摘要：作为世界上人口最多的发展中国家，我国正面临能源供给和环境保护的双重巨大压力。二甲醚(Dimethylether)，简称DME，是一种无毒含氧燃料，它可从煤、煤层气、天然气、生物质等多种资源制取。本文介绍了二甲醚燃料的国内外发展现状和应用前景。重点介绍了二甲醚作为车用燃料的发展潜力和市场前景、我国首台二甲醚城市客车的研发情况。二甲醚有望成为我国石油替代的重要途径，解决我国油品短缺矛盾和能源安全问题，对于我国经济发展与环境保护具有重大战略意义。
关键词：二甲醚；清洁燃料；二甲醚汽车；能源安全；环境保护
1二甲醚是新型二次能源
二甲醚(Dimethylether)，简称DME，是一种无毒含氧燃料，常温常压下为气态，常温下加压到0．5Mpa液化，易于储存与输运。二甲醚能从煤、煤层气、天然气、生物质等多种资源制取。二甲醚作为一种新型二次能源具有巨大的发展潜力和市场前景，它能实现高效清洁燃烧，可广泛用于汽车、燃气轮机、锅炉、小型热电冷联供、发动机热泵、燃料电池及家庭灶具、热水器等。
我国煤炭储量丰富，是世界第一煤炭生产与消费国。我们可以构想，在未来，将污染严重的煤炭，转化为洁净的二甲醚，供给本地的能源消费，来改善西部地区环境，保护生态；同时用油罐车运输二甲醚到资源贫乏东部地区，形成一个新的二甲醚能源经济(DMEEconomy)。二甲醚有望成为我国石油替代的重要途径，解决我国油品短缺矛盾和能源安全问题。
2二甲醚燃料的发展现状
近年来，二甲醚已成为国际石油替代途径与新型二次能源的热点课题，弓l起欧美、日韩等国政府和专家高度关注与重视。为了促进二甲醚清洁燃料的发展，2001年成立了国际二甲醚联合会(InternationalDMEAssociation，简称IDA)，在日、韩等国也相继成立了本国的二甲醚联合会。2004年第一届国际二甲醚大会和亚洲第一届二甲醚大会分别在巴黎和东京举行，2005年9月第二届亚洲DME大会在上海交通大学成功举行。
二甲醚燃料的环保性和对国家能源安全的重要性已引起我国政府有关部门的高度重视，发展二甲醚已列入国家中长期科技发展规划，国家科技部、教育部、国家自然科学基金委、中科院和政府有关部委已经先后启动了一批二甲醚制备技术和二甲醚发动机、汽车研发项目。我国山东、陕西、四川、内蒙古、新疆、上海等地已建成或正在建一批规模不等的二甲醚制造基地。山东临沂市久泰化工股份有限公司年产3万t煤基二甲醚装置已于2003年底正式投入生产，年产10万t二甲醚的二期工程也将于2005年底建成，该公司还计划3年内在内蒙建成年产150万t甲醇、100万t甲醚、30万t碳酸二甲酯装置，建成后将成为世界上规模最大的煤基二甲醚生产线。宁夏煤业集团有限责任公司与中煤能源集团公司就宁夏年产83万t煤基二甲醚示范项目2O03年在银川签约筹建。泸天化集团与日本TOYO会社合作项目，以天然气为原料，年产40万t甲醇和1l万t二甲醚生产线正在建设中。
二甲醚作为二次能源的生产成本，取决于二甲醚燃料制造工艺和生产规模，根据我国研究者提供的资料，在煤田附近，以煤为原料，采用浆态床大规模制取二甲醚，生产成本在1200元／t左右；以天然气为原料，投资及消耗以美国的2370kt／a装置为基准，采用甲醇脱水工艺，天然气按新疆气田井口价0．520元／m3计算，二甲醚的生产成本约为1527元／t。由于lt柴油和1．48t二甲醚发热量相同，可见二甲醚在价格上具有较强的竞争力。今后若采取以一步法浆态床反应器为核心的多联产系统，将使生产设备的投资、成本以及过程能耗进一步下降，竞争力更强。
二甲醚的推广应用，将以作为汽车燃料替代柴油、替代民用液化石油气为切入点，刺激二甲醚生产与应用，进一步扩展到小型热冷电装置、发动机热泵、燃气轮机发电、燃料电池等。
3二甲醚汽车
针对我国自然条件和能源资源特色，发展汽车代用燃料，逐步改变汽车能源结构，降低汽车对石油燃料的依赖性，控制汽车有害排放对我国城市大气质量带来的日趋严重的影响，是我国能源与环境研究中的一个十分重大和紧迫的研究课题。二甲醚十六烷值大于55，具有优良的压缩性，非常适合于压燃式发动机。
1995年以来，丹麦技术大学、HaldorTopsoeA／S、Nayistar、AVL、AMOCO公司等相继对二甲醚用于柴油机进行了研究，结果表明，燃用二甲醚燃料的发动机，在保持原柴油机高热效率和动力性的前提下，不用任何废气再循环系统和废气处理装置，氮氧化物就能大幅降低，碳烟排放为零；在车用Navistar8缸7．3L柴油机上燃用了二甲醚燃料后，发现发动机氮氧化物、微粒、一氧化碳、非甲烷碳氢和醛类有害排放全面达到了世界上最严格的美国加里弗尼亚州中型车超低排放车(ULEV)标准。这些研究结果表明了二甲醚燃料是一种十分理想的汽车清洁代用燃料。由于DME燃料的卓越性能，近年来欧美、日韩和俄罗斯等国家十分看好二甲醚汽车的市场前景和环保效益，纷纷开展二甲醚燃料发动机与汽车的研发。在欧洲VOLVO汽车公司已研制出了二甲醚大客车示范样车，见图1。在日本JFE、产业技术综合研究所、COOP低公害车开发会社、交通公害研究所、五十铃汽车公司和伊藤忠会社等分别研制了多种二甲醚卡车样车和城市客车样车，建立了数个二甲醚车用加气站，见图2、3，计划在政府支持下，近年内规模化推广二甲醚汽车。
在国内，我们的二甲醚发动机和汽车研究与发达国家几乎同步，上海交通大学、西安交通大学、天津大学等近l0年来相继开展了二甲醚燃料喷雾和燃烧特性、发动机和汽车研究。
上海交通大学燃烧与环境技术研究中心，自1997年承担了我国首项有关二甲醚燃料的国家自然科学基金项目“新型低排污二甲醚燃料喷雾特性和燃烧机理的研究”，对二甲醚燃料喷射过程，包括二甲醚燃料的泵端、嘴端油管压力和针阀升程、音速、闪急沸腾雾化现象和燃烧过程及二甲醚发动机可靠性进行了深入系统的研究，弄清了二甲醚作为车用燃料的喷射、雾化、混合、燃烧与排放机理，并在这些研究的基础上，自主研制了适合于新型二甲醚燃料特性的发动机燃料供给、喷射系统和燃烧系统，解决了二甲醚的理化特性引起的燃料供给、材料相容性、整机可靠性等技术难题，成功开发了D6114二甲醚燃料发动机，整机动力性、经济性、排放和噪声都优于原柴油机。目前已获三项国家发明专利授权，另有七项发明专利正在公示中。
2003年上海交通大学燃烧与环境技术中心进一步与上海汽车工业(集团)公司共同承担了二甲醚汽车国家科技攻关项目，在上海申沃客车有限公司、上海柴油机股份有限公司、上海华谊集团公司、上海焦化有限公司等协作下，成功研制了我国第一台二甲醚城市客车样车，样车通过了发动机台架试验和整车道路试验。经国家重型汽车质量监督检测中心和国家机动车产品质量监督检验中心检测。该车动力强劲，车内外噪声比原型车分别下降了2．1～4．4分贝，排放远优于欧Ⅲ排放限值、碳烟排放为零，彻底解决了城市公交车冒黑烟的问题。2005年4月27日二甲醚汽车通过了国家科技部的成果验收，这是我国汽车领域的一项具有自主知识产权的重大科研成果。目前上海交通大学正在上海市政府的支持下，联合相关企业，进一步实施二甲醚城市公交车队运行示范和二甲醚加注站示范，积累二甲醚汽车和加注站管理、运行和维护保养经验。为二甲醚汽车商业化、大批量推广应用打下基础。二甲醚汽车的推广应用，对发展具有中国特色的汽车代用燃料体系，缓解石油供需矛盾，保证我国能源安全及环境保护具有重大战略意义。
4结论
作为世界上人口最多的发展中国家，我国能源的开发利用面临着经济增长和环境保护的巨大压力，能源已成为我国可持续发展的关键。针对我国自然条件和“富煤、少油、有气”的能源资源特色，二甲醚可从煤、天然气、煤层气和生物质制得，这对于我国经济发展、环境保护与生态平衡具有重大战略意义。
二甲醚能广泛用于汽车、燃气轮机、锅炉、小型热电冷联供、发动机热泵、燃料电池及家庭灶具、热水器等，将形成一个新的二甲醚能源经济，二甲醚作为一种新型二次能源具有巨大的发展潜力，有望成为我国能源经济的主要支柱之一。
