1、我國(guó)進(jìn)展 LNG汽車的可行性探討引言眾所周知，汽車尾氣已成為都市大氣的要緊污染源，汽車尾氣所造成的嚴(yán)峻大氣污染給人們的身心健康造成了嚴(yán)峻危害。因此，世界許多國(guó)家積極進(jìn)展燃?xì)馄囈詼p輕汽、柴油車尾氣對(duì)大氣的污染，取得了較為理想的效果。截止97年底的統(tǒng)計(jì)，全世界約有40多個(gè)國(guó)家推廣CNG(壓縮天然氣)汽車和LPG(液化石油氣)汽車570多萬輛，對(duì)改善都市大氣環(huán)境起到了積極作用。然而其絕對(duì)數(shù)量與全世界汽車保有量相比，所占比例還專門小。國(guó)內(nèi)從80年代中期開始推廣燃?xì)馄囈詠恚迅难b各種CNG、LPG汽車10，000多輛，建設(shè)加氣站70余座。但與國(guó)外相比，在進(jìn)展規(guī)模和技術(shù)上還存在較大差距，增長(zhǎng)速度并不是

2、專門快，要緊在于LPG、CNG汽車均存在許多不足，制約了其規(guī)?；M(jìn)展。其中CNG汽車的要緊制約因素有：車用鋼瓶自重大，一次攜帶燃料少，續(xù)駛里程短；CNG加氣站占地多(2，0003，000m2)，安全距離要求大，且有噪音污染，在都市內(nèi)布站困難；建站投資大(300500萬元)，天然氣增壓成本高0.500.60元Nm3)；加氣站不能脫離天然氣管網(wǎng)建設(shè)，難以網(wǎng)絡(luò)化布點(diǎn)。制約LPG汽車進(jìn)展的要緊因素有：車用LPG的氣質(zhì)要求高，國(guó)內(nèi)專用氣源不充足；其燃燒排放效果比汽油好，但LPG組分不純時(shí)，其排放效果專門差，甚至不如汽油；LPG價(jià)格地區(qū)差異大、不穩(wěn)定，有時(shí)高于燃油價(jià)格；安全性較差。LNG(液化天然氣)汽車

3、是以LNG工廠生產(chǎn)的低溫液態(tài)天然氣為燃料的新一代天然氣汽車，其突出優(yōu)點(diǎn)是LNG能量密度大(約為CNG的3倍)，氣液體積比為6251，汽車?yán)m(xù)駛里程長(zhǎng)，（可達(dá)400km以上)，建站投資少，占地少，無大型動(dòng)力設(shè)備，運(yùn)行成本低，加氣站無噪音，LNG可用專用槽車運(yùn)輸，建站不受天然氣管網(wǎng)制約，因此便于規(guī)?；茝V。更重要的一點(diǎn)是可將LNG用泵升壓汽化后轉(zhuǎn)化為CNG，對(duì)CNG汽車加氣，而不需要提供CNG專用壓縮機(jī)。國(guó)內(nèi)LNG汽車進(jìn)展情況LNG汽車是隨著LNG工業(yè)的進(jìn)展而進(jìn)展起來的，早在60年代就有人將汽車改為L(zhǎng)NG-燃油兩用燃料汽車，由于當(dāng)時(shí)LNG工業(yè)尚在起步時(shí)期，LNG供應(yīng)不是十分普遍，因此LNG汽車并不受

4、人們的重視。進(jìn)入80年代，隨著世界范圍內(nèi)LNG工業(yè)的規(guī)?；M(jìn)展和燃?xì)馄囃茝V速度的加快，美國(guó)、加拿大、德國(guó)和法國(guó)等國(guó)家開始重視LNG汽車技術(shù)的研究。到90年代初開始小規(guī)模推廣，效果十分理想，其顯著的特點(diǎn)是不僅能滿足嚴(yán)格的車輛排放法規(guī)的要求，更重要的是克服了CNG汽車的要緊缺陷，兼有CNG、LPG汽車的優(yōu)點(diǎn)，能滿足長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)男枰?，更具有用性。因而LNG汽車被認(rèn)為是燃?xì)馄嚨倪M(jìn)展方向，倍受車隊(duì)經(jīng)營(yíng)者的關(guān)注。目前全世界約有3，000輛LNG汽車在運(yùn)行，數(shù)十個(gè)加氣站投入了使用。其中美國(guó)有40多個(gè)LNG汽車加氣站，1，000余輛LNG汽車，年增長(zhǎng)率約60，表現(xiàn)出強(qiáng)勁的進(jìn)展勢(shì)頭。墨西哥市也在1999年初建

5、成一座可供數(shù)百輛都市中巴加氣的LNG汽車加氣站，這表明LNG汽車技術(shù)已有用化。國(guó)內(nèi)在90年代初注意到LNG汽車的出現(xiàn)并開始LNG汽車研究。1990年，開封深冷儀器廠、國(guó)家科委、北京市科委和北京焦化廠在北京建成一套小型LNG試驗(yàn)裝置的同時(shí)，研制了一臺(tái)LNG-汽油兩用燃料汽車，進(jìn)行了近4，000km的運(yùn)行試驗(yàn)；1993年，四川省綿陽市燃?xì)饧瘓F(tuán)公司、吉林油田分不與中科院低溫中心聯(lián)合研制了一臺(tái)LNG-汽油兩用燃料汽車，并進(jìn)行了一系列的運(yùn)行試驗(yàn)，均取得了較為理想的運(yùn)行效果。但由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)LNG工業(yè)沒有進(jìn)展起來，本身技術(shù)不專門完善以及缺乏資金等緣故，使得LNG汽車技術(shù)無法完善和推廣。3我國(guó)進(jìn)展LNG汽車的

6、可行性探討 3.1技術(shù)可行性 3.1.1LNG汽車 以LNG為燃料的汽車稱為L(zhǎng)NG汽車，一般分三種形式：一種是完全以LNG為燃料的純LNG汽車，一種為L(zhǎng)NG與柴油混合使用的雙燃料LNG汽車，一種為L(zhǎng)NG與汽油替換使用的兩用燃料汽車。這幾種LNG汽車的燃?xì)庀到y(tǒng)差不多相同，差不多上將LNG儲(chǔ)存在車用LNG儲(chǔ)罐內(nèi)，通過汽化裝置汽化為05MPa左右的氣體供給發(fā)動(dòng)機(jī)，其要緊構(gòu)成有LNG儲(chǔ)罐、汽化器、減壓調(diào)壓閥、混合器和操縱系統(tǒng)等，如圖1所示。車用LNG儲(chǔ)罐一般采納雙層金屬真空加多層纏繞絕熱技術(shù)，國(guó)內(nèi)外都能生產(chǎn)，國(guó)外技術(shù)可保證LNG日蒸發(fā)率在2以內(nèi)(7天之內(nèi)不產(chǎn)生蒸發(fā)損失)。汽化器一般采納發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水作熱

7、源，由操縱系統(tǒng)依照發(fā)動(dòng)機(jī)工況調(diào)節(jié)其汽化量。減壓調(diào)壓閥和混合器與CNG汽車差不多相同，無技術(shù)難點(diǎn)。總體來講，國(guó)外LNG汽車技術(shù)完全成熟，已達(dá)到有用技術(shù)水平。然而，國(guó)外LNG汽車系統(tǒng)價(jià)格十分昂貴，無法在國(guó)內(nèi)推廣使用。國(guó)內(nèi)改裝的幾臺(tái)樣車均采納與國(guó)外類似的工藝，并取得了比較理想的運(yùn)行效果，其存在的要緊問題是LNG儲(chǔ)罐采納的是真空粉末絕熱技術(shù)，絕熱效果差(日蒸發(fā)率達(dá)到4)，一些低溫閥件，如電磁閥、截止閥可靠性不高，液位顯示裝置只是關(guān)。然而，假如通過引進(jìn)國(guó)外成熟的LNG汽車技術(shù)和設(shè)備，依靠國(guó)內(nèi)低溫行業(yè)的技術(shù)力量完全能夠解決上述問題，使國(guó)內(nèi)LNG汽車技術(shù)達(dá)到有用水平。3.1.2LNG汽車加氣站LNG汽車加氣

8、站有兩種形式，一種是專利LNG汽車加氣的單一站，一種是可對(duì)LNG汽車，也可對(duì)CNG汽車加氣的混合站(L-CNG站)。LNG汽車加氣站的要緊設(shè)備有LNG專用儲(chǔ)罐、LNG低溫泵、LNG計(jì)量裝置和操縱系統(tǒng)，流程類似于一般的加油站，如圖2實(shí)線部分所示。LNG儲(chǔ)罐是一種雙層真空絕熱容器，國(guó)內(nèi)外均能生產(chǎn)，而且技術(shù)成熟、安全可靠，在加氣站中儲(chǔ)罐一般在地下，低溫泵在儲(chǔ)罐內(nèi)，用于將罐內(nèi)LNG向車用儲(chǔ)罐輸送，計(jì)量裝置建在儲(chǔ)罐上方的地面，因此整個(gè)加氣站占地專門少，數(shù)百平方米即可，在目前的加油站增設(shè)這套系統(tǒng)十分容易。L-CNG汽車加氣站是在上述LNG汽車加氣站基礎(chǔ)上增設(shè)一套汽化系統(tǒng)而成(如圖2虛線部分所示)，要緊包括

9、高壓低溫泵、高壓汽化器、CNG儲(chǔ)氣瓶組和CNG售氣機(jī)。高壓低溫泵將儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG增壓后注入液化器，LNG汲取外界熱量而汽化，汽化后的高壓氣體存于CNG氣瓶組內(nèi)，通過售氣機(jī)對(duì)CNG汽車加氣。汽化過程由操縱系統(tǒng)自動(dòng)操縱。L-CNG汽車加氣站技術(shù)在國(guó)外尤其是美國(guó)、加拿大、法國(guó)等是十分成熟的，其工藝原理比較簡(jiǎn)單，所采納的設(shè)備中低溫儲(chǔ)罐、汽化器、CNG售氣機(jī)、CNG儲(chǔ)氣瓶等在國(guó)內(nèi)是定型產(chǎn)品，技術(shù)成熟。高壓低溫泵和計(jì)量裝置在國(guó)內(nèi)不太成熟，能夠從國(guó)外進(jìn)口，通過消化汲取也可實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。3.1.3安全保障技術(shù)LNG汽車技術(shù)的安全問題，要緊是LNG的泄漏問題。為了能夠及時(shí)檢測(cè)到LNG的泄漏，LNG汽車及加氣站設(shè)有

10、泄漏檢測(cè)、冷量檢測(cè)、氣體檢測(cè)及火焰檢測(cè)等安全檢測(cè)系統(tǒng)。LNG一旦發(fā)生泄漏，系統(tǒng)會(huì)采取自動(dòng)愛護(hù)措施。國(guó)外LNG汽車技術(shù)，在其要緊設(shè)備上采取了以下安全措施：LNG儲(chǔ)罐設(shè)有防過量注入系統(tǒng)、防超壓(超高和超低)系統(tǒng)。汽化器的進(jìn)口管線上設(shè)有緊急切斷閥，一旦汽化器發(fā)生泄漏或其它事故，立即自動(dòng)動(dòng)作，關(guān)閉汽化器。LNG泵設(shè)有緊急切斷閥，能夠自動(dòng)動(dòng)作。為使LNG的泄漏量達(dá)到最小，在管線的每個(gè)獨(dú)立段都裝的緊急切斷閥。另外，要緊的LNG管道上還裝有防超壓的安全閥。 總之，LNG站用系統(tǒng)和車用系統(tǒng)自身安全性設(shè)計(jì)要求特不高，發(fā)生事故的可能性專門小，其安全性是有保障的。3.2資源保障LNG作為一種新型清潔能源，國(guó)外從70

11、年代開始大規(guī)模生產(chǎn)，至今其總生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到7，500萬噸年，占世界天然氣銷售量的20，且以每年57的速度增長(zhǎng)。我國(guó)天然氣資源特不豐富，資源量達(dá)381012m3，但分布不均，要緊集中于中、西部及海上，因此通過液化運(yùn)輸來平衡地區(qū)之間的天然氣供需矛盾已成為大伙兒的共識(shí)。上海大型CNG調(diào)峰工廠可能年內(nèi)可投產(chǎn)，中原油田的LNG工廠正在籌建中，大慶、新疆、長(zhǎng)慶、四川等油氣田都在規(guī)劃其LNG工廠，中國(guó)海洋石油天然氣總公司按照國(guó)家燃?xì)膺M(jìn)展規(guī)劃正在長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲和閩東地區(qū)等地籌建大型進(jìn)口LNG接收終端，總規(guī)劃能力為1，800萬噸年。來數(shù)年內(nèi)，中國(guó)的大部分地區(qū)將會(huì)得到LNG供應(yīng)。3.3LNG汽車經(jīng)濟(jì)可行性3

12、.3.1LNG價(jià)格LNG是一種清潔燃料，同時(shí)也是一種經(jīng)濟(jì)燃料。國(guó)內(nèi)LNG工廠的生產(chǎn)成本依照生產(chǎn)工藝和規(guī)模的不同其出廠價(jià)格為3800元噸左右。依照用戶與資源供應(yīng)地的實(shí)際地理位置，LNG的運(yùn)輸距離大體可分為近距離(200km以內(nèi))、中遠(yuǎn)距離（200500km)、遠(yuǎn)距離(500800km)，與此相對(duì)應(yīng)的LNG運(yùn)到價(jià)格相應(yīng)為100元Km*噸。3.3.2LNG汽車經(jīng)濟(jì)性依照天然氣燃燒特性和運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果，1kg天然氣的行駛里程等效于1.13升柴油。柴油(0#)按6.3元/升計(jì)算，天然氣零售價(jià)5.0元Nm3，每車按年運(yùn)行50，000km計(jì)算時(shí)，大巴車百公里油耗大概為34L左右，大巴車耗油約17，000升，則使用LNG時(shí)分不可節(jié)約燃料費(fèi)約為31878元。依照天然氣汽車的特點(diǎn)，使用天然氣時(shí)還可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的維修費(fèi)用50以上（發(fā)動(dòng)機(jī)可不能積碳），4結(jié)論(1)用LNG作為車用燃料從技術(shù)上是可行的，通過引進(jìn)、消化、汲取國(guó)外差不多成熟的LNG汽車技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。(2)國(guó)內(nèi)LNG工業(yè)差不多起步，LNG工廠正在籌建之中，以后數(shù)年內(nèi)中原、東北、西北、西南等油氣田及其周邊地市可得到LNG的供應(yīng)，而東南沿海地區(qū)可從國(guó)家正在規(guī)劃進(jìn)