵活燃料汽车(如路线或运行范围相对固定的公交车或出租车)，用于商用目的。商用车运行里程多，对燃料价格比较敏感，比较容易接受。

如果甲醇储运、使用等各环节的安全措施有保障，甲醇燃料的产品规范出台，并建立起相应的社会化服务体系，甲醇燃料可能会在市场上得到广泛使用。

6. GTL(天然气合成油)

GTL是把天然气转化为液体燃料。1993年萨索尔公司与Topsoe公司共同开发了GTL技术SSPD工艺，规模为3.2万桶/日，后又在尼日利亚、卡塔尔分别建立了3.3万桶/日及3.4万桶/日的大型GTL工厂。

壳牌、埃克森美孚、BP等公司都有自己的技术，纷纷提出建设大型GTL装置，规划总能力已达4500万吨/年。GTL产品的柴油馏分可达80%，产品不含芳烃，不含硫，无味，十六烷值高达73，可达到欧Ⅳ排放标准。由于柴油机油耗比汽油机低30%-40%，所以经济性明显优于汽油车。

中国天然气资源紧张，人均天然气资源仅为世界平均水平的4%。但最近新探明的天然气储量在增加，可考虑在某些远离市场的边远地区建厂，但应注意经济规模。

7. CNG(压缩天然气)、LNG(液化天然气)和LPG(液化石油气)

压缩天然气、液化天然气是由天然气经过脱硫、脱烃和脱水等过程精制后压缩或液化而成，在国际上技术成熟。LPG作为汽车燃气早已在国内外推广。2004年，我国LPG汽车保有量11.4万辆，LPG加油站355座，消耗LPG35万吨。

作为机动车清洁燃料，CNG主要用于轻型非单一燃料的汽车，LNG主要用于重型单一燃料的汽车。国外的经验表明：1)CNG/LNG可直接用在机动车中作为动力燃料，而无需添加任何抗爆剂，在重型汽车中使用，效果尤佳。2)CNG/LNG可使发动机热效率提高8%，有利于延长发动机使用寿命，提高燃烧安全性，明显减少污染排放。3)天然气用作车用燃料，需要压缩和较大的储罐，燃气储罐每加满一次只能行驶约160千米，只适于短途运输。4)CNG/LNG的能量容量比汽油低40%，未燃烧的甲烷对温室效应影响较大。5)CNG和LNG 作为车用燃料，均要建设相应的加气站，并将汽车改装成天然气/汽油双燃料汽车。

目前国外燃用液化石油气和天然气的燃气汽车技术比较成熟，实际应用较多。全世界已有40多个国家在实施以气代油的战略计划，燃气汽车总量在500万辆以上，约占全球汽车总保有量的0.7%左右，占替代燃料汽车总量的80%以上。其中液化石油气(LPG)汽车约400万辆以上，压缩天然气(CNG)汽车约100万辆，液化天然气(LNG)汽车近万辆。

我国燃气(CNG/LPG)汽车相关技术已经成熟，目前在推广城市主要应用在出租车和公交车上。但我国发动机的燃气喷射系统依然主要依靠进口，尤其是大型的CNG发动机，基本全部采用国外发动机机型。

我国各城市燃气(CNG/LPG)汽车保有量已达25万辆，占这些城市机动车总保有量的

1.7%。其中出租车和公交车中的燃气汽车保有量达19万辆。但投资建设加气站费用较高(80万-140万元/站)，LPG尾气排放只能达欧Ⅱ标准，LPG作为车用燃料竞争力日趋困难。目前北京71家加气站已经停用了30家，苏州1276辆LPG车只剩下15辆。

8. 燃料电池汽车

燃料电池按电化学原理等温地直接将化学能转化为电能。它不通过热机过程，因此不受卡诺循环的限制，在理论上它的热电转化效率可达85%-90%，在实际上也可达到40%-60%。燃料电池以富氢作燃料时，其制取过程中CO2排放比热机少40%以上。燃料电池运动部件少，噪声很低，而且运行可靠。燃料电池汽车与一般可充电电池、电动车不一样。电动车行程短，如铅酸蓄电池车行驶100千米就需再充电，即使采用镍氢电池、锂电池也只能行驶200千米(该类电动车，日本还在研究)，而燃料电池汽车可行驶450千米。奔驰、雷诺、大众、福特、通用、丰田等汽车公司都已推出了燃料电池汽车，燃料贮存方式有压缩氢气的、甲醇的、金属氢化物的。典型的是奔驰Necar4，最高时速145千米/小时，一次加燃料可行驶450千米，功率70千瓦，可贮液氢5千克。

燃料电池汽车尾气排放少，有利于环保，但燃料电池价格极高。奔驰燃料电池成本3万美元，整车价格是普通汽车的10倍。再加之全球铂供应量有限(每辆车需100克铂)，因此，燃料电池汽车目前还处于探索阶段。但燃料电池作为新一代汽车能源动力的远期解决方案仍然被全球所看好。全球能源科技资金12%投向了氢能燃料电池，很多关键技术得以突破，如：电池成本正降到100美元/千瓦。以复合增降高温膜、低铂催化剂、金属双极板为代表的新一代技术正在兴起。

目前北京已有三辆氢燃料电池汽车(氢动1号)作为公交车在行驶，上海也有创新1号在行驶(功率100千瓦，时速90千米，行程300千米，乘坐35人)，估计2015年可以走向商业化。

9. 气体燃料汽车

(1)合成气汽车

合成气是制甲醇、二甲醚、氢气的原料气，净化、脱硫后成清洁燃料，可直接用于内燃机燃烧。合成气由氢气和一氧化碳组成，燃烧后排放水和二氧化碳，有微量CO、HC和NO X。燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，据国外研究和专利的报道：压缩比可达12.5。采用合成气，汽车热效率可提高20%-40%，功率提高15%，燃耗降低30%，无尾气净化接近欧IV(这些指标还应验证，但效果是肯定的)，还可用微量的铂催化剂净化；与醇、醚相比，可简化制造和减少设备，成本和投资更低。合成气的压缩或液化与氢气相近，但不用脱除CO，建站投资较低，还可用减少的成本和投资部分补偿压缩(制醇醚也要压缩)或液化的投资和成本。合成气没有毒性、腐蚀、溶涨等缺点。可利用遍布全国的中小化肥厂制造合成气，就近供应。

(2)氢气内燃机汽车

氢气内燃机汽车无CO、CO2和HC排放，仅排放微量的NO X(为汽油的1/10)，并可再用微量铂族催化剂净化。功率用增压补偿(福特U型氢内燃机汽车)。制氢可有三种办法：风力发电-电解水制氢；天然气重整制氢；煤气化制氢。成本和供应设施与燃料电池相同，目前

世界上仅美国加州、德国慕尼黑有加气站。氢气汽车中长期可能大量发展，日本有专家认为可能会先于燃料电池汽车进入市场。

10. 混合动力汽车

汽车动力系统是一个完整的体系，包括燃料、发动机、动力传动系统等。混合动力是通过换用不同的辅助动力，形成油-电、气-电、电-电等各种不同动力的转换，适应从汽油、柴油到包含氢能燃料电池在内的各种替代燃料。当前，内燃机混合动力轿车城市工况可节油40%左右，混合动力还为汽车排放控制提供了有效的新途径。鉴于我国私人轿车主要集中在大中城市，混合动力轿车非常适合在我国推广使用。但目前混合动力轿车还有成本高、寿命短等问题，其技术进步还将呈现长期、稳步、渐变的特征。

二、我国车用替代燃料的发展方向

我国的替代能源发展已纳入相关的“十一五”发展规划，按照“节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展”的能源方针，实行直接替代(以发展车用替代燃料为主)与间接替代(以节能、替代工业原料与燃料用油为主)一起抓。

1. 甲醇燃料

按照“低比例醇醚燃料适应汽车、汽车适应高比例醇醚燃料”的原则，低比例甲醇汽油(M15)和高比例甲醇燃料(M85)都将有不错的市场前景。随着国家甲醇燃料标准和规范的出台，甲醇燃料储运、使用等环节的社会化服务体系的建立，以及相关发动机和汽车技术的不断开发和完善，甲醇燃料有可能在市场上得到比较广泛的销售和使用。

低比例甲醇汽油(M15)的应用不存在大的技术难题，在加强对现有实用技术评价和论证的基础上，需有效解决腐蚀、溶胀及燃料助溶等问题，加快进行车辆适配性试验研究。高比例甲醇燃料(M85)可在继续加强专用发动机和关键零部件开发的基础上，加强高效润滑添加剂和发动机专用机油的开发等，同时有步骤地推动基础设施的扩展。开始可在一些地区的公交车、出租车等定点线路上扩大示范运行。为解决地区间燃料不同的问题，国家应鼓励汽车厂家开发研制生产灵活的燃料汽车。

2. 二甲醚燃料

二甲醚作为民用燃料替代LPG的技术已经逐步成熟，需要在规范应用的基础上，进一步开发完善二甲醚汽车的示范运行，同时在发动机的可靠性、耐久性及材料等方面进一步加强工作。

3. 天然气车用燃料

燃气汽车的推广应用在相当程度上受到管网、基础设施建设及续驶里程、储存携带等因素的影响。燃气汽车的经济性取决于天然气的价格，在燃气价格较高时，燃气汽车竞争力较差。

天然气液体燃料适宜在天然气产地、西气东输沿线等地区推广应用。

4. 其他

目前国内生物质燃料生产技术还不完全成熟，生物质燃料的发展在相当程度上还会受到资源和土地的限制，发展乙醇燃料会受到粮食和生物质可供应量的限制。今后应重点发展木薯、甘薯、甜高粱秸杆等燃料乙醇，开发麻疯树、黄连木等生物柴油。在煤制油方面，“十

一五”期间是煤制油技术的商业化应用示范期，2010-2020年将是煤制油产业化的重要发展期。到2020年末，有可能实现煤制油技术产业化。

综合考虑我国资源、技术、经济及环境情况，我国替代能源的发展，必须走多元化的发展道路，才能最大限度地实现替代，最大限度地弥补石油供需缺口，实现能源、经济、环境的协调发展。

煤基液体燃料应是我国近中期发展的重点。含量低于15%的甲醇汽油和高于85%的车用甲醇燃料是今后可行的发展方向，几年后甲醇燃料有可能在市场上得到比较广泛的销售和使用。煤制油技术到2010-2020年会进入产业化快速发展期，未来几十年会有良好的市场前景。