天然氣應用在運輸行業的必然性分析報告

趙光琪

（天津市化工設計院，天津 300193）

目前我國天然氣（CNG）產品已被廣泛用于發電、化工原料、新型汽車燃料、民用燃料等領域。在能源供需矛盾突出、國際油價長期居高不下，全球對更清潔能源天然氣的需求增長強勁。天然氣作為清潔能源占一次性能源的比重將越來越大。2010年全球天然氣消費量為3110億立方英尺，天然氣在一次性能源消費比例為25%，預計2050年將達到30%，屆時天然氣將取代石油或與石油持平成為第一能源[1]。

1 CNG發展的意義

1.1 行業政策背景利好：我國的天然氣行業已經具備了較為完善的基礎條件，良好的社會經濟環境，廣闊的市場空間，完善的工業配套體系，國家對該領域的重視、引導和鼓勵，為行業發展注入政策動力。

1.2 建設CNG加氣母站是推廣清潔燃料，治理機動車排放污染、改善環境質量、打造綠色城市的需要，是落實我國政府建立資源節約型、環境友好型城市的重要舉措。據統計，城市大氣環境污染源60%來自機動車尾氣排放。公路路網大氣環境污染源100%來自機動車輛。機動車尾氣排放造成的大氣污染已嚴重影響居民健康并制約經濟持續快速的發展。CNG燃料與柴油和汽油相比，汽車尾氣綜合排放下降80%。可使城市區域大氣環境質量得到明顯改善。

1.3 發展CNG能源產業是調整能源結構，保障能源戰略安全的重要舉措。長期以來，各類車輛均以汽油為燃料，在世界性石油資源緊張、價格一路飆升的嚴峻形勢下，發展CNG汽車，減少對石油的依賴，實現能源多元化，有利于我國能源安全及國民經濟的可持續發展。

1.4 發展CNG能源產業符合國家產業政策:發展CNG能源產業可帶來顯著經濟效益。CNG加氣站的發展將帶動與CNG汽車相關機械制造、電子電器、儀器儀表、試驗檢測以及教育培訓業等行業的發展，以CNG汽車的推廣應用為龍頭，創造上萬個就業機會，促進社會經濟的發展。

汽車行業是用油大戶，也是城市大氣污染的釋放主體，發展CNG能源產業對節能減排國策的落實具有重要影響。天然氣是“十二五”期間汽車首選節能減排代用燃料，燃氣汽車替代燃油汽車是《綱要》提出的優先發展主題。

1.5 發展天然氣能源產業是運輸業經濟效益最大化的途徑之一。就作為汽車燃料而言，天然氣費用比燃油費用要節約30%左右，可見以氣代油的經濟效益較為可觀，同時天然氣是一種高辛烷值燃料，辛烷值是評定燃料性能的一項重要指標，汽車使用高辛烷值燃料，發動機不易出現爆震燃燒現象，對延長發動機壽命，提高發動機壓縮比具有重大意義。

1.6 CNG加氣站建成后，可為車輛提供清潔CNG燃料，通過逐步推廣，可以為整個市區車輛大規模清潔化開辟一條健康之路，既落實了節能減排的國策，同時也使市區環境效益最佳化、經濟效益最大化，為促進各地方節能減排目標的實現，做出應有的貢獻。同時，CNG站建成以后，可以為CNG加氣子站未來網絡化建設布局,提供有力支持。為用戶提供穩定的氣源保障，使潛在的用戶改裝或購買加氣車輛，使用戶節約了成本，也為CNG能源產業帶來顯著經濟效益。

2 市場現狀分析[2]

2.1 隨著經濟和社會的發展，我國已成為能源消費大國，從1993年起我國已成為石油凈進口國，能源短缺也威脅到國家的戰略安全。由市場供需矛盾而引發油品短缺及價格波動，特別是近幾年，隨著市場需求量大規模的增加，這種矛盾更加突出。

近年來，機動車保有量增長迅速。機動車尾氣含有上千種化學物質，如一氧化碳、氮氧化合物和碳黑等，都會對空氣造成嚴重污染。根據一些市城區空氣質量自動監測系統數據顯示，市區環境空氣中的首要污染物為氮氧化合物和碳黑，這表明機動車排放已成為城市空氣質量惡化的最大污染源。隨著經濟的發展和汽車保有量的高速增長，各地面臨汽車能源需求和環境保護的雙重壓力。因此，將天然氣加氣站納入城市推廣汽車新能源的計劃，減輕對油品的依賴是調整市能源結構的戰略需要。

2.2 據筆者實地調研，某市交管部門統計，出租車4500臺，90%已經改裝為CNG燃氣車，加氣高峰期，排隊長度達2 km，該市3座CNG加氣子站遠遠不能滿足用氣需求;公交車總量1335輛，市內公交車415輛，短途中巴和長客大巴920輛，目前還沒有改裝為燃氣動力；這些車輛將成為CNG潛在用戶。

2.3 市場預測

以2.2中某市為例，分析出其CNG汽車行駛距離與百公里耗氣量等數據（見表1）結合按該市目前3個加氣站4.5萬方/日加氣量，還有將近10萬方/日的市場缺口。

表1 某市CNG汽車數據表

3 競爭力分析

天然氣作為車用燃料的使用已經具有很多年的歷史，CNG儲量豐富，據統計，全國累計探明天然氣可采儲量為3.84萬億m3，剩余天然氣可采儲量約3.09萬億m3，全年天然氣工業產量為585.53億立方米。由此可以看見天然氣的儲量相當豐富的，這對于發展天然氣汽車來說是個得天獨厚的機會。

3.1 CNG車輛的適用性

天然氣作為車用燃料的使用已經具有很多年的歷史。

3.2 價格競爭分析

CNG車輛的經濟性（見表2）。

表2 CNG、LNG、與柴油汽油的對照分析表

由表2可見，天然氣作為汽車燃料，它比燃油費用要節約23%～44%左右，以氣代油的經濟效益較為可觀。此外，天然氣抗爆性好，發動機效率高、噪聲低、氣缸不積炭，機油消耗低，發動機磨損小，可以大大降低維修費用，提高車輛使用壽命，較大程度地提高車主的經濟效益。

CNG汽車與汽油、柴油相比，無論從環保性、經濟性還是安全性來講，都具有無可替代的優越性，從技術成熟度來講目前工藝先進可靠，車輛加氣較快捷，所以建設CNG汽車加氣站是必要的和急迫的。

3.3 技術成熟安全可靠

CNG汽車通過近十年的高速發展，技術逐漸技成熟。CNG加氣站的生產設備包括壓縮機、脫水裝置、儲氣裝置、運輸裝置等，經過國內廠家對國外技術的引進、消化，以及自我開發，國產設備質量不斷提高，經過大量加氣站運行檢驗證明是可靠的、安全的。能為加氣站建設提供了完整成套的裝備。

CNG汽車的安全性：天然氣燃點高達650℃，不易點燃；密度低為0.48，很難形成遇火燃燒濃度；辛烷值高達130抗爆性能好，爆炸極限為4.6%～14.57%，因而與汽油相比更為安全。車用貯氣瓶都經火燒、爆炸、墜落、撞擊等測試合格后使用。中外發展天然氣汽車已60多年來，運行安全可靠。CNG比汽柴油、液化石油氣（LPG）的燃點高，點火性能也高于汽柴油和LPG，爆炸極限為4.6%～14.57%，且密度很低，約為空氣的一半左右，稍有泄漏即揮發向上擴散；而LPG的爆炸極限為2.4%～9.5%，燃點為466℃，且氣化后密度大于空氣，泄漏后下沉不易揮發；汽油爆炸極限為1.0%～7.6%，燃點為427℃；柴油爆炸極限為0.5%～4.1%，燃點為260℃。由此可見，在某種程度上天然氣比汽油、柴油、LPG更安全。

3.4 CNG車輛的環保性

天然氣本身屬潔凈能源，本項目的原料CNG,無任何“三廢”物質。正常時CNG儲存在密閉的容器內，不產生任何污染物。與燃油車相比，汽尾氣排放中碳、煙氣、可吸入顆粒物等大大減少，有害物排放量降低約80%，被稱為真正的環保汽車。

發展C N G利用是符合國家節能減排政策，屬于國家扶持的朝陽產業。

4 結論

低碳綠色運輸是一種以高能效、低能耗、低污染、低排放為特征的道路運輸發展方式，加快建設低碳道路運輸體系是我國積極應對全球氣候變化一項新的戰略任務。結構實現轉換的重要機遇。發展CNG清潔能源汽車，不僅可以促進我市節能減排工作，而且對城市實現綠色交通體系建設起到標志性作用，具有明顯的經濟效益和社會效益

［1］劉光啟，等.化學化工物性數據手冊[M].化學工業出版社,2002,6.

［2］嚴銘卿.燃氣工程設計手冊[M].北京，中國建筑出版社，2009.