日本二甲醚加注站及其技術

　　日本從上世紀九十年代開始大規(guī)模的開展DME應用研究，在DME研發(fā)方面取得了相當多的成果，最為重要的是在日本政府的資助下，十幾家日本相關企業(yè)組建了一個DME發(fā)展聯(lián)合會，建立了一條從DME燃料生產線、DME運輸車對隊、若干示范加注站，并開發(fā)出多種DME發(fā)動機汽車(主要替代目標為原來的柴油車型，如載重卡車、公交車、中型客車等)進行路試的完整產業(yè)鏈，并提出了DME民用那、車用燃料行業(yè)標準，其中取得的成就值得我們借鑒。

1、加注站及相關技術
　　日本現有車用DME加注站4座，由日本DME聯(lián)合會的幾家企業(yè)建設、運營管理(中央精工，東邦燃氣，巖谷、伊藤忠等企業(yè))，各加氣站的加注方式不盡相同：落差式重力加注系統(tǒng)；類似于LPG的自增壓加注系統(tǒng)；氮氣加壓加注系統(tǒng)。
　　在加注站關鍵技術中，日方解決了DME專用橡膠件、計量系統(tǒng)、加注槍系統(tǒng)(加注口徑標準沒有確定，目前沿用LPG裝置)、儲罐、系統(tǒng)控制儀表等技術，但是潤滑劑添加當量、擴散速度及混合方式、DME燃料系統(tǒng)通用口徑、車用燃料瓶規(guī)格、DME專用泵、加注站氮氣溶解進DME等問題沒有最終解決。日本國內沒有石油、煤、天然氣，無論汽油、柴油，還是DME都需要進口，對他們來說原料價格都無法控制，且日本國內的汽車已經實行相當于歐四的排放標準，在目前的價格體系下，在經濟、環(huán)保上他們都沒有商業(yè)運營DME車的實際需求。因此DME加注站相關標準還處在準備階段，儲罐容積、設計規(guī)范、消防等方面的工作都沒有制訂，都完全參照LPG系統(tǒng)，但是形成了一個重要的標準——二甲醚車用、民用燃料行業(yè)標準。日方所有的研究都是嚴格控制在日本現有法律的框架下，因為一旦突破這個框架，很多的工作都要重新開始，投入也要增加，在現在沒有明朗的市場前景的情況下，這種突破日本方面還沒有企業(yè)愿意承擔。
　　由于日本的DME加注系統(tǒng)都應用在示范運營站上，加注速度都較低(20～30L/min)，在車用DME燃料瓶大于現有柴油車燃料瓶的基礎上，加注時間過長(一臺公交車的加注時間在20分鐘左右)，很難滿足商業(yè)運營的要求。因此我們在國內開展DME加注站的研究應集中在泵加注的方式：一是其他的加注方式已有現實成果，且工藝相對簡單，我們無需多費精力在此；二是泵加注方式(地面泵、潛液泵，而潛液泵又更符合大城市加氣站建設的相關要求)流量大、加注速度容易控制，能避免氮氣混入DME釋放后產生的壓升給燃料瓶帶來的放散危險，便于燃料添加劑的混合。這方面的工作歐洲沃爾沃公司有較為先進的理念和技術，已經有多篇技術專著和多項技術專利，并且已成功開發(fā)出DME小型發(fā)動機組為為主體的熱電三聯(lián)供系統(tǒng)(此系統(tǒng)在下一節(jié)有詳細的介紹)。
　　我們還要關注的一個問題是，DME燃料熱值低于柴油，因此在保持同樣續(xù)駛里程上，DME車的燃料罐將大于現有柴油車燃料罐。要保證加注速度，加注口徑勢必會增大，因此加注站開發(fā)要緊密和車用燃料系統(tǒng)開發(fā)緊密聯(lián)系，在加注要求和車用燃料系統(tǒng)雙方面的角度，共同來確定最優(yōu)的加注通徑，形成統(tǒng)一的規(guī)格尺寸，避免異地異尺寸。日本方面很關注中國的加注規(guī)格，希望和中國形成標準聯(lián)盟，這也從另一個方面反映了他們偏注于車的應用，以及未來向中國出口DME汽車。

2、DME發(fā)動機技術
　　日本大發(fā)柴油機株式會社已經開發(fā)出100～2 000kw的DME發(fā)電機組，中央精工則開發(fā)出了8.2kw的小型DME三聯(lián)供機組。由于廠商出于技術上保密，沒有非常確切的給出有參考價值的燃料消耗量。但是通過他們提供的資料，對比參考國內上柴廠的相關指標，我們可以初步判斷在相同熱值下，DME發(fā)動機的效率比柴油機高15～20%,預計DME與柴油的替代比在1.35～1.55之間，如果上海柴油機廠能最終將其變成現實，這對DME燃料供應商來說是個福音。
　　我本人從頭參與了上海車用DME項目，但參與這個項目，一直以來我最重要的關注點不在車，因為新奧不是豐田公司，整體的關注點更集中在DME發(fā)動機，以及可能形成的DME發(fā)電機組，這是柴油發(fā)電機的良好替代品。在中國東部沿海個體經濟地區(qū)，隨著經濟的進一步發(fā)展，負荷高峰電力的緊缺將會進一步加劇，分布式能源利用方式將逐漸成為主要能源供給方式。一旦更加高效、低污染的中小型DME發(fā)動機組開發(fā)成功，我們可以在現在的江浙、廣東、福建地區(qū)為用戶提供DME分布式能源解決方案，每家配備一個DME燃料罐就可以解決電力、空調、熱水以及燃燒的需求，這種技術也許會給我們的能源分銷帶來革命性的變化，而這也正是目前日本城鄉(xiāng)LPG應用的實情，屋外掛的LPG燃料罐解決家庭的主要能源供給。
　　現在日本已經開發(fā)出小型DME熱電聯(lián)供技術，而上柴也正在積極攻關，我們無法制造發(fā)動機，但是我們可以利用這些技術，嘗試推動DME發(fā)動機技術的發(fā)展，在解決車用加注的同時形成民用加注的方案，與關鍵技術廠商形成共享自主知識產權，在未來的市場中形成雙贏。

3、DME燃燒設備及其他應用
　　巖谷產業(yè)株式會社有一個國家級的DME燃燒實驗室，在DME流動性能，燃燒性能方面做了很多工作，但是此次日本之行，日本方面并沒有安排參觀這個實驗室。
　　該實驗室目前主要進行的工作有工業(yè)和民用燃燒器具、燃料添加劑、DME渦輪發(fā)電燃燒器、燃油噴射泵的相關實驗，這些都是很基礎性的工作，一旦突破將會帶來廣闊的市場，沃爾沃雖然主業(yè)車用，但是在燃燒研究方面有很高的水平，也做了相當多的工作，而國內還沒有相關的機構系統(tǒng)進行這些工作。