用二氧化碳造汽油?保时捷:我看行

[爱卡汽车 科技频道原创]

能源紧缺和气候变暖是全人类面临的共同挑战。进入新世纪以来,汽车行业明显加快了新能源技术的研发推广,特别是电动车市场迅速扩张,成为了万众瞩目的未来之星。然而,关于终极解决方案的归属,全球车企分为了不同派别,有的力推纯电动车,有的兼顾不同技术路线。在这其中,德系品牌或许是最偏爱内燃机的阵营,如果说美利坚是车轮上的国家,那么血液中涌动着汽油便是正统的德意志品格。为了让内燃机“活”得更长久些,德国人最近动起了合成燃料的念头。

保时捷官方近日表示,该品牌正在研究合成燃料技术,进一步挖掘内燃机的可持续发展潜力。据悉,保时捷希望凭借自身研发力量,显著推动合成燃料(synthetic fuels,亦称为eFuels)的发展。联想起此前保时捷CEO关于911继续使用内燃机的表态,这家斯图加特车企正用行动绘制着下一阶段的路线图。

在日前一场Porsche Tech Talk中,负责研发工作的保时捷董事会成员迈克尔·施德纳给出了清晰的观点,“若想维系当前产品线的可持续发展,合成燃料将是一项基础”。目前,保时捷正寻求合作伙伴一同建设试验工厂,论证合成燃料工业化生产的可行性。

今年3月,保时捷CEO奥利弗·布卢姆公开表示,保时捷将持续推动电气化事业,但会保留内燃机选项,特别是对于911这一品牌图腾。不难看到,保时捷正在为这一目标付诸行动,只不过这一次重点由发动机本身转向了燃料技术。

传统化石燃料是大自然的馈赠,使用后不可再生,并且会导致温室气体排放,因而被贴上了不环保的标签。合成燃料由二氧化碳和氢气制成,其化学本质与通过原油加工而来的煤油、柴油或汽油没什么不同。但在理想条件下,合成燃料的生产和使用可实现碳中和,不会对气候造成影响。从大循环的角度来看,合成燃料与传统化石燃料的环境效应完全不同,前者的可持续发展能力值得期待。

合成燃料通过二氧化碳和氢气制成,其中氢气可由电解获得,二氧化碳的来源则多种多样。按照设想,合成燃料的制造过程将尽可能使用可再生能源,如太阳能、风能。从原料获取、合成加工到最终使用,合成燃料产业链能够形成闭环,整个循环的净碳排放量为零。

在汽车工程领域,保时捷称得上是教科书级的存在,其领先地位在当下这个电气化时代依然备受认可。Taycan的出现,重新定义了高性能电动车标准,把跑车精神的内涵延伸至纯电领域。不过按照保时捷的理解,为了实现可持续发展目标,纯电动车并不是一个立竿见影的技术路线,因此其他替代能源就变得愈发重要。

Taycan揭开了保时捷进军纯电领域的帷幕,其800V电气系统、后桥两挡变速箱和出色的热管理系统为电动车树立了新标杆。同时,保时捷还为用户提供了多款混合动力车型,例如Panamera、Cayenne等都有E-Hybrid版本可选,甚至918 Spyder都搭载了双电机混动系统。

时至今日,保时捷已不再是严格意义上的跑车品牌,但它骨子里的跑车精神并没有改变。尽管电动车在物理特性上有着诸多不可替代的优势,但内燃机将在很长一段时间内受到驾驶爱好者的青睐。因此,保时捷不会将内燃机从动力系统列表中剔除,而会采用燃油、混动、纯电并行发展的策略。

为了加快实现可持续发展目标,保时捷将合成燃料技术作为了一个可能的选项。保时捷认为目前推进合成燃料研发正当其时,若是等到政策法规有了明确方向再开始动作,就会落后于行业趋势。保时捷还表示,合成燃料不仅将用于量产车,还有可能在赛事领域获得应用。

倘若把视野放得更宏观一些,我们可以发现更多玄机。大众集团CEO赫伯特·迪斯日前在LinkedIn上发布消息称,“我们今后应该继续参加比赛。一级方程式将实现碳中和,也将使用合成燃料。因此,它比电动方程式(Formula E)更有意思,更有比赛乐趣,而FE只在城市里跑圈。”舆论认为,大众集团旗下品牌有可能进军F1赛事。

奥迪和保时捷在电动方程式中存在竞争关系,但这对于同属大众集团的两个品牌来说并不合理。结合迪斯的爆料和保时捷高管的表态,研发合成燃料技术很可能意味着保时捷将被纳入一级方程式。而在赛事中取得的经验和技术,又将对民用车形成反哺,这从一个侧面反映了大众集团对高性能汽车未来发展的态度。

无独有偶,迈凯伦也正致力于推动合成燃料研发。今年早些时候,迈凯轮首席运营官Jens Ludmann对媒体表示,迈凯轮正在研发以合成燃料为动力的汽车,目前研发进展处于早期阶段。与保时捷一样,迈凯伦认为从全产业周期来看,合成燃料比电池更加环保。

有趣的是,保时捷和迈凯伦都是具有浓厚跑车背景的品牌。二者对合成燃料的态度,在一定程度上代表了该技术的未来应用场景。分析认为,迈凯伦同样有可能将合成燃料技术用于赛车,这对长期征战F1的他们并不是难事。

编辑点评: 为了让内燃机多存活一段时间,汽车行业特别是欧洲车企使出了浑身解数。混动也好,轻量化也罢,主流方案仍然聚焦于汽车本身,而没有太多关注能源技术的开拓潜力。合成燃料的设想虽好,但势必涉及庞大的产业链,非车企一己之力所能完成。目前为止,合成燃料的前景还有待观察,不过它至少为汽车的未来提供了另一种可能。

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技术领域:

本发明属于石油产品二次加工调配,尤其涉及一种环保型无铅合成汽油。

我国目前现有提高汽油质量的技术主要是在直馏汽油或催化裂化汽油及催化重整汽油中添加四乙基铅,但铅化合物对大气污染严重,随着环保意识的增强,无铅汽油势必取代有铅汽油,部分石化企业在车用汽油中加入甲基叔丁基醚以取代四乙基铅,例如,中国专利98113017.8公开的“一种增效汽油”,其是用20-50%(重量)的直馏汽油、10-20%(重量)的甲基叔丁基醚混合后再加入50-80%(重量)的催化裂化汽油或催化重整汽油、600-1200PPM的聚异丁烯胺和聚酯胺、0.01-0.032g/l的四乙基铅,经循环搅拌而得,虽然该汽油有效减少了CO排放及含铅化合物的量,但还没有完全达到无铅标准,尤其是该汽油仍以催化裂化汽油或催化重整汽油为主,对实现代用汽油燃料无实际意义。中国专利98120490公开的环保型合成无铅汽油,由45-55%的轻质异构烷烃基础油、18-26%的C5-C8混合烃基础油、14-17%的烯烃基础油、5-8%的含氧化合物、1.5-3.5%的辛烷值提高剂及0.1-0.3%的稀土溶碳剂混合互溶而得,该无铅汽油具有降低尾气排放、清除积碳等环保效果,但存在的不足是汽油密度较大,运行时会增加油耗,同时受配制汽油的各组份的影响,该汽油在动力性能、经济性上仍有提高之处。

本发明正是为了克服上述不足,提供一种辛烷值高、能耗少、成本低的无公害环保型无铅汽油。

本发明的目的是通过以下组份按比例混配而成的,其主要组份构成及其含量为组份名称含量%(重量)直馏汽油48-53精制C5 28-33苯类添加剂 12-16醚类添加剂 3-6二茂铁 0.2-0.4为了降低汽车运行时的耗油量,本发明选择组份轻、密度低的精制C5作原料之一,能有效降低合成汽油的比重,达到节能目的。直馏汽油、精制C5的辛烷值均较低,为了增加合成汽油的辛烷值同时又不增大有效成本,选择馏程在137-143之间的以甲苯、二甲苯、混苯等为代表的苯类和以甲基叔丁基醚为代表的醚类作添加剂,参考

图1,醚类添加剂在加入一定量时有较强的提升辛烷值作用,但加入到15%左右时,已呈饱和状态,再增大用量辛烷值反而下降,综合各因素,醚类添加剂的用量本发明控制在3-6%之间为宜。苯类添加剂的用量与辛烷值的增长成正比,理论上可以多添加,考虑经济成本,其用量以12-16%为佳;若选择混苯作苯类添加剂,则混苯中的苯含量须在99%以上,以保证其提升辛烷值的有效作用;苯类添加剂的另一功能是提供动力,保证使用时汽车发动机具有良好的动力性能。组份中二茂铁的加入,能使尾气在排放时得以消烟,实现无公害环保型的目的。

用本发明所述的组份调配而成的汽油,辛烷值高、成本低,运行中能耗少、动力性能佳,经检测,制得的90#无铅汽油的各项指标均符合GB17930-1999《车用无铅汽油》规定,其抗爆性好,研究法辛烷值为90,10%、50%、90%的蒸发温度分别为48℃、92℃、165℃,终馏点为181℃,残留量1%,实际胶质3mg/100ml,无机械杂质及水份。

图1为本发明的苯类、醚类添加剂提升辛烷值关系图。

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1,90#合成汽油是由52份直馏汽油、30份精制C5,14份二甲苯,4份甲基叔丁基醚,0.02份二茂铁混配而得,另根据需要,可加入少量调色剂。

实施例2,90#合成汽油是由48份直馏汽油、30份精制C5,18份甲苯,4份甲基叔丁基醚,0.03份二茂铁混配而得,另根据需要,可加入少量调色剂。

实施例3,90#合成汽油是由53份直馏汽油、28份精制C5,13份含苯量在99%以上的混苯,6份甲基叔丁基醚,0.04份二茂铁混配而得,另根据需要,可加入少量调色剂。

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