天然气应用在运输行业的必然性分析报告

2013-10-22赵光琪

天津化工 2013年6期

赵光琪

（天津市化工设计院，天津 300193）

目前我国天然气（CNG）产品已被广泛用于发电、化工原料、新型汽车燃料、民用燃料等领域。在能源供需矛盾突出、国际油价长期居高不下，全球对更清洁能源天然气的需求增长强劲。天然气作为清洁能源占一次性能源的比重将越来越大。2010年全球天然气消费量为3110亿立方英尺，天然气在一次性能源消费比例为25%，预计2050年将达到30%，届时天然气将取代石油或与石油持平成为第一能源[1]。

1 CNG发展的意义

1.1 行业政策背景利好：我国的天然气行业已经具备了较为完善的基础条件，良好的社会经济环境，广阔的市场空间，完善的工业配套体系，国家对该领域的重视、引导和鼓励，为行业发展注入政策动力。

1.2 建设CNG加气母站是推广清洁燃料，治理机动车排放污染、改善环境质量、打造绿色城市的需要，是落实我国政府建立资源节约型、环境友好型城市的重要举措。据统计，城市大气环境污染源60%来自机动车尾气排放。公路路网大气环境污染源100%来自机动车辆。机动车尾气排放造成的大气污染已严重影响居民健康并制约经济持续快速的发展。CNG燃料与柴油和汽油相比，汽车尾气综合排放下降80%。可使城市区域大气环境质量得到明显改善。

1.3 发展CNG能源产业是调整能源结构，保障能源战略安全的重要举措。长期以来，各类车辆均以汽油为燃料，在世界性石油资源紧张、价格一路飙升的严峻形势下，发展CNG汽车，减少对石油的依赖，实现能源多元化，有利于我国能源安全及国民经济的可持续发展。

1.4 发展CNG能源产业符合国家产业政策:发展CNG能源产业可带来显著经济效益。CNG加气站的发展将带动与CNG汽车相关机械制造、电子电器、仪器仪表、试验检测以及教育培训业等行业的发展，以CNG汽车的推广应用为龙头，创造上万个就业机会，促进社会经济的发展。

汽车行业是用油大户，也是城市大气污染的释放主体，发展CNG能源产业对节能减排国策的落实具有重要影响。天然气是“十二五”期间汽车首选节能减排代用燃料，燃气汽车替代燃油汽车是《纲要》提出的优先发展主题。

1.5 发展天然气能源产业是运输业经济效益最大化的途径之一。就作为汽车燃料而言，天然气费用比燃油费用要节约30%左右，可见以气代油的经济效益较为可观，同时天然气是一种高辛烷值燃料，辛烷值是评定燃料性能的一项重要指标，汽车使用高辛烷值燃料，发动机不易出现爆震燃烧现象，对延长发动机寿命，提高发动机压缩比具有重大意义。

1.6 CNG加气站建成后，可为车辆提供清洁CNG燃料，通过逐步推广，可以为整个市区车辆大规模清洁化开辟一条健康之路，既落实了节能减排的国策，同时也使市区环境效益最佳化、经济效益最大化，为促进各地方节能减排目标的实现，做出应有的贡献。同时，CNG站建成以后，可以为CNG加气子站未来网络化建设布局,提供有力支持。为用户提供稳定的气源保障，使潜在的用户改装或购买加气车辆，使用户节约了成本，也为CNG能源产业带来显著经济效益。

2 市场现状分析[2]

2.1 随着经济和社会的发展，我国已成为能源消费大国，从1993年起我国已成为石油净进口国，能源短缺也威胁到国家的战略安全。由市场供需矛盾而引发油品短缺及价格波动，特别是近几年，随着市场需求量大规模的增加，这种矛盾更加突出。

近年来，机动车保有量增长迅速。机动车尾气含有上千种化学物质，如一氧化碳、氮氧化合物和碳黑等，都会对空气造成严重污染。根据一些市城区空气质量自动监测系统数据显示，市区环境空气中的首要污染物为氮氧化合物和碳黑，这表明机动车排放已成为城市空气质量恶化的最大污染源。随着经济的发展和汽车保有量的高速增长，各地面临汽车能源需求和环境保护的双重压力。因此，将天然气加气站纳入城市推广汽车新能源的计划，减轻对油品的依赖是调整市能源结构的战略需要。

2.2 据笔者实地调研，某市交管部门统计，出租车4500台，90%已经改装为CNG燃气车，加气高峰期，排队长度达2 km，该市3座CNG加气子站远远不能满足用气需求;公交车总量1335辆，市内公交车415辆，短途中巴和长客大巴920辆，目前还没有改装为燃气动力；这些车辆将成为CNG潜在用户。

2.3 市场预测

以2.2中某市为例，分析出其CNG汽车行驶距离与百公里耗气量等数据（见表1）结合按该市目前3个加气站4.5万方/日加气量，还有将近10万方/日的市场缺口。

表1 某市CNG汽车数据表

3 竞争力分析

天然气作为车用燃料的使用已经具有很多年的历史，CNG储量丰富，据统计，全国累计探明天然气可采储量为3.84万亿m3，剩余天然气可采储量约3.09万亿m3，全年天然气工业产量为585.53亿立方米。由此可以看见天然气的储量相当丰富的，这对于发展天然气汽车来说是个得天独厚的机会。

3.1 CNG车辆的适用性

天然气作为车用燃料的使用已经具有很多年的历史。

3.2 价格竞争分析

CNG车辆的经济性（见表2）。

表2 CNG、LNG、与柴油汽油的对照分析表

由表2可见，天然气作为汽车燃料，它比燃油费用要节约23%～44%左右，以气代油的经济效益较为可观。此外，天然气抗爆性好，发动机效率高、噪声低、气缸不积炭，机油消耗低，发动机磨损小，可以大大降低维修费用，提高车辆使用寿命，较大程度地提高车主的经济效益。

CNG汽车与汽油、柴油相比，无论从环保性、经济性还是安全性来讲，都具有无可替代的优越性，从技术成熟度来讲目前工艺先进可靠，车辆加气较快捷，所以建设CNG汽车加气站是必要的和急迫的。

3.3 技术成熟安全可靠

CNG汽车通过近十年的高速发展，技术逐渐技成熟。CNG加气站的生产设备包括压缩机、脱水装置、储气装置、运输装置等，经过国内厂家对国外技术的引进、消化，以及自我开发，国产设备质量不断提高，经过大量加气站运行检验证明是可靠的、安全的。能为加气站建设提供了完整成套的装备。

CNG汽车的安全性：天然气燃点高达650℃，不易点燃；密度低为0.48，很难形成遇火燃烧浓度；辛烷值高达130抗爆性能好，爆炸极限为4.6%～14.57%，因而与汽油相比更为安全。车用贮气瓶都经火烧、爆炸、坠落、撞击等测试合格后使用。中外发展天然气汽车已60多年来，运行安全可靠。CNG比汽柴油、液化石油气（LPG）的燃点高，点火性能也高于汽柴油和LPG，爆炸极限为4.6%～14.57%，且密度很低，约为空气的一半左右，稍有泄漏即挥发向上扩散；而LPG的爆炸极限为2.4%～9.5%，燃点为466℃，且气化后密度大于空气，泄漏后下沉不易挥发；汽油爆炸极限为1.0%～7.6%，燃点为427℃；柴油爆炸极限为0.5%～4.1%，燃点为260℃。由此可见，在某种程度上天然气比汽油、柴油、LPG更安全。