国内外车用替代燃料发展面面观
近年来，传统能源供应趋紧、温室气体减排压力不断增大，发展替代能源已成为世界共识。大力发展替代能
源、改善能源结构已成为保障我国能源安全的必然选择。值得一提的是，交通部门是今后能源需求增长最快的领
域之一，发展车用替代燃料将是推进能源替代工程的重要组成部分。
全球车用替代燃料发展呈现多元化
从技术角度看，车用石油燃料的替代途径包括两种：一种是以适应现有车用内燃机为导向、利用非石油资源
生产的液、气态碳氢燃料的直接燃料替代；另一种是以革新车用发动机和动力系统为导向、节约或彻底摆脱碳氢
燃料的间接技术替代。预计在2030年前，传统的车用动力燃料技术体系仍将在道路交通体系中占据主流位置，
使得车用燃气、生物液体燃料、煤基和天然气基合成燃料等直接燃料替代成为车用燃料替代的主要选择。随着现
代汽车技术的进步，采用新型动力系统的新能源汽车也在传统燃料替代之外开辟了重要途径，主要包括油电混合
动力车、纯电动汽车以及氢燃料电池车。按照相应的原料和技术特点，各种替代燃料具有不同的节能减排效益，
现处于不同的发展阶段。
天然气汽车是目前推广条件最成熟的清洁汽车。过去十几年来，日趋成熟的天然气汽车技术、相对较低的天
然气价格和显著的污染物减排效果推动了天然气汽车保有量的快速增加。近几年世界天然气汽车保有量年均增长
率超过30%，而亚太地区增长率达到50%。截至2009年，世界天然气汽车总量超过850万辆，其中大约75%分布
在阿根廷、巴基斯坦、巴西、印度和伊朗等5个国家。据统计，在相同的当量热值条件下，世界各国天然气的价
格大约为汽、柴油的30%～60%。作为技术成熟、资源丰富的清洁替代燃料，车用天然气具有较大的增长潜力，但
是其未来发展前景从根本上取决于天然气对石油燃料的比价关系。
生物燃料已成为车用替代燃料的最重要发展方向之一，正在酝酿技术和产业升级转型。在第一代生物燃料的
发展基础上，近年来，国际社会日益重视发展以农林业废弃物、非粮能源植物、富油微藻等为原料的第二代生物
燃料技术，主要是纤维素乙醇(丁醇)、加氢生物柴油(HVO)、生物质费托合成燃料(BTL)、合成醇醚燃料(生物甲
醇和二甲醚)以及氢燃料等。大部分研究显示，传统生物燃料在全生命周期内的化石能源替代率和温室气体减排
率大约为20%～60%，第二代生物燃料则提高到50%～90%。因此，从资源潜力和能源环境效益角度看，第二代生
物燃料被普遍视为未来的主要发展方向。国际能源机构预测，如果实现了第二代生物燃料的大规模生产应用，2030
年全球生物燃料使用量将达到3.3亿t。但是，第二代生物燃料的大规模开发应用在技术突破、成本下降以及最
优技术产品路线选择等方面仍然存在不容忽视的不确定性。
煤基合成燃料缓慢前行，天然气基合成燃料开始进入产业化发展阶段。在国际上，煤基和天然气基合成燃料
生产技术都已趋于成熟。但是，由于煤基合成燃料在生产使用过程中的C02排放强度比汽、柴油等石油燃料高1～
2倍，所以在国际范围上并没有成为重要发展方向。目前全世界除南非和中国外，其他国家并没有启动煤制油(CTL)
项目。天然气合成油技术(GTL)既可以高效开发利用分散的小规模天然气田，又能提供超清洁的汽车燃料，近年
在经济和环保因素驱动下明显升温。国际能源机构预计，全球天然气合成油产量将继续大幅增加，为将依赖于进
一步提高能源转换效率、降低生产成本、提升与液化天然气(LNG)的竞争力。
新能源汽车技术进展加快，但性能和经济性有待提高。近年来随着镍氢电池和锂离子电池技术的显著进展，
电动车(EV)已逐步成为近中期的重要技术选项，但仍需要进一步克服行车里程短、动力和可靠性低、成本偏高等
障碍。油电混合动力车(HEV)可显著提高燃油经济性，在城市交通路况下的节油率可达20%～40%，目前在欧美已
进入商业化发展阶段和主流汽车市场。插电式混合动力车(PHEV)综合了油电混合动力车和纯电动汽车两者优势，
已处于产业化前期阶段，将为未来纯电动汽车的发展奠定基础。氢燃料电池车(FCV)具有发动机能源转换效率高、
没有尾气污染物和C02排放等优点，被许多人视为最有发展前途的清洁汽车技术解决方案。但氢燃料电池车的大
规模应用有赖于实现低成本的低碳制氢技术(即可再生能源和核能制氢技术)、高能量密度储氢技术、长寿命高效
燃料电池技术的重大突破，以及完善的加氢站等基础设施。
国内替代燃料示范先行，步步为营
目前国内各种替代燃料发展也各有特点，处于不同的发展阶段。
甲醇汽油早已列入石油的重要替代产品之列，但这几年甲醇汽油的发展却只能用“生产火热、应用疲软”来
形容：政策在摇摆间，产能突进需求却上不去，甲醇生产企业鱼龙混杂、水平参差不齐，消费者则在误解和猜测
中徘徊。2009 年，中国甲醇产能约为3200万t，表观消费量却只有1660.8万t，开工率在50%左右。究其原因，
还是生产者、消费者、政府、几大石油公司四者间平衡、博弈的微妙格局难破。用一句形象的话来概括：甲醇汽
油生产厂家信心满满，政府相关管理部门讳莫如深，石油公司热情不高，油品消费者满腹疑虑。就技术来说，山
西是我国甲醇燃料示范性试验较为系统且推广应用最快、规模最大的地区之一。山西省在汽油中掺入5%、15%、
25%、85%的甲醇及用纯甲醇(100%)作为汽车燃料的研究试验方面已进行了大量实质性工作，为更大范围的甲醇汽
车产业化示范提供了宝贵的技术和管理方面的经验。2011年5月起工信部在上海、陕西和山西全面启动甲醇汽油
应用试点工作，这是国家层面正式推广醇醚燃料和醇醚汽车的首次尝试。
二甲醚具有与LPG相似的物理性质，燃烧时不会产生破坏环境的气体，被期望成为21世纪的替代能源之一。
2010年，国内二甲醚产能达到1000万t/a，但行业开工率不到30%，很多企业成本倒挂、经营困难，甚至停产。
2010年广东二甲醚掺混事件的曝光，使得本就因成本增加、市场竞争激烈而举步维艰的二甲醚行业雪上加霜。这
除了行业的盲目和无序发展、残酷的市场竞争，国家政策支持的缺失、相关行业标准未及时出台也是重要原因。
今年6月中旬，国家标准化管理委员会发布了2011年第9号国家标准公告称，国家质检总局、国家标准化管理
委员会已批准《车用燃料用二甲醚》（GB/T 26605-2011）国家标准，实施日期为2011年11月1日，二甲醚终于
有了进入车用市场的通行证，而其未来如何发展，值得关注。
继美国和巴西之后，2006年中国已经成为全球第三大燃料乙醇生产国。截至2009年底，我国建成了吉林燃
料乙醇、河南天冠、安徽丰原生物化学、中粮生化能源（肇庆）、广西中粮生物质能源等5家燃料乙醇厂，实际
产能184万t/a。但用玉米等粮食作物作为原料使得“与人争粮、与粮争地”的质疑声一直不断，甚至有人上书
发改委，希望叫停燃料乙醇，燃料乙醇行业承受着巨大的压力。在此背景下，进行非粮原料制乙醇的研发成为燃
料乙醇产业未来的出路。各家燃料乙醇企业在发展方向上，都把目光锁定在非粮研发这一目标。然而，在研发过
程中，他们却遇到了各种问题。受技术条件限制，目前我国的非粮乙醇技术中，主要以木薯乙醇为主。然而，近
年由于木薯原料供应不足，价格攀升过快，木薯乙醇相对于玉米乙醇而言失去成本优势。原料来源及资金不足等
将是制约燃料乙醇未来发展的主要问题。今年6月份，中石化联手中粮集团及诺维信公司开始在中国合产纤维素
乙醇，强强联合对于促进纤维素燃料乙醇乃至整个生物燃料的推广性应用十分有利，燃料乙醇产业再现新曙光。
作为新兴能源，生物柴油具有可再生、清洁和安全等优点。据全国生物柴油行业协作组不完全统计，截至目
前我国生物柴油的生产能力已经超过150万t/a，但产量不足50万t，而且其中多数用于生产增塑剂等化学品，
只有20万t左右用于柴油消费。今年2月份《生物柴油内燃机燃料B5标准》的出台将有望扭转这一局面。同时
2010年中海油建设的6万t/a国家级生物柴油示范项目所产的首批生物柴油，在海南部分加油站试点销售。这是
目前国内惟一进入车用领域的生物柴油产品，海南由此将成为国内首个封闭销售生物柴油的省份。近期，固安中
德利华石油化学有限公司年产10万t/a生物柴油及添加剂项目引起业内关注，该项目实现了地沟油提炼生物柴
油的产业规模化。尽管今年6月30日，财政部、国家税务总局再次联合下发通知，正式将包括利用地沟油等废
弃动植物油生产纯生物柴油纳入免征消费税的适用范围，但地沟油的转化推广仍面临成本、技术等方面的难题。
生物柴油能否更进一步，值得期待。