本文开端于FIE能源前沿期刊

导  读

近日，上海交通大学黄震院士在Frontiers in Energy发表题为“Dimethyl ether: A promising fuel for marine engines”的瞻望著作。著作提倡了一种船舶发动机新燃料——二甲醚，二甲醚（DME）无毒且对环境友好，具有高十六烷值，是压燃式船舶发动机的理念念燃料，它可由绿氢、生物资或通过碳捕集工夫获得的二氧化碳制备，有望成为替代传统柴油、竣事航运业净零碳排放最具后劲的燃料之一。

主要履行

局势变化是现在东谈主类濒临的要紧挑战，自第一次工业立异以来，化石能源的大范围哄骗，推动了东谈主类社会发展，但同期也产生了严重的局势变暖的问题。2023年在阿联酋迪拜召开的《蚁合国局势变化框架契约》第二十八次缔约方大会（COP28）最终就制定“转型脱离化石燃料”的阶梯图达成一致，被视为“化石燃料完毕之路的开启”。现时全球有150余个国度已告示2050前后竣事零碳或碳中庸。

面向碳中庸主义，全球正濒临一场史无先例的由化石能源走向新能源的能源绿色转型，新能源将从补充能源走向主体能源。

可再生绿色燃料制备旅途

海洋航运是现时可再生绿色燃料第一个进军应用范围。现时全球海洋船舶中99%由往返式内燃机驱动，面向海洋船舶运载航程长、吨位大、环境复杂的特质，以纯电动、燃料电板为代表的新能源能源在功率密度、可靠性、资本等方面上难以适用，内燃机也曾改日海上船舶鼓吹系统的最主要能源。因此，发展可再生绿色燃料是海洋船舶运载竣事脱碳与净零碳排放的根底门路。

二甲醚（DME）无毒且对环境友好，具有高十六烷值，是压燃式船舶发动机的理念念燃料。DME物理化学性质的归来见下表。

绿色二甲醚的制备特地近似甲醇制备，主要有二条阶梯，其一绿氢与生物资气化产生的CO合成二甲醚，其二绿氢与碳捕集获得CO2合成二甲醚，其中碳捕集不错是工业碳捕集、生物资点火的碳捕集和改日的空气径直碳捕集（DAC）。二甲醚的制备也可哄骗已具阛阓范围的甲醇，通过甲醇脱水制取二甲醚。

从燃料适用性和环保性来看，甲醇、二甲醚和氨齐被合计是碳中性或零碳燃料。关联词，由于燃用甲醇和氨的发动机需要柴油引燃，极度是在船舶低负荷条目下需要纯柴油运转，使用这些燃料的船舶发动机难以竣事零碳排放。比较之下，二甲醚凭借其优异的压燃脾气，无需任何引燃燃料，可单燃料运转， 燃油系统疏忽可靠，可竣事净零碳排放。从大范围制备经济性看，甲醇、二甲醚和氨燃料的资本很猛流程取决于绿电的价钱，跟着光伏、风电工夫快速高出，绿电发电资本将约束下落；同期受全球碳抵制，如欧盟碳关税、碳配额及碳赏罚等的影响，可再生燃料的绿色溢价将会越来越小。从燃料安全性看，甲醇有毒性，氨属于高毒性燃料，二甲醚属于无毒性、环境友好燃料。因此，与甲醇和氨比较，二甲醚在发动机适用性、环保性和安全性上齐具有专有的优厚性。

二甲醚在车用发动机上已有得胜应用。上世纪末，丹麦工夫大学、Haldor Topsoe A/S、Navistar、AVL和AMOCO等机构对二甲醚在压燃式发动机中的应用进行了斟酌。在中国，上海交通大学攻克了二甲醚低NOx点火、材料相容性、润滑和磨损工夫辛苦，得胜研发了车用二甲醚发动机，上海交通大学进一步蚁合上海汽车工业总公司、上海柴油机股份有限公司研制出我国首台具有自主学问产权的二甲醚城市客车，上了国度发改委第166批《车辆坐蓐企业及产物公告》，并在上海147路公交线上得胜进行了国外首例生意应用。这些使命为二甲醚燃料在船舶发动机上应用奠定了坚实基础。

中国首辆二甲醚燃料城市公交车

全球首例二甲醚燃料城市公交车的生意应用

现在，全球造船与航运业正加快转型脱离化石能源，绿色二甲醚燃料将为船舶能源脱碳提供最具发展后劲的措置决策。

 

原文信息——

Dimethyl ether: A promising fuel for marine engines

Zhen Huang1,2*, Wugao Zhang1,2, Dong Han1,2, Lei Zhu1,2, He Lin1,2, Bin Guan1,2

Author information

1. Key Laboratory for Power Machinery and Engineering of the Ministry of Education, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China

2. Research Institute of Carbon Neutrality, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China

Cite this article

Zhen Huang, Wugao Zhang, Dong Han, Lei Zhu, He Lin, Bin Guan. Dimethyl ether: A promising fuel for marine engines. Front. Energy, https://doi.org/10.1007/s11708-025-0986-4

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