摘要：作為世界上人口最多的發展中國家，我國正面臨能源供給和環境保護的雙重巨大壓力。二甲醚(Dimethylether)，簡稱DME，是一種無毒含氧燃料，它可從煤、煤層氣、天然氣、生物質等多種資源制取。本文介紹了二甲醚燃料的國內外發展現狀和應用前景。重點介紹了二甲醚作為車用燃料的發展潛力和市場前景、我國首臺二甲醚城市客車的研發情況。二甲醚有望成為我國石油替代的重要途徑，解決我國油品短缺矛盾和能源安全問題，對于我國經濟發展與環境保護具有重大戰略意義。 　　關鍵詞：二甲醚；清潔燃料；二甲醚汽車；能源安全；環境保護 　　1二甲醚是新型二次能源 　　二甲醚(Dimethylether)，簡稱DME，是一種無毒含氧燃料，常溫常壓下為氣態，常溫下加壓到0．5Mpa液化，易于儲存與輸運。二甲醚能從煤、煤層氣、天然氣、生物質等多種資源制取。二甲醚作為一種新型二次能源具有巨大的發展潛力和市場前景，它能實現高效清潔燃燒，可廣泛用于汽車、燃氣輪機、鍋爐、小型熱電冷聯供、發動機熱泵、燃料電池及家庭灶具、熱水器等。 　　我國煤炭儲量豐富，是世界第一煤炭生產與消費國。我們可以構想，在未來，將污染嚴重的煤炭，轉化為潔凈的二甲醚，供給本地的能源消費，來改善西部地區環境，保護生態；同時用油罐車運輸二甲醚到資源貧乏東部地區，形成一個新的二甲醚能源經濟(DMEEconomy)。二甲醚有望成為我國石油替代的重要途徑，解決我國油品短缺矛盾和能源安全問題。 　　2二甲醚燃料的發展現狀 　　近年來，二甲醚已成為國際石油替代途徑與新型二次能源的熱點課題，弓l起歐美、日韓等國政府和專家高度關注與重視。為了促進二甲醚清潔燃料的發展，2001年成立了國際二甲醚聯合會(InternationalDMEAssociation，簡稱IDA)，在日、韓等國也相繼成立了本國的二甲醚聯合會。2004年第一屆國際二甲醚大會和亞洲第一屆二甲醚大會分別在巴黎和東京舉行，2005年9月第二屆亞洲DME大會在上海交通大學成功舉行。 　　二甲醚燃料的環保性和對國家能源安全的重要性已引起我國政府有關部門的高度重視，發展二甲醚已列入國家中長期科技發展規劃，國家科技部、教育部、國家自然科學基金委、中科院和政府有關部委已經先后啟動了一批二甲醚制備技術和二甲醚發動機、汽車研發項目。我國山東、陜西、四川、內蒙古、新疆、上海等地已建成或正在建一批規模不等的二甲醚制造基地。山東臨沂市久泰化工股份有限公司年產3萬t煤基二甲醚裝置已于2003年底正式投入生產，年產10萬t二甲醚的二期工程也將于2005年底建成，該公司還計劃3年內在內蒙建成年產150萬t甲醇、100萬t甲醚、30萬t碳酸二甲酯裝置，建成后將成為世界上規模最大的煤基二甲醚生產線。寧夏煤業集團有限責任公司與中煤能源集團公司就寧夏年產83萬t煤基二甲醚示范項目2O03年在銀川簽約籌建。瀘天化集團與日本TOYO會社合作項目，以天然氣為原料，年產40萬t甲醇和1l萬t二甲醚生產線正在建設中。 　　二甲醚作為二次能源的生產成本，取決于二甲醚燃料制造工藝和生產規模，根據我國研究者提供的資料，在煤田附近，以煤為原料，采用漿態床大規模制取二甲醚，生產成本在1200元／t左右；以天然氣為原料，投資及消耗以美國的2370kt／a裝置為基準，采用甲醇脫水工藝，天然氣按新疆氣田井口價0．520元／m3計算，二甲醚的生產成本約為1527元／t。由于lt柴油和1．48t二甲醚發熱量相同，可見二甲醚在價格上具有較強的競爭力。今后若采取以一步法漿態床反應器為核心的多聯產系統，將使生產設備的投資、成本以及過程能耗進一步下降，競爭力更強。 　　二甲醚的推廣應用，將以作為汽車燃料替代柴油、替代民用液化石油氣為切入點，刺激二甲醚生產與應用，進一步擴展到小型熱冷電裝置、發動機熱泵、燃氣輪機發電、燃料電池等。 　　3二甲醚汽車 　　針對我國自然條件和能源資源特色，發展汽車代用燃料，逐步改變汽車能源結構，降低汽車對石油燃料的依賴性，控制汽車有害排放對我國城市大氣質量帶來的日趨嚴重的影響，是我國能源與環境研究中的一個十分重大和緊迫的研究課題。二甲醚十六烷值大于55，具有優良的壓縮性，非常適合于壓燃式發動機。 　　1995年以來，丹麥技術大學、HaldorTopsoeA／S、Nayistar、AVL、AMOCO公司等相繼對二甲醚用于柴油機進行了研究，結果表明，燃用二甲醚燃料的發動機，在保持原柴油機高熱效率和動力性的前提下，不用任何廢氣再循環系統和廢氣處理裝置，氮氧化物就能大幅降低，碳煙排放為零；在車用Navistar8缸7．3L柴油機上燃用了二甲醚燃料后，發現發動機氮氧化物、微粒、一氧化碳、非甲烷碳氫和醛類有害排放全面達到了世界上最嚴格的美國加里弗尼亞州中型車超低排放車(ULEV)標準。這些研究結果表明了二甲醚燃料是一種十分理想的汽車清潔代用燃料。由于DME燃料的卓越性能，近年來歐美、日韓和俄羅斯等國家十分看好二甲醚汽車的市場前景和環保效益，紛紛開展二甲醚燃料發動機與汽車的研發。在歐洲VOLVO汽車公司已研制出了二甲醚大客車示范樣車，見圖1。在日本JFE、產業技術綜合研究所、COOP低公害車開發會社、交通公害研究所、五十鈴汽車公司和伊藤忠會社等分別研制了多種二甲醚卡車樣車和城市客車樣車，建立了數個二甲醚車用加氣站，見圖2、3，計劃在政府支持下，近年內規模化推廣二甲醚汽車。 　　在國內，我們的二甲醚發動機和汽車研究與發達國家幾乎同步，上海交通大學、西安交通大學、天津大學等近l0年來相繼開展了二甲醚燃料噴霧和燃燒特性、發動機和汽車研究。 　　上海交通大學燃燒與環境技術研究中心，自1997年承擔了我國首項有關二甲醚燃料的國家自然科學基金項目“新型低排污二甲醚燃料噴霧特性和燃燒機理的研究”，對二甲醚燃料噴射過程，包括二甲醚燃料的泵端、嘴端油管壓力和針閥升程、音速、閃急沸騰霧化現象和燃燒過程及二甲醚發動機可靠性進行了深入系統的研究，弄清了二甲醚作為車用燃料的噴射、霧化、混合、燃燒與排放機理，并在這些研究的基礎上，自主研制了適合于新型二甲醚燃料特性的發動機燃料供給、噴射系統和燃燒系統，解決了二甲醚的理化特性引起的燃料供給、材料相容性、整機可靠性等技術難題，成功開發了D6114二甲醚燃料發動機，整機動力性、經濟性、排放和噪聲都優于原柴油機。目前已獲三項國家發明專利授權，另有七項發明專利正在公示中。 　　2003年上海交通大學燃燒與環境技術中心進一步與上海汽車工業(集團)公司共同承擔了二甲醚汽車國家科技攻關項目，在上海申沃客車有限公司、上海柴油機股份有限公司、上海華誼集團公司、上海焦化有限公司等協作下，成功研制了我國第一臺二甲醚城市客車樣車，樣車通過了發動機臺架試驗和整車道路試驗。經國家重型汽車質量監督檢測中心和國家機動車產品質量監督檢驗中心檢測。該車動力強勁，車內外噪聲比原型車分別下降了2．1～4．4分貝，排放遠優于歐Ⅲ排放限值、碳煙排放為零，徹底解決了城市公交車冒黑煙的問題。2005年4月27日二甲醚汽車通過了國家科技部的成果驗收，這是我國汽車領域的一項具有自主知識產權的重大科研成果。目前上海交通大學正在上海市政府的支持下，聯合相關企業，進一步實施二甲醚城市公交車隊運行示范和二甲醚加注站示范，積累二甲醚汽車和加注站管理、運行和維護保養經驗。為二甲醚汽車商業化、大批量推廣應用打下基礎。二甲醚汽車的推廣應用，對發展具有中國特色的汽車代用燃料體系，緩解石油供需矛盾，保證我國能源安全及環境保護具有重大戰略意義。 　　4結論 　　作為世界上人口最多的發展中國家，我國能源的開發利用面臨著經濟增長和環境保護的巨大壓力，能源已成為我國可持續發展的關鍵。針對我國自然條件和“富煤、少油、有氣”的能源資源特色，二甲醚可從煤、天然氣、煤層氣和生物質制得，這對于我國經濟發展、環境保護與生態平衡具有重大戰略意義。 　　二甲醚能廣泛用于汽車、燃氣輪機、鍋爐、小型熱電冷聯供、發動機熱泵、燃料電池及家庭灶具、熱水器等，將形成一個新的二甲醚能源經濟，二甲醚作為一種新型二次能源具有巨大的發展潛力，有望成為我國能源經濟的主要支柱之一。