趙光琪

（天津市化工設(shè)計院，天津 300193）

目前我國天然氣（CNG）產(chǎn)品已被廣泛用于發(fā)電、化工原料、新型汽車燃料、民用燃料等領(lǐng)域。在能源供需矛盾突出、國際油價長期居高不下，全球?qū)Ω鍧嵞茉刺烊粴獾男枨笤鲩L強(qiáng)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(fèi)量為3110億立方英尺，天然氣在一次性能源消費(fèi)比例為25%，預(yù)計2050年將達(dá)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(fā)展的意義

1.1 行業(yè)政策背景利好：我國的天然氣行業(yè)已經(jīng)具備了較為完善的基礎(chǔ)條件，良好的社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境，廣闊的市場空間，完善的工業(yè)配套體系，國家對該領(lǐng)域的重視、引導(dǎo)和鼓勵，為行業(yè)發(fā)展注入政策動力。

1.2 建設(shè)CNG加氣母站是推廣清潔燃料，治理機(jī)動車排放污染、改善環(huán)境質(zhì)量、打造綠色城市的需要，是落實(shí)我國政府建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型城市的重要舉措。據(jù)統(tǒng)計，城市大氣環(huán)境污染源60%來自機(jī)動車尾氣排放。公路路網(wǎng)大氣環(huán)境污染源100%來自機(jī)動車輛。機(jī)動車尾氣排放造成的大氣污染已嚴(yán)重影響居民健康并制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)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(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。

1.3 發(fā)展CNG能源產(chǎn)業(yè)是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，保障能源戰(zhàn)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(yán)峻形勢下，發(fā)展CNG汽車，減少對石油的依賴，實(shí)現(xiàn)能源多元化，有利于我國能源安全及國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

1.4 發(fā)展CNG能源產(chǎn)業(yè)符合國家產(chǎn)業(yè)政策:發(fā)展CNG能源產(chǎn)業(yè)可帶來顯著經(jīng)濟(jì)效益。CNG加氣站的發(fā)展將帶動與CNG汽車相關(guān)機(jī)械制造、電子電器、儀器儀表、試驗(yàn)檢測以及教育培訓(xùn)業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，以CNG汽車的推廣應(yīng)用為龍頭，創(chuàng)造上萬個就業(yè)機(jī)會，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

汽車行業(yè)是用油大戶，也是城市大氣污染的釋放主體，發(fā)展CNG能源產(chǎn)業(yè)對節(jié)能減排國策的落實(shí)具有重要影響。天然氣是“十二五”期間汽車首選節(jié)能減排代用燃料，燃?xì)馄囂娲加推囀恰毒V要》提出的優(yōu)先發(fā)展主題。

1.5 發(fā)展天然氣能源產(chǎn)業(yè)是運(yùn)輸業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化的途徑之一。就作為汽車燃料而言，天然氣費(fèi)用比燃油費(fèi)用要節(jié)約30%左右，可見以氣代油的經(jīng)濟(jì)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(xiàng)重要指標(biāo)，汽車使用高辛烷值燃料，發(fā)動機(jī)不易出現(xiàn)爆震燃燒現(xiàn)象，對延長發(fā)動機(jī)壽命，提高發(fā)動機(jī)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(qū)車輛大規(guī)模清潔化開辟一條健康之路，既落實(shí)了節(jié)能減排的國策，同時也使市區(qū)環(huán)境效益最佳化、經(jīng)濟(jì)效益最大化，為促進(jìn)各地方節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。同時，CNG站建成以后，可以為CNG加氣子站未來網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)布局,提供有力支持。為用戶提供穩(wěn)定的氣源保障，使?jié)撛诘挠脩舾难b或購買加氣車輛，使用戶節(jié)約了成本，也為CNG能源產(chǎn)業(yè)帶來顯著經(jīng)濟(jì)效益。

2 市場現(xiàn)狀分析[2]

2.1 隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，我國已成為能源消費(fèi)大國，從1993年起我國已成為石油凈進(jìn)口國，能源短缺也威脅到國家的戰(zhàn)略安全。由市場供需矛盾而引發(fā)油品短缺及價格波動，特別是近幾年，隨著市場需求量大規(guī)模的增加，這種矛盾更加突出。

近年來，機(jī)動車保有量增長迅速。機(jī)動車尾氣含有上千種化學(xué)物質(zhì)，如一氧化碳、氮氧化合物和碳黑等，都會對空氣造成嚴(yán)重污染。根據(jù)一些市城區(qū)空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示，市區(qū)環(huán)境空氣中的首要污染物為氮氧化合物和碳黑，這表明機(jī)動車排放已成為城市空氣質(zhì)量惡化的最大污染源。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和汽車保有量的高速增長，各地面臨汽車能源需求和環(huán)境保護(hù)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(diào)整市能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略需要。

2.2 據(jù)筆者實(shí)地調(diào)研，某市交管部門統(tǒng)計，出租車4500臺，90%已經(jīng)改裝為CNG燃?xì)廛嚕託飧叻迤?，排?duì)長度達(dá)2 km，該市3座CNG加氣子站遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用氣需求;公交車總量1335輛，市內(nèi)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?xì)鈩恿Γ贿@些車輛將成為CNG潛在用戶。

2.3 市場預(yù)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(shù)據(jù)（見表1）結(jié)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(shù)據(jù)表

3 競爭力分析

天然氣作為車用燃料的使用已經(jīng)具有很多年的歷史，CNG儲量豐富，據(jù)統(tǒng)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(yè)產(chǎn)量為585.53億立方米。由此可以看見天然氣的儲量相當(dāng)豐富的，這對于發(fā)展天然氣汽車來說是個得天獨(dú)厚的機(jī)會。

3.1 CNG車輛的適用性

天然氣作為車用燃料的使用已經(jīng)具有很多年的歷史。

3.2 價格競爭分析

CNG車輛的經(jīng)濟(jì)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(fèi)用要節(jié)約23%～44%左右，以氣代油的經(jīng)濟(jì)效益較為可觀。此外，天然氣抗爆性好，發(fā)動機(jī)效率高、噪聲低、氣缸不積炭，機(jī)油消耗低，發(fā)動機(jī)磨損小，可以大大降低維修費(fèi)用，提高車輛使用壽命，較大程度地提高車主的經(jīng)濟(jì)效益。

CNG汽車與汽油、柴油相比，無論從環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性還是安全性來講，都具有無可替代的優(yōu)越性，從技術(shù)成熟度來講目前工藝先進(jìn)可靠，車輛加氣較快捷，所以建設(shè)CNG汽車加氣站是必要的和急迫的。

3.3 技術(shù)成熟安全可靠

CNG汽車通過近十年的高速發(fā)展，技術(shù)逐漸技成熟。CNG加氣站的生產(chǎn)設(shè)備包括壓縮機(jī)、脫水裝置、儲氣裝置、運(yùn)輸裝置等，經(jīng)過國內(nèi)廠家對國外技術(shù)的引進(jìn)、消化，以及自我開發(fā)，國產(chǎn)設(shè)備質(zhì)量不斷提高，經(jīng)過大量加氣站運(yùn)行檢驗(yàn)證明是可靠的、安全的。能為加氣站建設(shè)提供了完整成套的裝備。

CNG汽車的安全性：天然氣燃點(diǎn)高達(dá)650℃，不易點(diǎn)燃；密度低為0.48，很難形成遇火燃燒濃度；辛烷值高達(dá)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(jīng)火燒、爆炸、墜落、撞擊等測試合格后使用。中外發(fā)展天然氣汽車已60多年來，運(yùn)行安全可靠。CNG比汽柴油、液化石油氣（LPG）的燃點(diǎn)高，點(diǎn)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(fā)向上擴(kuò)散；而LPG的爆炸極限為2.4%～9.5%，燃點(diǎn)為466℃，且氣化后密度大于空氣，泄漏后下沉不易揮發(fā)；汽油爆炸極限為1.0%～7.6%，燃點(diǎn)為427℃；柴油爆炸極限為0.5%～4.1%，燃點(diǎn)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(huán)保性

天然氣本身屬潔凈能源，本項(xiàng)目的原料CNG,無任何“三廢”物質(zhì)。正常時CNG儲存在密閉的容器內(nèi)，不產(chǎn)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(huán)保汽車。

發(fā)展C N G利用是符合國家節(jié)能減排政策，屬于國家扶持的朝陽產(chǎn)業(yè)。

4 結(jié)論

低碳綠色運(yùn)輸是一種以高能效、低能耗、低污染、低排放為特征的道路運(yùn)輸發(fā)展方式，加快建設(shè)低碳道路運(yùn)輸體系是我國積極應(yīng)對全球氣候變化一項(xiàng)新的戰(zhàn)略任務(wù)。結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的重要機(jī)遇。發(fā)展CNG清潔能源汽車，不僅可以促進(jìn)我市節(jié)能減排工作，而且對城市實(shí)現(xiàn)綠色交通體系建設(shè)起到標(biāo)志性作用，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

［1］劉光啟，等.化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2002,6.

［2］嚴(yán)銘卿.燃?xì)夤こ淘O(shè)計手冊[M].北京，中國建筑出版社，2009.