混合燃料汽车的发展，促进合成醇作为一个潜在的负有限，能源经济的基础外文翻译资料

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混合燃料汽车的发展，促进合成醇作为一个潜在的负有限，能源经济的基础

摘要

高性能跑车的发动机已经转化为E85操作，这是一种含有85％乙醇和15％汽油的高酒精混合燃料。除了提高性能，转换使在满负荷的热效率与对汽油操作改善显著。该发动机已经安装在测试车辆中，并且制造了混合燃料，这一过程在单独使用乙醇混合物时，导致车辆性能和尾气CO₂的显着改善，为高性能驾驶提供了环保的方法。本文介绍了柔性燃料校准的一些亮点，使得演示车辆能够在燃料箱中的95RON汽油和E85的任何混合物上操作。它还讨论了如何通过详细的开发，该车已经达到符合E85的任何乙醇 - 汽油混合物的主要污染物排放法规。

本文提出了汽车制造商与立法机构合作加快朝向生物燃料的战略。这是基于酒精燃料操作提供的更高性能的可取性，当与偏向于基于生物质的醇基燃料的操作的车辆的CO₂偏移因子相关联时。希望在使用CO₂有益酒精燃料时，在性能方面有明显改善的方法将鼓励高性能车辆的购买者优先寻找和使用生物燃料，尽管由于减少的体积能量而使罐体范围减小 内容。这一策略将确保向市场其余部分提供酒精燃料的可取性，创造自上而下的效果。有人认为，这将加速来自生物燃料的燃料能源使用比例，比以批发为基础将其混合到一般燃料库存更大。

最后，偏向于基于酒精燃料运行的发动机的开发将允许更高的热效率并且增加发动机小型化的水平，这两者都有助于改善车辆燃料消耗，并因此有助于使用可再生燃料行驶的距离的更大比例。只有鼓励客户获得酒精混合燃料所需的基础设施，立法机构和燃料公司才能实现这一发展方向。而另一种液体燃料存在一些分配问题，有人认为这种方法优于需要将分子氢分配到和存储在客运车辆上的方法。这是因为可以对现有基础设施进行逐渐修改而引入这种液体燃料。在混合燃料能源经济中引入这种燃料可以是可再生产甲醇的第一步。这将为未来的运输场景创造一个燃料，可以减少大气中的CO₂的数量。非常重要的是，这种凝聚力的许可允许对运输部门所有主要利益相关者（客户，制造商和燃料供应商）进行rsquo;合成酒精能源经济lsquo;的软启动和转型。

讨论

在这里讨论的车辆的情况下，图5显示，在其运行的燃料中，CO₂输出随着乙醇中值的增加而呈现下降趋势。鉴于即将出现的尾管CO₂立法，这本身应该对车辆制造商有吸引力，并且是由若干因素引起的。乙醇产生的单位释放能量比典型汽油混合物少3-4％，这占比有显著的提高。这可以在更高的负载下加入优化的点火提前，电荷的比能量越高，产物与汽油的反应物的摩尔比越高。这些因素都有助于尾管CO₂显着减少5％（以70％乙醇的混合速率）。[注意，车辆没有在85％乙醇上测试，因为这种混合物不可用，乙醇的比例通常降低至70％以改善冷启动]

一般来说，本文所述的工作表明，将高性能车辆修改为在高乙醇混合物上操作，并确保任何乙醇和汽油混合物在20摄氏度的排放顺应性直到达到70％的程度。作者不能防止任何确保85％或以上符合性的问题，因为在具有高性能发动机的典型驱动循环运行的轻负载下，已知乙醇降低氮氧化合物和碳氢化合物。这是因为与绝大多数汽油馏分相比，其绝热火焰温度较低，沸点高。

关于上述一般材料兼容性问题，生产柔性燃料车辆的挑战是众所周知的，许多制造商已经在世界各地提供乙醇/汽油弹性燃料车辆（FFV）。实际效果是，在项目启动后，发现供体车辆中使用的标准燃料系统部件被投诉与甲醇和乙醇：这种材料兼容性水平正在变得如此。因此，与广泛引入醇类作为未来替代能源经济相关的车辆生产问题最少。

未来运输燃料和引进新能源经济

如果保留化石燃料的转移，比起使用更高的发动机技术，使用在生产和使用周期中保持相当大比例的二氧化碳的任何可再生燃料可以对有效的二氧化碳还原产生更大的影响。考虑木质纤维素生产乙醇的情况，其中CO₂的70％保持在循环中：增加一种化石燃料动力传动系，从而减少车辆对车轮CO₂的损失要么太贵了（ 如果可能的话）或需要显著降低车辆性能。随着技术发展到接近100％的CO₂在循环中，化石燃料动力总成不能竞争;电池电动车或燃料电池车是唯一可能的竞争对手，然后它们在这个意义上的可行性在可再生或核能电 只用来改变它们。

需要记住的是，当燃料具有显着不同的物理和化学性质时，从一个能源经济过渡到另一个能源经济需要相当大的费用。在逻辑上，将液体燃料替换为另一种液体燃料的基础设施影响相对于从液体转变为基于气体燃料的经济所需的基础设施影响相当小。对于燃料供应商来说，这是一个非常重要的考虑因素，因为氢气经济主角似乎普遍认为，燃料供应商本身将为基础设施的变化付出代价。此外，液体燃料也可以容易地存储在客车上，正如现状一样，确保其对车辆制造商的吸引力。

在欧洲，目前欧盟管理人员希望2012年的平均排管co2调节为130克/公里，作为平均船队。这将给所有制造商带来严重的挑战，特别是不能支持更昂贵的二氧化碳还原技术项目（即每年生产量低于10000个单位的制造商）的小批量生产商。Lots的观点是作为协助遵守可能的欧盟法规，任何制造商都可以向其制造出适用于其优化运行在乙醇上的特定柔性燃料模型的CO₂偏移因子形式的让步， 显示出比汽油燃料显著提高的性能。

这种方法应该确保驾驶员将不必要地寻找酒精燃料，以获得可利用的性能优势，并为他购买车辆带来可再生利益。在这项工作中描述的265E演示车辆表现出如此不同的表现，相信这是一个正当的观点，将为可再生燃料产生“光环效应”，因为它将最初与更高性能的车辆相关联。因此，酒精燃料车辆将成为购买者渴望的东西，从而加速燃料的吸收。醇在提供可再生性同时提高性能的能力不容易用气体燃料复制;直接注入氢气可能是实现这个的一种手段，尽管氢气储存系统以上的成本显着增加，氢气储存系统也必须适合机动车。还应该注意的是，氢燃料箱的附加重量损失将抵消从该燃料获得的任何性能优点的很大一部分。

预计随着“第二代”木质纤维素生产技术的发展，在生产和使用周期中，能够很好地捕获车辆排放的二氧化碳的70％以上，因此认为有50％ 当使用这种燃料并且应该允许制造商仅用于这种车辆，而不是其整个型号范围，尾管偏移是不合理的。如果是这种情况，本文中描述的265E车辆的驱动周期CO₂输出数字为99克/公里，表明其对全球变暖的贡献将小于丰田Prius（其具有CO₂排放量） 104 g / km，显著降低车辆技术成本并显著提升性能。

由于容易将内燃机转化为乙醇的混合燃料运行（即使没有充分利用其特性）和燃料系统规格变化的相对较小的成本，也有人认为，在即将到来的排放和共同规定中应该是强制所有火花点火引擎车辆都是乙醇/汽油弹性燃料。一旦存在这种情况，乙烯的可用性就会更大，因为能源供应商和投资者都会看到将来可以提供大量能够运作这种燃料的车辆，并且将对商业机会做出相应的反应。反过来，这将有助于将发动机优化作为乙醇作为其主要燃料的一般转变，其与汽油相比的优点将进一步增加其使用量，作为使用可再生燃料的车辆行驶距离的比例。

请注意，采用这种策略比混合燃料氢气/汽油方法要简单得多。这是因为，作为与汽油混溶的液体，可以将乙醇（或甲醇）储存在车辆上的相同的单个罐中，并且不需要额外的燃料系统。由于氢燃料系统体积庞大并且每单位质量不能储存太多的能量，所以在任何向可再生能源经济转型中，液态可再生燃料被认为是优选的。

从长远来看，由于可以生产的乙醇量对食品生产没有不利影响的限制，使用各种原料和来自可再生能源的能源制成的合成甲醇可能开始增加或替代乙醇。图1显示了如果从气氛中取出用于制备马来醇的共二氧化物，那么这样的循环如何能够以降低大气中的CO₂浓度的方式工作，并且以这种方式获得的一些甲醇用作原料 用于石油化工。这使得由于通过石油路线转化为固体形式，大气碳的自动排序可以被称为“自动排序”，由于为公路运输提供燃料的规模经济，本身也可以实现。因此，就全球变暖而言，CO₂被运送的问题可能会被中和，而且这种做法最终可能以“负CO₂”的方式扭转局面。一旦弹性燃料汽油/乙醇车辆在市场上，对发动机控制单元（ECU）的相对简单的修改将足以促进引入甲醇作为能量经济的附加组件。目的是调查后续工作中该方法的车辆操作要求。

注意这一方法的最重要的事实是，与试图实施分子氢经济的挑战相比，第一步，颁布所有车辆从某一时间开始弹性燃料的立法是微不足道的：所有的技术允许这被理解的并在量产。它也为汽车制造商，燃料供应商和终端用户提供了一个软启动，与建立分子氢经济形成鲜明对比。还应该指出的是，对于这样一个循环的基础能源投入的要求是“可再生的”（或至少是基于非碳的），也是实施分子氢经济的必要先决条件。在目前的情况下，在任何一种情况下，满足这一需求的唯一可行手段是通过核电，生物质能量随着持续量的增加而增加到发电部门。

道路运输这种“合成酒精能源经济”的实施也将为控制发展中经济体的低CO₂动力总成系统的成本提供可行的手段。当考虑到在发动机和/或变速器系统中增加复杂性（和起重机成本）的替代汽油方法时，这是非常重要的。具有燃料电池，改造者和混合动力传动装置的车辆将落在有发展经济中有抱负的客户的预算限制内，这是不切实际的期望，事实上，即使在发达国家，这些技术也有足够的不确定性来质疑其商业意义 。还要关注原材料的成本和长期可持续性，这些技术使得这些技术成为可能。镍和铜。

合成醇用于未来的流动性

相信上述推理导致了一致的战略，其实施顺序可以从2012年强制弹性燃料能力开始（可能作为任何欧盟关于排气管二氧化碳排放的立法的一部分），并最终导致开始 化石燃料的长期淘汰，如2030年。这种联合的软启动策略的性质如图8所示。

如上所述，将可再生合成醇视为实际可执行的氢经济形式也许是明智的，其规避了通过其化学转化成液体的分子氢存储的问题。在这方面，该概念通过解决其最大的缺点来支持氢气承诺的环境和安全利益。需要进一步研究这两种方法的优势对车轮的影响，但是通过最大限度减少二氧化碳释放来减少全球变暖方面的收益，都取决于类似量的氢的产生。

2030年开始逐步淘汰运输化石燃料

2020年封闭式甲醇生产

2015第二代可用

2012年乙醇/汽油混合燃料强制性

→ → → →

图8：化学燃料替代化合物乙醇合成能量经济的顺序

从长远来看，由于碳是循环中的可再生成分，所以这种方法具有降低大气中CO₂浓度的能力。因此，通过分别通过化石燃料输入和石油化学产出平衡添加和去除碳，能源经济可以配置为CO₂中和。

结论

试验得出的结论：

1.高性能跑车转变为在高乙醇混合燃料的操作，并利用其一些更好的特性，主要是与汽油相比，其较高的辛烷值和蒸发潜热。这包括对燃料系统进行的修改以抵抗更腐蚀性的酒精燃料并且并入额外的燃料喷射器。

2.使用酒精传感器，开发了使车辆弹性燃料能够并且确保优异驾驶性能的策略。这些专注于最小化预增压器燃料喷射器操作的时间量。预计该策略对蒸发排放性能（由于乙醇的蒸发减少）也将产生最小的影响。

3.车用性能在高酒精混合物中改善显著。

4.在不同的乙醇和汽油混合物下，在20摄氏度下证明了排放顺应性。基准校准保留纯汽油操作，并自动恢复到乙醇浓度小于5％。

5.在这种混合燃料车辆的高乙醇混合物中，尾管CO₂的显着减少是可能的。这些量为5％，与乙醇浓度呈大致线性关系。

6.考虑到生物燃料的生产和使用周期中保留的二氧化碳rsquo;CO₂偏移因子lsquo;，已被建议用于合格车辆。由于在这个循环中容易保持大量的尾管CO₂，有人认为，发动机明显偏向于生物燃料的操作应该是50％（使得驾驶员将优先寻求在该燃料上操作车辆）。

7.低容量，高性能的乙醇汽车的光环效应将有助于加速市场上更广泛的酒精燃料的吸收。因为发生这种情况，发动机可以修改为更高的酒精效率，而不是汽油，从而提高可再生燃料车辆行驶距离的百分比。

8.鉴于将火花点火车转换为汽油/乙醇弹性燃料运行的微不足道的性质，建议将其强制性以允许开始转向合成酒精经济。

9.调整CO₂可回收性高的燃料大大地超越了基于化石燃料的动力总成技术发展对温室气体减排带来的任何好处。如果实现了一个完全关闭的CO₂循环的燃料，那么对于基于CO₂的气候变化将不会有任何贡献。

10.该考虑的费用包括从一个能源经济向另一个经济转型。然而，替代一种液体燃料与另一种液体燃料的基础设施影响相对于过渡到基于气体燃料的能源经济所需的基础设施影响要小得多。这对于燃料供应商来说是一个非常重要的考虑因素。

11.使用现有的，被证明和安全的技术，液体燃料可以容易且便宜地存储在低质量集装箱上的客车上。当液体燃料与现有的化石燃料混溶时，如醇的情况，在基础设施的过渡期间，单一燃料系统仍可用于车辆。

12.从长远来看，合成醇类能源经济，最终使用甲醇，并提供了从大气中除去CO₂的可能性，可以随着弹性燃料汽油/乙醇汽车数量的增加和制造的限制而发展。

13.未来运输能源经济的这一建议基础也为向世界发展中经济体提供低成本的loe-co2汽车动力总

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