壓縮天然氣汽車壓力標準現狀分析及發展建議

摘 要：文章主要論述了我國壓縮天然氣汽車壓力標準現狀，通過歸納壓縮天然氣汽車壓力標準體系及分析提高壓縮天然氣汽車壓力標準意義，探討提高壓力標準實施的目標及條件，最后提出切實可行的建議，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：壓縮天然氣汽車 壓力標準 現狀 發展建議

1 概述

壓縮天然氣（Compressed Natural Gas，CNG）汽車近30年來在我國獲得較快發展，目前我國已經建立了由CNG供應、車輛制造和應用、加氣站建設和運營、車用和站用零部件及裝備制造，以及相關技術標準和管理法規等構成的、比較完整的CNG汽車產業鏈。CNG整車及車用氣瓶、發動機，加氣站用壓縮機、加氣機和儲氣容器等設備，不僅基本實現國產化，而且出口到歐美等發達國家和亞太地區。我國已成為世界CNG汽車和加氣站等裝備生產量和保有量最多的國家[1]。

我國CNG汽車雖已普遍推廣應用，但近年來隨著汽車科技水平的不斷提高，特別是新能源汽車的崛起，已面臨嚴峻挑戰，究其原因：一方面，CNG汽車的續駛里程短，加氣頻繁，燃料消耗較高，動力性能偏低，其技術性能難以滿足新時期用戶的需求，致使其市場競爭力下降；另一方面，國家通過行政措施和財政補貼強力推廣新能源汽車，因而大氣污染防治重點城市和省會城市的CNG公交車，以及部分地區的CNG出租車保有量逐年下降。

2 我國壓縮天然氣汽車壓力標準體系

CNG汽車的標準體系包括整車、氣瓶、加氣站、車用和站用零部件（設備）、CNG氣質等技術和管理標準[2]。截至2024年5月，我國現行CNG汽車產業的國家和行業標準中，與提高壓力標準有關的共有39項，詳見表1。在各項標準中，車用氣瓶的壓力標準決定了瓶內CNG的儲氣量，直接影響整車的技術性能，是所有壓力標準的基礎和關鍵[3]。因此，提高CNG汽車系統的壓力標準，要從提高車用氣瓶的壓力標準入手，以車用氣瓶壓力標準的調整帶動其它相關設備和裝置壓力標準的修訂。

表1中的39項標準分別由國家有關行業主管部門管理。其中，整車、發動機、專用裝置、加氣機、壓縮機等歸口國家工信部管理，由全國汽車標準化技術委員會（SAC/TC114）燃氣汽車分技術委員會、全國壓縮機標準化技術委員會（SAC/TC145）負責編制；氣瓶及其配件標準歸口國家市場監管總局管理，由全國氣瓶標準化技術委員會（SAC/TC 31）負責編制；加氣站設計施工標準歸口住建部管理，由中國石化（GB50156編制工作組）負責編制；CNG氣質標準歸口國家能源局管理，由全國天然氣標準化技術委員會（SAC/TC244）負責編制。因此，提高CNG汽車壓力標準作為一項系統工程，須在各有關主管部門的領導和支持下組織實施。

3 提高壓縮天然氣汽車壓力標準意義

3.1 符合國家推廣清潔能源車船的政策

天然氣是國家認定的清潔能源，推廣使用天然氣等清潔能源車船是我國的一項重要產業政策。國家部門出臺的一系列文件都把推廣使用天然氣等清潔能源汽車作為我國堅持綠色發展理念、實現“雙碳”目標、發展綠色低碳交通的一項重要舉措。CNG汽車約占我國天然氣汽車總量的88%以上，提高CNG汽車壓力標準將極大促進其推廣應用，是落實國家加快推廣清潔能源車船政策要求的有效途徑。

3.2 帶動全球CNG汽車的技術進步和創新發展

CNG汽車需要通過技術改造，適當提高氣瓶壓力標準，并采用高性能單燃料天然氣發動機，增強車輛動力、增加續駛里程、降低氣耗和污染排放，才能大幅度提高性能，增強市場競爭力，實現產業升級和高質量發展。我國CNG汽車和加氣站的保有量已經連續多年穩居世界之首。新壓力標準如在我國成功實施，將進一步提升我國CNG汽車總體技術水平，實現產業改造升級，必將引起世界各國的關注，進一步提升其在全球CNG汽車產業中的地位和競爭力；我國CNG汽車的一系列新技術和新產品將會逐步輸出國外，帶動世界各國、特別是“一帶一路”沿線國家CNG汽車的應用和發展。

3.3 減少CNG汽車燃料消耗和污染排放，助力碳達峰碳中和

加快發展清潔能源汽車是我國實現碳達峰碳中和的重要舉措之一。CNG汽車作為公認的清潔能源汽車，提高其壓力標準，將促進其加快發展，增強其減排效果，提升其助力實現“雙碳”目標的能力。根據前期研究，將CNG氣瓶工作壓力提高至35MPa，車輛續駛里程將增加50-60%，車輛加氣次數約年均減少30%，從而減少車輛加氣行駛里程和燃料消耗、節約燃料費用、減少尾氣污染和二氧化碳排放。

4 提高壓力標準實施的目標及條件分析

4.1 提高壓力標準實施的目標

通過對氣瓶工作壓力與氣體密度的理論研究、提高CNG氣瓶壓力試驗研究、提高CNG整車壓力試驗研究和提高CNG加氣站壓力限值研究等研究成果的基本結論是：將CNG汽車氣瓶的工作壓力從現行的20MPa提升至35MPa技術可行，車輛性能明顯改善，能夠適應市場的需求，具有較好的經濟和社會效益，是推進CNG汽車供氣系統壓力升級科學合理且現實可行的選擇。

4.2 提高壓力標準實施的條件分析

4.2.1 提高壓力標準實施的有利條件

（1）國家有關政府主管部門重視和支持提高CNG汽車壓力標準

2021年由國家市場監督管理總局和國家標準化管理委員會發布的《汽車用壓縮天然氣加氣機》（GB/T1937-2021）和國家住建部發布的《加油加氣站設計與施工規范》（GB50156-2021），采納了35MPa CNG汽車壓力標準。2022年3月工信部（裝備司）發布的《2022年汽車標準化工作要點》，明確要求“加快35MPa CNG汽車關鍵零部件標準升級”。這既表明了國家工信部、住建部和市場監管總局等政府主管部門對提高CNG汽車壓力標準的重視和支持，也為新壓力標準的全面實施指明了方向，奠定了基礎。

（2）國家氣瓶和汽車標準化管理機構大力支持并積極參與提高CNG汽車壓力標準

全國氣瓶標委會多次主持專題會議研究提高CNG氣瓶壓力標準，并主持開展了《提高氣瓶壓力試驗研究》；目前正在組織氣瓶生產企業積極推進CNG氣瓶工作壓力升級。全國汽標委燃氣汽車分標委于2019年6月在重慶舉辦“CNG汽車供氣壓力升級標準修訂討論會”，決定將提高CNG汽車壓力標準作為重點工作列入計劃積極推進；并參與和主持開展了《提高CNG整車壓力試驗研究》工作。

（3）我國CNG汽車產業完全具備提高其壓力標準的能力

我國CNG汽車產業鏈中的許多科研設計單位和企業，具備按照新壓力標準研發和制造CNG氣瓶、發動機和整車，以及加氣站儲氣裝置（設施）、壓縮機、加氣機等高壓裝備的能力和條件，具備對現有CNG汽車和加氣站進行壓力升級改造的設計和生產（或施工）能力和條件，完全可以滿足CNG汽車和加氣站實施新壓力標準、實現產業技術升級的市場需求。

（4）氫燃料電池汽車的推廣應用為提高CNG汽車壓力標準提供了寶貴經驗

近年來我國大力發展氫燃料電池汽車，35MPa（或70MPa）車用氫氣瓶和各類高壓氣體零部件的生產應用、加氫站的成功建設和運行、氫燃料電池汽車標準體系的建立和多地氫燃料電池汽車的應用試點示范，不僅為CNG汽車提高壓力標準提供了寶貴經驗，也消除了對其使用高壓設備的安全疑慮，增強了有關方面對提高CNG汽車壓力標準的信心。

4.2.2 提高壓力標準實施的主要難點

（1）CNG汽車和加氣站保有量大，向新壓力標準過渡的任務重、時間長

截止2021年全國現有CNG汽車約620萬輛、CNG加氣站約5200余座，均連續7年居世界首位，其壓力升級改造的任務之重、投資之多、難度之大，遠超新造CNG汽車和新建CNG加氣站。如果按照汽車和氣瓶的報廢年限、通過自然淘汰完成新舊壓力標準的轉換，大約需要15年。這在汽車技術不斷創新發展的新形勢下，將會對CNG汽車產業的發展產生消極影響。

（2）CNG汽車和加氣站的壓力升級改造在初始階段的投資成本較高，將會影響壓力升級的進展

根據CNG氣瓶、整車和加氣站壓力升級經濟性的分析，現有CNG汽車和加氣站進行壓力升級改造增加的成本投資，主要是車用氣瓶[4]，站用高壓儲氣容器、壓縮機、加氣機等關鍵設備的更新和施工費用。這些費用雖然隨著壓力升級的深化和擴展，以及新材料、新技術的推廣應用將會逐步下降；但是在壓力升級初始階段的設備價格和施工費用較高，特別是氣瓶的價格上漲3-5倍，以CNG汽車為主要運輸工具的企業和加氣站運營企業進行壓力升級技術改造，將會因籌集資金困難而拖延實施進程。

5 總結及建議

天然氣汽車屬于傳統制造業，多年來在國務院、發改委、能源局、工信部、科技部發布的多個文件中，被定義為清潔能源汽車和節能汽車。提高CNG汽車壓力標準，作為一項CNG汽車產業的重要技術創新，將成為落實黨中央國務院關于“加快發展新能源和清潔能源車船”要求的重要抓手。建議在此基礎上將提高CNG汽車壓力標準作為“加快發展清潔能源車船”“推動傳統產業向中高端邁進”“狠抓傳統產業改造升級”的重點工作項目，進一步加大推進力度。具體如下：

（1）國家主管部門政策支持，由行業協會牽頭聯合CNG汽車全產業鏈相關企業共同推動CNG汽車壓力標準和產業技術升級。

（2）出臺鼓勵和支持提高CNG汽車壓力標準的扶持政策。國家和各地方政府對壓力升級試點示范企業、對CNG新產車和新建加氣站、以及對在用車輛和加氣站進行壓力升級改造的企業，實施減免稅收和貼息低息貸款等財稅和金融扶持政策。

（3）支持燃油車“油改氣”實施新壓力標準。在CNG汽車實施新壓力標準的過程中，支持燃油車“油改氣”實施新壓力標準，有利于加快CNG汽車的發展，有利于發揮其助力節能減排和碳達峰碳中和的功效。

（4）簡化CNG汽車和加氣站壓力升級的審批程序。例如，現有CNG汽車（包括“油改氣”CNG汽車）和加氣站進行壓力升級技術改造，經過安監機構驗收合格即可辦理變更登記，無需事先申請。

參考文獻：

[1]唐昆鵬，黃崧，陳萬應. CNG汽車產業技術現狀分析與討論[J]. 內燃機與配件，2022（22）：114-116.

[2]陳夢溪. 提高我國壓縮天然氣汽車當前額定工作壓力的依據和建議[J]. 四川化工，2021，24（5）：49-51，58.

[3]張澤宏，張松，彭蕾. 關于汽車用壓縮天然氣氣瓶壓力的探討[J]. 中國計量，2022（11）：150-151.

[4]王星，李海，劉光輝. 實施國Ⅵ標準背景下， 天然氣汽車使用經濟性對比分析[J]. 商用汽車，2020（4）：91-94.