為甲醇汽車產業化奠定技術基礎 ——記基于甲醇汽車試點運行工程中的重大技術攻關研究項目


  在2021年度陜西省科技獎獲獎項目中,由長安大學、西安市工業和信息化局等聯合完成的“基于甲醇汽車試點運行工程中的重大技術攻關研究”獲得科技進步獎一等獎。該成果攻克了多項技術難題,建立了甲醇汽車相關標準體系。經數年運行及試驗,項目組驗證了甲醇汽車與燃料的適應性、可靠性、經濟性、安全性以及環保性,使陜西成為全國試點甲醇汽車數量最多、試點車輛類型最多、研究成果最多的省份。

  技術創新成果豐碩

  根據工信部、國家發改委統一部署,2012年1月開始在陜西省、山西省和上海市進行甲醇汽車試點運行。

  甲醇汽車試點項目第一完成人、陜西省甲醇汽車運行專家組組長、長安大學教授劉生全告訴記者,他們發揮多年從事汽車發動機、甲醇燃料研究的科研優勢,完成了甲醇燃料(汽油)識別技術、甲醇汽車冷啟動技術、甲醇汽車金屬部件防護和甲醛排放測試技術等系列創新性研究成果,形成發明專利技術6項,制修訂甲醇燃料標準3套,為全面科學評價甲醇燃料汽車技術現狀、積累甲醇汽車運行管理經驗、推動甲醇燃料汽車應用提供了充分的理論與實踐依據。陜西也成為全國試點甲醇汽車研究成果最多的省份。

  針對甲醇汽車在低溫環境影響啟動的瓶頸,項目組創造性提出了“電空氣預熱+甲醇燃料添加劑”與“發動機全封閉循環啟動技術”兩項甲醇汽車啟動技術;開發的甲醇燃料(汽油)識別系統,可實時檢測甲醇燃料中甲醇與汽油的混合比例。

  甲醇汽車試點燃料標準需先行。2020年12月,項目組與陜西省石油和化學工業聯合會會同省內15家研究機構與企業,編制了全國首個《車用甲醇燃料(M100)》團體標準。

  2018年2月,陜西省甲醇汽車試點項目通過了工信部、國家發改委和科技部聯合專家組驗收。2020年11月,經陜西省技術轉移中心科學技術評價,該項技術成果達到國際領先水平。

  試點應用創多項紀錄

  2013年8月,陜西投入15輛微型客車開始甲醇汽車試點。2014年11月,陜西又分批運營200多輛出租車,2018年轉入規模性應用,涉及西安、寶雞、漢中及榆林4市,參與試點的甲醇汽車共260輛,為全國試點甲醇汽車數量最多、試點車輛類型最全。其中,西安市甲醇出租車20輛,寶雞市出租車200輛、微型客車15輛,漢中市出租車20輛,榆林市甲醇載重車5輛。

  甲醇汽車試點運行期間,項目團隊采集了車輛的行駛里程、燃料消耗量、車輛故障次數、車輛的常規與非常規排放、空氣中甲醇的濃度及涉醇人員體檢數據等,實驗測試項目及指標達200多項,在國內采集數據最為完整。

  運行及測試數據表明,吉利甲醇出租車平均消耗甲醇燃料15.4升/百千米,單車最高運營里程超過33萬千米;通家甲醇微型客車平均消耗甲醇16.84升/百千米,單車最高運行里程超過7萬千米。經第三方檢測機構國家汽車質量監督檢驗中心(襄陽)進行整車和發動機檢測,常規排放檢測、冷啟動檢測,均符合相關標準。期間,陜西累計建成甲醇燃料調配中心11座,甲醇燃料調配能力210萬噸。

  安全環保性能通過驗證

  甲醇汽車運行過程中,工信部明確要求檢測甲醇汽車排放中甲醛濃度。但現有的甲醛檢測方法、儀器與限值標準,不能用于尾氣溫度高、甲醛濃度大的汽車排放甲醛測試。

  據劉生全介紹,他們團隊開展汽車甲醛排放測試技術研究,提出適合汽車排放甲醛檢測的電化學法和酚試劑法,開發的儀器設備不但檢測速度快,而且首次獲得了影響汽車甲醛排放的重要因素。

  由長安大學組成的甲醇汽車數據采集中心,全程檢測了試點車輛的常規排放污染物一氧化碳、碳氫物、氮氧化物,試點車輛的PM2.5與甲醛排放,也符合技術要求,進一步驗證了甲醇汽車的清潔性。

  此外,陜西在甲醇汽車運行期間建立了數據庫,采集了試點車輛、燃料加注、人體健康的完整數據,記錄了涉醇人員健康體檢情況,涉及車輛駕駛人員、維修人員、燃料加注人員300多人次。

  “涉及甲醇對人員健康影響的檢查在國內也是首例?!眲⑸榻B說,試點期間對人體健康跟蹤調查和體檢表明,涉醇人員未發現異常,也未發生任何安全事故及群發性案件,證實了甲醇燃料的安全性。

  目前,車用汽油價格高企,甲醇燃料經濟性優勢不言而喻,在車輛、調配中心、加注站、出租車等各個環節,都能獲得較大收益。

  “不僅如此,甲醇汽車的環保性也較好。甲醇作為一碳含氧化合物,在M100甲醇燃料中含量達99.9%以上,成為甲醇汽車排放低的主要原因?!眲⑸f,甲醇汽車運行數據顯示,與汽油機汽車相比,一氧化碳排放下降35%~45%,碳氫物下降30%~40%,氮氧化物下降15%~20%,二氧化硫下降95%以上,PM2.5下降75%~85%。

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