广东市燃气汽车的发展

   与大多数发达国家相比，中国的汽车尾气排放标准落后近10a。一氧化碳（CO）排放量上限高于美国标准56.0%，氮氧化物（NO_x）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].

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，加气枪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、中国石油化工股东份有限公司广州石油分公司负责经营。目前，共有LPG单燃料公交6377辆，LPG出租车9300辆，分别超过各自总量的50%。

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100km气耗为60.62L，燃料费用与使用柴油基本相当。出租车则根本加装的LPG设备档次不同，每100km节省燃料费用5~8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改装的NO_x排放量没有降低反而有所增加。此，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项目的契约，实现广州汽车清洁燃料多元化。

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。

由于世界天燃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，LNP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载重卡车投入商业运营。截至2003年底，全世界天然气汽车保有量约为360×10⁴辆，在用天然气汽车加气站近7500座，在建的天然气汽车加气站近2000座。

国内天然气汽车起步也比较早，20世纪50年代，四川、重庆等地就开始使用低气压囊储存天然气作为公交车燃料。目前，国内已有北京、成都、重庆等数十座城市在发展燃气汽车^[6~10]。上海交通大学与上海申沃客有限公司等单位合作，已研制出以LNG作为车用燃料的技术经济可行性和相对于压缩天然气汽车的优势。继北京之后，乌鲁木齐和长沙两城市已开始LNG汽车在城市公交车的师范应用，还有一些城市也在进行LNG汽车的可行性研究工作。从我国能源结构的战略调整来，随着LNG工业的进一步发展，LNG作为重要能源必将加速我国LNG汽车在清洁燃料汽车发展中必将起到越来越重要的作用。

综合各种代替燃料的来源、经济性、技术可靠性、尾气排放数据及使用性能等多种因素分析，使用天然气作为汽车代替燃料是较理想的选择。从现今的发展趋势看，在一些有条件的地区开发使用LNG汽车，具有较大夫人优势和发展前景。据美国环境保护署EPA（Environmental Protection Agency）报告，天然气汽车与汽油车相比，可以降低HC排放量40%、CO排放量50%，无碳烟排放。表1是欧洲国家LPG发动机、CNG发动机、发达欧洲Ⅱ排放标准的柴油发动机的排放值与欧洲Ⅱ排放标准限值的比较                                    

                                                                           g/(km.h)

      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，LPG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^[11~13]。

CNGS  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20MPa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。

LNG是天然气的另一储存方式。LPG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45t的重型汽车，配备2个681L的LNG储存箱，可连续行驶800km。

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，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，没100km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与柴油混合使用的两用燃料汽车、LNG与汽油替换使用的两用燃料汽车。这3种LNG汽车的燃料供应系统基本相同。主要包括LNG储罐、燃料截止阀、节流阀、水欲式气化器、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共给发动机。LNG汽车的安全环保指示能达到要求，需要解决的是LNG汽车压力控制和液体输送两大问题。

 

吸附式天然气（ANG）储存技术目前尚处于研究段，它将多孔吸附剂填充在储存容器中，在约3.5MPa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。

1              选择更为清洁的汽车替代燃料的城市大气环境保护的迫切需要。广州市机动车数量多，汽车尾气排放量大，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保质量。

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定了天然气比LPG具有经济优势，具价格相对稳定，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_x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25a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160km。而另一方向在距离广州不到200km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LPG汽车平稳度过，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LPG发动机改装技术有所突破。单一燃料LPG发动机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%~20%，原因在于单位时间内输入发动机的燃料热能量较汽油、柴油少^[3]。解决的措施是适当增加发动机压缩比，使动力性能得以提高，但尾气排放也有增加^[3]。考虑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发动机改装技术科技攻关，力求有所突破。

1         加速LNG加气站和LNG汽车相关技术规范的制定^[14]；

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。