提 要

　　交通运输是重要的能源消费行业，也是城市空气污染的主要来源。甲醇因其良好的燃烧性能而被认为是汽油的良好替代品。目前，关于甲醇-汽油混合燃料使用对机动车污染物排放及其影响机制的解释有很大不同。本文综述了甲醇-汽油混合燃料和甲醇燃料的CO、HC、NOx、CO2和颗粒物的排放特征，总结了甲醇混合燃料影响污染物排放的机制。本文关于甲醇混合燃料污染物排放综述结果，可为制定能源战略时要考虑到城市空气污染、气候变化和能源安全提供参考。

图1 摘要图

研 究 概 览

　　近几十年来，许多研究都证明甲醇是一种很好的燃料，但是并没有对甲醇-汽油混合燃料如何影响常规污染物和CO2排放的机制进行详细和全面的研究，不同的研究在进行机制解释时也存在较大差异。基于此，本文综述了前人关于甲醇-汽油混合燃料的发动机台架试验和底盘测功机试验的研究结果。与汽油相比，使用甲醇-汽油混合燃料能够减少CO、HC、CO2、PM（particle mass）和PN（particle number）排放，而NOx排放则随工况的不同而增加或减少。

图2 在不同甲醇含量和工况下（左）发动机台架试验和（右）底盘测功机试验的污染物排放变化率（与汽油相比）

　　本文进一步总结了甲醇影响常规污染物和CO2排放的机制，并将其分为两类：（1）与甲醇分子本身的元素组成有关的直接影响机制，包括较低的含碳量、较高的含氧量、低空燃比、低C/H比、单位燃料的CO2生成量、无C-C键、无重碳氢化合物和芳香烃组分等特性，能够降低CO、HC、CO2、PM和PN的排放，但会使NOx排放增加；（2）由于甲醇的理化性质影响发动机工况的间接影响机制，会影响燃烧温度、缸内温度、常规气体的后氧化过程和空气-燃料混合过程，这些机制通常与NOx的排放有关。

　　有理论和实验依据表明甲醇-汽油混合燃料可降低常规污染物和CO2的排放量，而NOx的排放也可以通过合理调整甲醇的比例来实现。

编 者 按

　　目前清洁燃料的替代是缓解日益增长的能源需求和环境污染的一个可行的方法。甲醇由于其良好的燃烧性能，已被公认为是汽油的良好替代品，而针对甲醇-汽油混合物的使用带来的排放差异及影响的研究有较大分歧。该综述通过多项研究比对，发现甲醇-汽油混合燃料与汽油相比，CO、HC、CO2、PM和PN的排放会减少，因此使用甲醇作为运输燃料将有助于减少这些污染物的排放；而对于氮氧化物的排放，其增加和减少的效果因研究条件和甲醇混合比例的不同有较大差异，还需要更多研究。另外，为了全面描述甲醇燃料汽车的排放特征还需要对加入添加剂对甲醇混合燃料排放及其带来的空气污染物和温室气体排放的影响进行更多更系统的研究。

　　文稿 | 田 晓，中科院广州地球化学研究所

　　编者 | 张艳利，中国科学院广州地球化学研究所，FESE青年编委

　　审校 | 张 姣

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　　本文内容来自FESE期刊2022年第16卷第9期发表的Review article文章“Impacts of methanol fuel on vehicular emissions: A review”。通讯作者为南开大学张启钧博士和毛洪钧教授。

　　引用格式：Chung Song Ho, Jianfei Peng, UnHyok Yun, Qijun Zhang, Hongjun Mao. Impacts of methanol fuel on vehicular emissions: A review. Front. Environ. Sci. Eng., 2022, 16(9): 121

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