广州市燃气汽车的发展方向
责任编辑：液化天然气 浏览：5295次 时间： 2008-05-14 00:02:05
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摘要:蔡文娟’， 罗东晓k (1．广州市煤气公司，广东广州510060；2．华南理工大学天然气利用研究中心， 广东广州510640) 摘要：论述了广州市清洁燃料汽车的现状、国内外清洁燃料汽车的发展概况，通过比较压 缩天然气汽车、液化天然气汽车、吸附式天然气汽车，指出广州市..
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蔡文娟’， 罗东晓k
(1．广州市煤气公司，广东广州510060；2．华南理工大学天然气利用研究中心，
广东广州510640)
摘要：论述了广州市清洁燃料汽车的现状、国内外清洁燃料汽车的发展概况，通过比较压
缩天然气汽车、液化天然气汽车、吸附式天然气汽车，指出广州市应选择液化天然气汽车作为清洁
燃料汽车的发展方向，提出了推广应用液化天然气汽车的建议。
关键词： 燃气汽车；CNG汽车；LNG汽车
中图分类号：TU996 文献标识码：B 文章编号：1000—4416(2006)06—0017—04
Development Direction 0f Gas Vellicle in Guangzhon City
CAI Wen_juanl， LUO Dong-xiaoI'。
随着汽车数量日益增加，汽车排放的废气成世界上许多大城市空气污染的主要根源¨“。。2005年，中国汽车保有量为3 356×10。辆，广州市占45．8×10。辆。调查表明，广州市的机动车尾气已成为大气污染的首要来源，占22．0％，工业排放占20．4％，建筑工地扬尘占19．2％。广州城市污染正在从煤烟型污染向汽车尾气型污染转化。
与大多数发达国家相比，中国的汽车尾气排放标准落后近10 a。一氧化碳(CO)排放量上限高于美国标准56．0％，氮氧化物(NO。)高出32．0％，碳氢化合物(HC)则高出约3倍。城市机动车排放污染日趋严重，汽车尾气治理已到了刻不容缓的地步[4,5 3。
1广州市清洁燃料汽车现状
目前，广州拥有《广州市环境保护条例》、《广州市大气污染防治规定》、《广州市机动车排气污染防治规定》等6部地方性环保法规和10多项规章，是全国率先开展机动车污染治理的城市。作为治理措施之一，广州市从1997年开始推行液化石油气(LPG)燃料汽车，计划将于2006年内完成全市公交车和出租车的LPG化。
经过近10 a的发展，广州市共有LPG加气站17座，加气机105台，加氕枪284支，在建加气站12座，部分为油气混合站。LPG加气站分别由广州联新能源发展有限公司、广州市振戎燃气连锁经营有限公司、中国石油化工股份有限公司广州石油分公煤气与热力司负责经营。目前，共有LPG单燃料公交车6 377辆，LPG出租车9 300辆，分别超过各自总量的0％。
广州市公交车大多采用LPG单种燃料，推广使用LPG汽车的工作进展较顺利，而出租车则以改装车和双燃料车居多，情况不太理想。从各项检测数据看，LPG公交车和出租车的尾气排放指标优于欧洲Ⅱ排放标准。与燃油汽车比较，LPG汽车CO排放降低80％，HC降低60％，微粒(可吸收性颗粒)减少40％，根治了城市机动车冒黑烟的顽症。
LPG汽车在经济性方面也有一定优势。LPG公交车每100 km气耗为60．62 L，燃料费用与使用柴油基本相当。出租车则根据加装的LPG设备档次不同，每100 km节省燃料费用。8元。另一方面，LPG汽车也存在一些问题。首先是加气站网点建设滞后，站点少，加气不方便；其次是改装车动力性能和尾气个别排放指标不尽人意。实测结果表明，LPG改装车的NO。排放量没有降低反而有所增加。此外，广州地区LPG自有资源短缺，对外依存度大，气源、价格受到各方面制约，影响其进一步发展。
对此，有关部门已意识到广州市汽车替代燃料不应把目光仅仅局限于LPG，而应该顺应国际国内发展趋势，把发展目光转向更环保的天然气能源领域，借广东LNG项目的契机，实现广州汽车清洁燃料的多元化。
2国内外清洁燃料汽车发展概况
国外在清洁燃料汽车方面的研究较早，20世纪40年代已有LPG代替汽油用作汽车燃料的报道，进入20世纪80年代后，世界各国环保要求日趋严格，LPG汽车技术在发达国家开始以政府行为在大中城市大面积推广。目前，世界各国约有LPG汽车约500×10。辆，LPG汽车加气站约28×104座，大多应用在公交车和出租车行业，日本90％的出租车都用
LPG。
由于世界天然气工业的快速发展及天然气汽车的环保、经济指标更优，许多国家开始转向采用压缩天然气(CNG)替代燃油或者LPG作为汽车燃料。20世纪90年代后，有些国家则开始研究液化天然气(LNG)汽车。目前，LNG汽车除用在城市公交和出租车行业外，在加拿大、美国等国家，已成功开发出采用高压直喷技术的LNG载重卡车投人商业运营。截至2003年底，全世界天然气汽车保有量约为360×10。辆，在用天然气汽车加气站近建的天然气汽车加气站近2 000座。
国内天然气汽车起步也比较早，2l代，四川、重庆等地就开始使用低压气爨作为公交车燃料。目前，国内已有北京等数十座城市在发展燃气汽车m，o-。学与上海申沃客车有限公司等单位合千以LNG为燃料的城市公交车，为国内j推广做好了技术准备。2003年，北京市术在城市公交车上成功实施了液化天然项目，验证了LNG作为车用燃料的技术和相对于压缩天然气汽车的优势。继了f鲁木齐和长沙两城市已开始LNG汽车j车的示范应用，还有一些城市也在进行行性研究工作。从我国能源结构的6看，随着LNG工业的进一步发展，LNG f源必将加速我国LNG汽车的规模化发展在清洁燃料汽车发展中必将起到越来走
综合各种替代燃料的来源、经济性性、尾气排放数据及使用性能等多种因素天然气作为汽车替代燃料是较理想的选丰的发展趋势看，在一些有条件的地区开轰汽车，具有较大的优势和发展前景。据妄护署EPA(Environmental Protection Agenc~然气汽车与汽油车相比，可以降低HC排jCO排放量50％，无碳烟排放。表1是LPG发动机、CNG发动机、达到欧洲Ⅱ排柴油发动机的排放值与欧洲Ⅱ排放标准
表1 各类发动机排放值及欧洲Il排放标瑁
Tab·1 Emission value 0f different engines
EuropeⅡemission standard limit
 从表1可以看出，CNG汽车的尾气排放值明显优于柴油车及LPG汽车。理论分析及实践均表明，由于LNG更加洁净，相应的LNG汽车尾气的有害物质排放浓度更低。可见，LNG汽车存在明显的优势，有良好的推广应用前景。
3天然气汽车技术
依据储存方式的不同，天然气汽车分压缩天然气汽车、液化天然气汽车和吸附天然气(ANG)汽车3种
3．1 CNG汽车技术
CNG是目前车用天然气的主要储存方式，技术已经相当成熟。CNG在汽车上使用的主要缺点是储气瓶重量重、体积大，与液体燃料相比，天然气体积能量密度低，压力20 MPa的CNG燃料仅相当于汽油的30％。另外，储气瓶储存量小、行驶里程短，加气速度相对较慢也是其不足。
3．2 LNG汽车技术
LNG是天然气的另一储存方式。LNG汽车技术已趋于成熟，它可以克服CNG储存技术的大部分缺陷。LNG是天然气经净化处理后低温液化而成，体积仅是原气态体积的1／625，其体积能量密度是CNG的3倍多。国外资料显示，总载质量为45 t的重型汽车，配备2个681 L的LNG储存箱，可连续行驶800 km。
与CNG相比，LNG加气机的充装速度是CNG加气机的5倍，且由于LNG低温、低压储存，工作压力<1．6 MPa，远低于CNG的工作压力，安全性能得到了极大的改善。LNG公交车与CNG公交车造价基本相同，每100 km耗气量低于CNG公交车5个百分点，环保性能也优于CNG公交车。LNG汽车一般分为3种形式：以LNG为燃料的纯LNG汽车、
LNG与柴油混合使用的混合燃料汽车、LNG与汽油替换使用的两用燃料汽车。这3种LNG汽车的燃气供应系统基本相同。主要包括LNG储罐、燃料截止阀、节流阀、水浴式气化器、过滤器、压力调节阀等组件，储罐本身有安全排放管路和燃料加注管路。车用储罐内的LNG通过气化装置吸热变成气体供给发动机。LNG汽车的安全环保指标能达到要求，
需要解决的是LNG压力控制和液体输送两大问题。
3．3 ANG汽车技术
吸附式天然气(ANG)储存技术目前尚处于研究阶段，它将多孔吸附剂填充在储存容器中，在约3．5 MPa压力下，利用吸附剂对天然气高的吸附容量来增加天然气的储存密度。ANG作为未来替代CNG的一项新技术将有广阔的发展前景，但目前由于技术上的不少难点还有待解决，尚难进入实用化阶段。
4广州市汽车清洁燃料的选择分析
①选择更为清洁的汽车替代燃料是城市大气环境保护的迫切需要。广州市机动车数量多，汽车尾气卅放量大，只有选择更为清洁高效、低排放量的汽车替代燃料，大规模加速发展清洁燃料汽车，才能有效改善城市大气环境质量。
②选择天然气作为汽车替代燃料有经济优势，气源供应稳定。与LPG相比较，天然气产业发展和能源经济特有的规律决定了天然气比LPG具有经济优势，且价格相对稳定，照付不议合同则为气源稳定供应提供了基本保障。
③选择天然气作为汽车替代燃料有利于克服LPG汽车技术上的不足。天然气作为汽车替代燃料，可以克服LPG汽车尾气减轻污染不足，特别是NO。排放量增加的缺陷，技术上更为先进，有利于城市大气环境的进一步改善。
④广州市具备推广LNG汽车的有利条件。广州市将使用澳大利亚LNG，该项目签有25 a价格基本不变且气源供应有保障的照付不议合同。液相的LNG经船运抵深圳大鹏湾接收站储存，站内预留有LNG装车接口，至广州运距不超过160 km。而另一方向在距离广州不到200 km的珠海，广东省计划建设第二个进口LNG接收站，初定2008年投产。此外，海南海口、广西涠洲岛、新疆广汇、中原油田的LNG项目都业已投产。广州市可将深圳、珠海进口LNG作为LNG汽车燃料供应的主要来源，辅以国产LNG供应。气源稳定，运距合理，完全具备推广LNG汽车的便利条件。
⑤选择LNG作为汽车替代燃料符合当今汽车清洁燃料的发展方向。LNG汽车相对于CNG汽车具有无可比拟的优势，技术更加先进，代表着清洁燃料汽车的发展方向。随着液化天然气工业的发展，相信LNG汽车技术将日趋成熟，广州市选择LNG作为汽车替代燃料是明智的选择。
⑥广州市发展LNG汽车应该考虑的问题：
a．正确面对LPG汽车已形成一定规模的现实，寻求稳妥的两种燃料平稳转换的有效办法。如何在现有基础上对LNG汽车发展进行科学规划，形成汽煤气与热力车清洁燃料多元化的合理布局，充分利用现有LPG加气站场地及设施，两种资源互补，最终实现LPG汽车向LNG汽车平稳过渡，这是所有已经发展LPG汽车的城市都会遇到的问题。应该充分认识到这是一个漫长而艰辛的过程，需要政府、企业、科研单位共同努力，从政策、规划、技术、经济等方面给予支持、协调和配合，行政手段和市场行为相结合，朝着上述目标做一些扎扎实实的工作。
b·力求对LNG发动机改装技术有所突破。单一燃料LNG发动机技术已经成熟，但LNG发动机改装技术尚存在一些问题。由于受原发动机结构参数的制约，改装后的天然气发动机动力性能将会有所下降，下降幅度约10％一20％，原因在于单位时间内输人发动机的燃料热量较汽油、柴油少㈨。解的措施是适当增加发动机压缩比，使动力性能得以提高，但尾气排放也有所增加㈨。考虑到LNG汽车发展初期，大量的原有机动车存在改装需求，因此，应加强力量对LNG发动机改装技术进行科技攻关，力求有所突破。
5推广LNG汽车的建议
①加速LNG加气站和LNG汽车相关技术规范的制定‘H]；
②加快实现LNG汽车关键设备，如LNG泵、LNG加气机、车用LNG储罐的国产化步伐，以降低LNG汽车和加气站的成本；
③鉴于LNG汽车改装技术的现状，优先推广单燃料LNG汽车。
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作者简介：蔡文娟(1968一 )，女，广东
高级工程师，硕士，从事天然。
用技术研究工作。 |
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