美国普渡大学与约翰迪尔合作研发柴油机乙醇-生物柴油混合燃料
2026-08-04 15:36
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维度网讯,普渡大学(Purdue University)与约翰迪尔(John Deere)联合成立普渡生物燃料联盟(Purdue Biofuels Consortium),开展为期三年的合作,研究让柴油发动机直接燃烧乙醇与生物柴油混合燃料的技术路径,目标是不对现有发动机做大幅改动。

普渡大学机械工程系雷利教授格雷格·谢弗(Greg Shaver)介绍,全球三分之一玉米种植在美国、大部分集中在中西部,其中约40%用于乙醇生产。收割玉米的农业机械目前燃烧石油基柴油,改用本地可得的生物燃料更合理。

联盟研究三种植物基燃料:乙醇主要来自玉米发酵;生物柴油源自动物脂肪和植物油(如大豆);可再生柴油提炼过程更耗资源,但可按1比1替代石油柴油。生物柴油专为压燃式发动机设计,乙醇粘度较低、低温流动性更好,且已在美国全国范围实现规模化生产。约翰迪尔动力系统首席技术专家窦丹南(Danan Dou)表示,三种燃料互补且可互溶,混合使用可兼得两者之长。

谢弗解释,柴油发动机是压燃式发动机,乙醇作为优质火花点火燃料的特性,恰恰使其难以单独用于压燃式发动机。项目要解决的核心问题,是让混合燃料在柴油发动机中正常工作。约翰迪尔此前已在赫里克实验室(Herrick Labs)与普渡大学合作十余年,本次联盟是双方在发动机效率研究上的最新一步。

联盟成员还包括发动机制造商康明斯(Cummins)、全球最大生物乙醇生产商POET、农业合作社及生物柴油生产商Ag Processing Inc.、年产量超过3.95亿加仑低碳燃料的Marquis Energy,以及美国生物燃料贸易协会Growth Energy。普渡大学机械工程实践教授埃里克·霍洛韦(Eric Holloway)和农业与生物工程系高级研究科学家刘俊利(Junli Liu)也参与研究。

窦丹南介绍,项目沿三个方向推进:发动机研究由他与谢弗负责,燃料研究由霍洛韦、刘俊利与燃料生产商合作开展,商业层面协调各方利益相关者,目标是让发动机用上容易获取、客户愿意使用的乙醇-生物柴油混合燃料。

道路车辆已有灵活燃料先例。乙醇最初用于专用车辆,之后以较小比例进入加油站。窦丹南称,自2001年款起的汽油动力乘用车均已获美国环保署(EPA)批准使用E15汽油(含15%乙醇),节约数百万加仑石油的同时,也为农民创造了额外需求。谢弗认为,该项目还能减少碳排放,并降低对海外燃料的依赖——石油基柴油所需重要成分依赖进口,国际冲突可能随时引发燃料供应波动。

现阶段,柴油发动机需要专用传感器和额外基础设施,才能适应高乙醇含量燃料。窦丹南表示,即使只掺10%乙醇的混合燃料,也将改变柴油发动机和生物燃料两个行业的格局;最终目标是让发动机不加装硬件、不区分混合配比即可使用燃料。

谢弗透露,最终希望约翰迪尔和康明斯能以新机选装或售后套件形式提供适配方案,新发动机可无缝切换柴油、生物柴油或柴油加乙醇,最老旧的柴油拖拉机也有望通过改装接受混合燃料。他还提到,各类商品价格上涨背景下,不同混合燃料配比在不同时期各有成本优势,农民按价格灵活选择配比,有助于减轻经济压力。

窦丹南表示,该联盟不是约翰迪尔或康明斯的专有项目,技术成果面向全行业开放,才能让各方受益。普渡大学兼具工程与农业两大学科优势,是这一项目的理想合作方。整个计划预计需要数年时间落地。

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