摘 要

自工业革命以来，世界经济高速发展，对能源的需求也越来越大。传统的化石能源如煤、石油等是当今的主流能源。但化石能源是不可再生能源，随着社会继续深入发展，化石能源终将有枯竭的一天，此外，化石能源的使用也给环境带来沉重的负担，化石能源对环境的污染在当今已是不容忽视的问题。所以从能源的可持续性和环境保护这两方面看，发展清洁的可再生能源是刻不容缓的事情。燃料乙醇作为液体燃料，其来源广泛，燃烧清洁，且应用方式与传统石油燃料相近，所以受到世界各国的广泛关注。

本文归纳、总结了主要几个发展燃料乙醇的国家的产业和技术应用情况，从能源需求、环境保护等方面说明了我国发展燃料乙醇的必要性，研究分析了燃料乙醇的不同来源的特点，认为纤维素燃料乙醇最具发展前景，但第一代燃料乙醇也要同时发展，并提高技术工艺。本文还分析了各种燃料乙醇应用技术方案的特点，认为乙醇重整技术最有发展潜力，但如今其技术还不成熟，应尽快开展研究，完善乙醇重整燃料在交通领域的应用技术。

关键词：燃料乙醇；来源；应用技术

Abstract

Since the industrial revolution, the economy had developed rapidly with the increasing demand of energy. Traditional fossil fuels such as coal and oil has became today’s main energy sources. But fossil energy is non-renewable energy. As society continues to develop in depth, fossil energy will eventually be exhausted.In addition,the use of fossil fuels also places a heavy burden on the environment, and now the fossil energy pollution to the environment is a problem that can not be ignored.So,from the perspective of energy sustainability and environmental protection, the development of clean renewable energy is an urgent matter. As a liquid fuel, fuel ethanol has a wide range of sources and burns clean. Its application is similar to traditional petroleum fuels. So it is widely concerned by the world.

This paper summarizes the industry and technology applications of several major countries that develop fuel ethanol,and illustrates the necessity of developing fuel ethanol in China from the aspects of energy demand, environmental protection etc,and also study the characteristics of different sources of fuel ethanol. This paper believes that cellulose fuel ethanol has the most development prospects,but the first generation of fuel ethanol should also be developed and improved the technical process.This paper also analyzes the characteristics of various fuel ethanol application technology,and thinks ethanol reforming technology has the most potential for development. But ethanol reforming technology is not yet mature.So,we should carry out research to improve the application of ethanol reforming fuel in the field of transportation.

Key words:Fuel ethanol; source; application technology

目 录

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 研究的目的及意义 1

1.2.1维护能源安全的需要 1

1.2.2环境保护的需要 2

1.2.3交通运输业发展的需要 2

1.3 国内外燃料乙醇发展现状及应用技术情况 3

1.3.1美国燃料乙醇发展现状及应用技术情况 3

1.3.2巴西燃料乙醇发展现状及应用技术情况 4

1.3.3欧洲燃料乙醇发展现状及应用技术情况 4

1.3.4国内燃料乙醇发展现状及应用技术情况 5

第2章 不同来源的燃料乙醇特点分析 7

2.1玉米燃料乙醇分析 7

2.1.1玉米的生物学特性及分布情况 7

2.1.2玉米燃料乙醇的生产工艺 7

2.1.3玉米燃料乙醇的能量效率 8

2.1.4玉米燃料乙醇的排放情况 9

2.2木薯燃料乙醇分析 10

2.2.1木薯的生物学特性及分布情况 10

2.2.2木薯燃料乙醇的生产工艺 12

2.2.3木薯燃料乙醇的能量效率 12

2.2.4木薯燃料乙醇的排放情况 15

2.3甜高粱燃料乙醇分析 16

2.3.1甜高粱的生物学特性及分布情况 16

2.3.2甜高粱燃料乙醇的生产工艺 17

2.3.3甜高粱燃料乙醇的能量效率 17

2.3.4甜高粱燃料乙醇的排放情况 19

2.4甘蔗燃料乙醇分析 19

2.4.1甘蔗的生物学特性及分布情况 19

2.4.2甘蔗燃料乙醇的生产工艺 19

2.4.3甘蔗燃料乙醇的能量效率 20

2.4.4甘蔗燃料乙醇的排放情况 20

2.5纤维素燃料乙醇分析 20

2.5.1纤维素来源 20

2.5.2纤维素燃料乙醇的生产工艺 21

2.5.3纤维素燃料乙醇的能量效率 21

2.5.4纤维素燃料乙醇的排放情况 22

2.6结论及建议 22

第3章 燃料乙醇在发动机上的应用技术分析 24

3.1发动机上纯乙醇燃料应用技术分析 24

3.1.1纯乙醇发动机结构特点 24

3.1.2纯乙醇燃料对动力性的影响 24

3.1.3纯乙醇燃料对能耗的影响 25

3.1.4纯乙醇燃料对排放的影响 26

3.2发动机上乙醇汽油及乙醇柴油应用技术分析 27

3.2.1混合燃料发动机结构特点 27

3.2.2乙醇汽油及乙醇柴油对动力性的影响 28

3.2.3乙醇汽油及乙醇柴油对能耗的影响 28

3.2.4乙醇汽油及乙醇柴油对排放的影响 29

3.3发动机上乙醇重整燃料应用技术分析 29

3.3.1乙醇重整燃料发动机结构特点 29

3.3.2乙醇重整燃料对动力性的影响 29

3.3.3乙醇重整燃料对能耗的影响 30

3.3.4乙醇重整燃料对排放的影响 31

3.4结论及建议 31

第4章 总结与展望 33

4.1主要结论 33

4.2展望 33

参考文献 34

致谢 36

第1章 绪论

1.1引言

自上世纪工业革命开始，能源在人类社会中扮演越来越重的角色，其中最为传统的是化石能源，其应用在各种能源中占比最大。作为人类生存和发展的重要物质依赖，天然气、煤炭、石油等化石能源促进了上世纪到如今二百余年来社会文明的飞速发展和社会物质的快速丰富。但是，化石能源有着一个无法避免的缺陷，即其有限性与不可再生性，加之由于社会发展需要对其的巨大消耗，使地球有限的化石能源正一步步被耗尽。美国地质局曾估计，地球上能够开采的石油总量为3万亿桶。由此推算，2030年将出现全球石油开采量的峰值。而后会因为余下的未开采石油开采越发困难，石油产量会迅速下降。所以如今世界面临一个亟待解决的问题，即当石油产量下降后，庞大的能源需求怎么满足。从煤炭的角度看，世界煤炭可采储量可以长期保持相对稳定。然而按照当前的能源需求量，最多也只能维持200年左右的时间。天然气也一样，虽然可以短期内弥补石油的短缺，但从长期看，天然气依旧会枯竭。另外，由于化石能源的燃烧过程中会生成大量温室气体，同时会产生多种对环境有害的烟气，将破坏地球生态平衡。因而，从资源储量和生态环境来看，开发更清洁的可再生能源是未来能源发展的正确走向。

而从当今可再生能源的发展态势看，生物质能比风能、太阳能这种自然能源的能量密度高，而生物质能中，在规模上能大量生产，在使用性能上较为优良的可再生能源为燃料乙醇。

1.2 研究的目的及意义

1.2.1维护能源安全的需要

在我国的化石能源储量中，煤碳占大多数，石油，天然气等相对较少，是一个以煤炭为主要能源的国家，煤炭资源的总量为 5.6万亿吨，其中已经探明储量为 1 万亿吨，占全世界总储量的 11%，而石油占 2.4%，天然气占 1.2%^[1]。