液化天然氣（LNG）汽車發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)勢展望

文_ 林才順 中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會 北京能源學(xué)會

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和汽車保有量的急劇增加，我國交通運(yùn)輸行業(yè)的能源需求總量呈強(qiáng)勁增長態(tài)勢，石油供需矛盾、溫室氣體排放以及城市大氣污染進(jìn)一步加劇。依據(jù)國際能源署（IEA）預(yù)測，我國到2030年汽車保有量將超過4億輛，屆時汽車能源消耗量將超過4億噸當(dāng)量化石燃料。因此，發(fā)展我國汽車車用燃料的多元化和清潔化替代顯得日益緊迫和重要。

本文介紹的液化天然氣( LNG)作為新一代汽車清潔化替代燃料，因其具有清潔高效、存儲效率高、安全經(jīng)濟(jì)、價格低廉等特點(diǎn)而受到人們的青睞, 是目前國際公認(rèn)的最理想的車用替代清潔燃料之一。

1 LNG汽車發(fā)展現(xiàn)狀

LNG汽車是以液化天然氣作為動力燃料的汽車，一種是完全以LNG為燃料的純LNG汽車；另一種為LNG與柴油混合使用的雙燃料LNG汽車。其原理是將LNG儲存在車用LNG儲罐內(nèi)，然后通過汽化裝置汽化為氣體供給燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，主要構(gòu)成有LNG儲罐、供氣管路、燃?xì)獍l(fā)動機(jī)和控制系統(tǒng)等。

2000年以來，我國天然氣汽車擁有量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，從6000輛增至2012年的148萬輛，其中LNG汽車9.27萬輛（含LNG重卡6.25萬輛）。2012年初，僅北京市就在長安街線路首批投放50輛LNG公交車，接著在728路、322路投放80輛公交車，同時為1路公交線路供液化天然氣，2013年增至3155輛LNG汽車。目前，國內(nèi)已有450個天然氣汽車車型（包括底盤）進(jìn)入到國家機(jī)動車新產(chǎn)品公告，整車年產(chǎn)量超過6萬輛，重點(diǎn)推廣城市天然氣汽車行業(yè)年產(chǎn)值已超過150億元，直接參與企業(yè)800余家。

就LNG供給而言，2012年我國LNG表觀消費(fèi)量為279億m3，同比2011年增長26.82%，其中進(jìn)口量為200億m3，占比高達(dá)71.68%。全國共有LNG工廠126座，供氣能力達(dá)到8171萬m3/天。其中已經(jīng)投運(yùn)的LNG工廠67座，供氣能力達(dá)2898萬m3/天；在建59座，供氣能力達(dá)5273萬m3/天。全國加注站共有882座，其中運(yùn)營的大約600多座。按照每臺LNG汽車平均耗氣3萬m3計(jì)算，2012年全年我國LNG汽車初步估算消耗27.81億m3，相當(dāng)于替代280萬t成品油。

2 LNG汽車發(fā)展優(yōu)勢分析

液化天然氣作為一種清潔能源，以其產(chǎn)儲量巨大、來源穩(wěn)定、價格低廉、應(yīng)用技術(shù)成熟、減緩交通排放明顯以及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)完善等優(yōu)勢，替代車用燃料效果最為顯著，將會成為我國未來交通運(yùn)輸業(yè)最有發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵒娲剂稀?/p>

2.1 產(chǎn)業(yè)政策鼓勵支持

國家能源局密集出臺政策支持天然氣汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出加強(qiáng)建設(shè)新能源汽車供能設(shè)施，促進(jìn)交通燃料清潔化替代；《天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出鼓勵和支持LNG汽車和船舶燃料等高效天然氣利用；《天然氣利用政策》規(guī)定將天然氣汽車納入“優(yōu)先發(fā)展類”。此外，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部頒布的《城鎮(zhèn)燃?xì)獍l(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出推進(jìn)天然氣在交通運(yùn)輸業(yè)的應(yīng)用，到“十二五”末交通運(yùn)輸用氣量將達(dá)到300億m3。

2.2 原料儲量巨大且來源穩(wěn)定

據(jù)美國權(quán)威機(jī)構(gòu)2012年提供的世界常規(guī)和非常規(guī)天然氣（含頁巖氣、致密氣和煤層氣）剩余技術(shù)可開采資源量達(dá)到790萬億m3，其中我國天然氣資源蘊(yùn)藏量為38萬億m3，已探明的儲量為1.52萬億m3，煤層氣地質(zhì)資源量約36.81 萬億m3，已探明的儲量為1980億m3。這些儲量豐富的常規(guī)和非常規(guī)天然氣資源為液化天然氣提供了充足和穩(wěn)定的原料來源。

2.3 替代數(shù)量規(guī)模巨大

鑒于常規(guī)和非常規(guī)天然氣資源豐富，液化成LNG產(chǎn)量十分可觀，完全可以滿足我國液化天然氣替代車用燃料的需求。以汽車燃料消耗為例，2012年我國大中型客車和中重型卡車為962萬輛，如果將其中的20%更換為LNG車輛，每年消耗天然氣577億m3，可替代原油5200萬t，可使我國目前石油年消耗量下降10%，降低我國年石油進(jìn)口量的18.30%。這是目前其他替代車用燃料（如燃料甲醇、燃料乙醇等）所難以達(dá)到的替代規(guī)模。

2.4 汽車?yán)m(xù)駛里程長

LNG的體積能量密度為汽油的72%，約為壓縮天然氣（CNG）的3倍，同等燃料體積下LNG汽車的續(xù)駛里程是CNG汽車的3倍。重型LNG卡車配備雙儲氣瓶（2×450l）, 可連續(xù)行駛800km以上，如配備三個儲氣瓶（3×450l）,便可連續(xù)行駛1200km以上。LNG公交車配備一個400l儲氣瓶的續(xù)駛里程400km以上。

2.5 燃料費(fèi)用較低

LNG的價格低于柴油的價格，用LNG替代柴油作為車用燃料，用戶可節(jié)省運(yùn)行成本，具有很強(qiáng)的競爭力。按照柴油售價7.7元/l，車用LNG售價為6.3元/kg計(jì)算，LNG重卡車比柴油車平均每輛每年可節(jié)省燃料費(fèi)用約11萬元；LNG公交每車每年燃料成本約6萬元。按照大中型客車和中重型卡車1100萬輛規(guī)模測算，僅將10%的柴油車輛更換為LNG車輛，每年節(jié)約燃料成本620億元。此外,LNG 是在110K的低溫下儲存的, 在汽化成室溫氣體的過程中將會釋放出冷能，其冷量在860～883 kJ/kg。若將該部分冷能回收用于汽車空調(diào)或冷藏車,還可減少機(jī)械制冷造成的動力消耗和制冷劑泄漏造成的臭氧層破壞，進(jìn)一步提高使用經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

2.6 低碳環(huán)保

LNG經(jīng)過嚴(yán)格的凈化，無硫、無水分、無雜質(zhì)、組分純，甲烷（CH4）含量達(dá)到90%以上，接近零污染。試驗(yàn)證明, 汽車燃用LNG與燃用汽油相比, CO排放減少97%，HC排放減少75%，NOX排放減少40%，CO2排放減少28%，PM2.5減少96%，基本不含鉛、硫化物及苯等有害物質(zhì), 不存在形成光化污染的危險(xiǎn)。因此汽車由燃油改為燃用LNG后，對于消除我國城市空氣中灰霾、光化學(xué)煙霧污染具有顯著效果。

3 LNG汽車發(fā)展展望

從LNG車發(fā)展優(yōu)勢分析可以看出，LNG作為清潔化替代燃料，憑借國家政策的大力支持，替代規(guī)模巨大、清潔化程度高以及運(yùn)營成本低等優(yōu)勢，愈發(fā)受到人們的重視，已經(jīng)成為我國交通運(yùn)輸業(yè)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵻囉锰娲剂稀６译S著LNG汽車產(chǎn)業(yè)鏈（如LNG汽車改裝和制造、LNG接收站和加注站建設(shè)、車載LNG氣瓶制造、LNG低溫儲罐制造和計(jì)量設(shè)施完善等）的逐漸形成和完善，LNG汽車在我國必將擁有廣闊的發(fā)展前景。