LNG及車用LNG的現(xiàn)狀與未來分析

陸戩　呂士聰

摘 要：液化天然氣（LNG）具有高效、清潔、安全等特點，目前主要應(yīng)用于車用燃料、城鎮(zhèn)燃氣備用氣源、發(fā)電等，涉及工、商、民用，是一種應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟性較高的能源。目前我國天然氣車分為液化天然氣（LNG）車和壓縮天然氣（CNG）車兩種，兩者的本質(zhì)都是天然氣，區(qū)別在于生產(chǎn)加工的方式和存在形式。

關(guān)鍵詞：液化天然氣 經(jīng)濟性 安全性 加氣站

1 國內(nèi)LNG的現(xiàn)狀

CNG和LNG的主要成分都是甲烷（CH4），前者是將天然氣經(jīng)過凈化壓縮之后形成的高壓氣體，后者是將從氣田中開采出的天然氣進行凈化、壓縮、冷卻后形成的超低溫液體，溫度約為-161℃。LNG目前主要應(yīng)用于工業(yè)，如發(fā)電站，同時也作為城鎮(zhèn)居民日常生活用氣的備用氣源使用，以應(yīng)對冬季氣源緊張的困局。LNG還能在空間上改善偏遠地區(qū)能源不足的問題，LNG運輸車可以將LNG運送到各個角落。目前LNG運輸基本依靠LNG運輸船和LNG運輸車，其中LNG運輸船是連接國內(nèi)外LNG運輸通道的重要載體而LNG運輸車則是國內(nèi)將LNG從LNG接收站運至加氣站、氣化站的唯一途徑。

2 LNG和其它燃料的對比

2.1 LNG和CNG的對比

LNG和CNG雖然是同一種物質(zhì)，但是它們的物理性質(zhì)等許多方面都有很大區(qū)別，如表1所示。CNG和LNG在經(jīng)過加工處理過后，體積分別變?yōu)樵瓉淼?/250和1/625，說明LNG的儲存效率遠大于CNG。LNG的能量密度也遠大于CNG，同樣質(zhì)量的情況下，LNG能提供更多的動力，這也就是跑長途的物流車絕大部分都是LNG車的原因。LNG和CNG的儲存時的壓強分別為1.6MPa和21MPa，因此在保證安全操作的情況下，LNG的危險性要遠小于CNG。

2.2 LNG和燃油的對比

LNG本身的含硫量極低，燃燒產(chǎn)物基本為水、還包括少量二氧化碳和極少量的硫氧化物，因此燃燒后的產(chǎn)物基本不會促進酸雨的形成，LNG和汽柴油燃燒后的產(chǎn)物對比如表2所示。傳統(tǒng)燃油車在汽油燃燒后會產(chǎn)生氮、硫的氧化物以及一氧化碳，其中氮氧化合物就是造成空氣污染的元兇，而柴油車由于發(fā)動機的工作方式和汽油車不同，其燃燒后會產(chǎn)生更多的氮氧化合物。

汽油本身含有大量雜質(zhì)，其燃燒以后得到的產(chǎn)物中以二氧化碳及其他顆粒物為主，而二氧化碳又是造成溫室效應(yīng)的主要氣體，而LNG是天然氣經(jīng)過凈化壓縮冷卻之后的產(chǎn)物，由于天然氣本就比較純凈，因此在經(jīng)過復(fù)雜的工藝流程后，LNG幾乎沒有雜質(zhì)，且燃燒產(chǎn)物中大部分為水，釋放出的少量二氧化碳僅為同等質(zhì)量汽油燃燒后產(chǎn)生二氧化碳的20%。

下面將LNG和汽油、柴油的物理性質(zhì)進行比較，如表3所示。

三種燃料都是易燃的的危險品，在運輸、儲存、使用時都必須保證安全。LNG在常壓下沸點溫度為162℃，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，溫度上升到-107℃時，氣體密度與空氣密度相當(dāng);溫度高于-107℃時，氣體密度比空氣密度小，即使發(fā)生泄漏也會立即揮發(fā)飛散，不會影響到人身安全[1]。

現(xiàn)在將天然氣車和汽油車做對比，目前汽油仍然是市面上車輛主要使用的能源，并且短時間以內(nèi)難以被其他新能源代替，但是由于LNG良好的安全性和經(jīng)濟性，目前使用LNG的卡車的數(shù)量正逐步增加。

LNG車、CNG車、汽柴油車各有各的優(yōu)缺點，在此將CNG車與汽油車，LNG車與柴油車的優(yōu)缺點進行對比，如表4所示。

買家在購買車輛時首先考慮的一定是成本，盡管在購置車輛時LNG車要比普通柴油車要貴5-10萬元，不過大部分買家在購置LNG車時都會由政策補貼一部分價格，同時LNG燃料的使用成本要比柴油低20%，所以購車時的價差很容易就能補回來。LNG的排放性能很好，對環(huán)境的污染極小。除此之外最重要的一點就是安全性，LNG由于其燃點高，常溫下會氣化，因此它在發(fā)生事故時能更好的保證車上人員的安全，反觀汽柴油，一旦發(fā)生事故導(dǎo)致油箱破裂很有可能會引發(fā)火災(zāi)。多方面比較后可以說LNG就是一種更清潔、更高效、更安全、更經(jīng)濟的汽車燃料。

3 LNG的SWOT分析

近幾年來我國施行嚴格的環(huán)境保護政策，大力治理空氣污染，關(guān)閉大量污染嚴重的化工廠，同時，為了控制機動車尾氣排放，國六排放標(biāo)準(zhǔn)已于2019年7月開始實施。在這樣大力治理污染的背景下，LNG有著得天獨厚的優(yōu)勢。LNG本身擁有優(yōu)秀的性質(zhì)，再加上大環(huán)境下對于空氣污染的治理，不管是民用還是工商業(yè)使用，LNG都是大力推廣的目標(biāo)。

在LNG產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時，也要全面發(fā)展LNG相關(guān)的技術(shù)，因為我國目前仍然大量依賴進口LNG，相關(guān)的液化、儲存、運輸技術(shù)仍然不及國外的發(fā)達國家，一旦國際形勢發(fā)生變化，國內(nèi)也應(yīng)該有相應(yīng)的對策來渡過難關(guān)。國內(nèi)的傳統(tǒng)化石燃料中，煤的儲量排名世界第三，不過石油、天然氣的儲量并不豐富，因此我國的能源結(jié)構(gòu)并不均衡，一旦國外對中國采取一些針對措施，那么中國將很難自給自足。此外，LNG的價格受市場、季節(jié)等因素影響波動較大，冬季LNG氣源緊缺，價格則水漲船高，夏季氣源充足則價格保持穩(wěn)定。在2017年冬，由于上游LNG氣源短缺，LNG價格猛漲，平均價格達到了一萬多元一噸，這一價格是平時的兩倍還多。不僅如此，LNG的價格也會受到原油等價格的影響，如果原油價格在長時間保持在低位，那么LNG的市場必將受到壓縮，此時就必須根據(jù)市場及時調(diào)價價格，以應(yīng)對市場的變化。

除此之外，傳統(tǒng)能源正受到新能源強有力的沖擊。以電動汽車為代表的新能源汽車，它在經(jīng)濟性和環(huán)保性上的優(yōu)點都很突出，不過它也存在續(xù)航里程短、廢舊電池處理等問題，因此目前還沒有一種十分完美的新能源可以替代傳統(tǒng)化石能源。除了電以外，最近十分火熱的氫能也可能在將來成為一種可以替代化石能源的新能源。所以應(yīng)將LNG自身的優(yōu)點放大，以應(yīng)對新能源的挑戰(zhàn)。

4 車用LNG的發(fā)展分析

未來LNG車將會成為卡車市場里的主流，與傳統(tǒng)柴油車相比，LNG車更安全，更環(huán)保，成本更低;與新能源電車相比，目前的電池技術(shù)還不成熟，不足以支撐長時間的重載長途運輸。燃料的安全性、可靠性、應(yīng)用便捷性、環(huán)保性、經(jīng)濟性、可得性等因素將會影響汽車能源未來發(fā)展。

車用LNG的發(fā)展也得力于我國相關(guān)的法律法規(guī)，2018年10月新修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》中明確指出了生產(chǎn)和銷售不符合污染物排放標(biāo)準(zhǔn)車輛的企業(yè)[2]，將會被處以貨值一至三倍的的罰款，并沒收和銷毀相關(guān)不符合標(biāo)準(zhǔn)的車輛。

雖然目前LNG車的加氣點比較少，但是各地已經(jīng)興建了許多LNG加氣站，許多高速公路的服務(wù)區(qū)內(nèi)也開設(shè)了LNG加氣站，駕駛員只需要提前規(guī)劃好路線就不會半路找不到加氣站。在未來發(fā)展中，需要重點關(guān)注LNG汽車產(chǎn)業(yè)，對LNG加氣站進行科學(xué)的統(tǒng)籌規(guī)劃，進一步加快LNG網(wǎng)絡(luò)加氣站的建設(shè)工作。

LNG正憑借其超高環(huán)保價值、便利的運輸、儲存等條件在近幾年得到快速發(fā)展，對于LNG汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Γ烊粴馄嚀碛休^高環(huán)保優(yōu)勢，能夠幫助我國效緩解城市污染問題。

參考文獻：

[1]姚鑫，王凱明.LNG汽車的發(fā)展研究[A].陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，1006-4311（2012）05-0045-02.

[2]江金華，金穎，馮春強.液化天然氣在城市燃氣的應(yīng)用[J].煤氣與熱力，2003，23（1）：53-54、57.