新能源汽车产业温室气体与传统污染物协同减排研究(11)
二甲醚是良好的替代柴油的清洁燃料，其成分决定了其理化性质。二甲醚与柴油的理化性质比较见表2.1：
表2.1：二甲醚与柴油的理化性质比较
项目 二甲醚 柴油
组分 CH3OCH3 C16至C28的烃类混合物
相对分子质量 46 160~200
氧质量分数/% 34.8 0.0
密度（液态） -24.8℃时为661kg/m3 20℃时为780～860kg/m3
十吹冰烷值 55~60 40~55
蒸气压(20℃)/kPa 530 —
沸点(101325Pa)/% -24.8 175.0~360.0
运动黏度(液态)/(mm2•S-1) <1.0 2.5~8.5
低热值/(MJ•kg-1) 28.8 42.5
理论空燃比 8.98 14.30
理论混合气热值/(MJ•m-3) 3.71 3.79
气化潜热/(kJ•kg-3) 460 270
爆炸极限(体积分数)/% 3.40~18.00 1.58~8.20
自燃温度/℃ 235 200~250
二甲醚是一个具有发展前景的新兴产业，它对发展国民经济，调整能源结构，保护环境 具有十分重要的意义[18]。作为国家新兴能源产业，必须要得到国家有关部门在产业化及配套 政策上的扶持，才能促进我国二甲醚工业的快速、健康发展。
3 新能源汽车温室气体和传统污染物排放特性分析
3.1 燃料电池汽车存在的缺陷
3.1.1 甲烷燃料电池生产产生的温室气体
甲烷燃料电池是化学电池中的氧化还原电池。燃料电池是燃料和氧化剂(一般是氧气)在电极附近参与原电池反应的化学电源。甲烷燃料电池就是用沼气（主要成分为CH4）作为燃料的电池，与氧化剂O2反应生成CO2和H2O。反应中得失电子就可产生电流从而发电。
使用甲烷作为燃料电池的燃料可避免贮氢和补充氢燃料的后勤问题。但是，在燃料电池的阳极直接氧化甲烷还很困难。在固体氧化物燃料电池中，如工作温度超过800℃，会发生碳质沉积物污染电极问题，如温度低于800℃，则会降低功率密度。
利用蒸汽转化在约500℃下由甲烷生产氢气时，由于热动力学平衡限制，甲烷只能分解40%左右，若将温度提高到1000℃以上，分解可提高到近100%，但产生大量CO2副产品[19]。
3.1.2 汽油燃料电池含硫问题
通用汽车公司和丰田汽车公司均致力于汽油燃料电池的开发。该技术从清洁碳氢化合物燃料的汽油中制取氢气，采用这种制氢方式的燃料电池优点是采用含硫少的清洁燃料，可延长燃料电池自身寿命，并且容易文修。由于使用汽油，现有的汽油加油站也能得到充分利用。同时其能量利用效率较高，内燃机效率为15%，汽油燃料电池可高达22%~32%；排放CO2也较少，内燃机排放CO2为220g/km，而汽油燃料电池为110~140g/km。
燃料电池所用能源的重要一环是供应超清洁燃料。使柴油和汽油中的硫减少或去除是清洁燃料研究中最严峻的挑战之一，降低燃料尤其是车用柴油和汽油中的硫含硫是很棘手的问题。
大多数炼油厂都建有催化裂化（FCC）装置，将重质馏分转化为石脑油和轻循环油（LCO），分别用以生产汽油和柴油。它们作为主要的燃料调合料含有大量硫。各种脱硫工艺可用于FCC之前、FCC之中或FCC之后去除硫。这些工艺过程需要催化剂和氢气，在高温和高压下反应，噻吩环被加氢，然后使硫成为H2S被汽提掉。典型的催化剂为含少量促进剂金属如钴或镍的二硫化钼。要满足新的燃料规范存在许多复杂因素，既要去除硫又要保持汽油必要的高辛烷值是很吹冰手的课题[20]。
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