陳鑫

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，汽車的人均占有量越來越大。汽車行業(yè)的發(fā)展嚴(yán)重影響了城市環(huán)境問題。作為新能源汽車的一種，CNG（壓縮天然氣）汽車不但可以改善我國現(xiàn)階段能源結(jié)構(gòu)，還可以降低汽車尾氣排放。發(fā)展CNG汽車將成為目前解決能源問題和環(huán)境問題的重要途徑。

關(guān)鍵詞：CNG汽車；環(huán)境保護(hù)；可持續(xù)發(fā)展；節(jié)能減排

0前言

繼英法德等歐洲發(fā)達(dá)國家宣布將在2040年全面停產(chǎn)和停止銷售傳統(tǒng)燃油汽車后，擁有世界最大汽車市場的中國也加入了“汽車禁油”的行列。近年來，我國的新能源汽車發(fā)展迅速。2017年9月，傳統(tǒng)汽車制造巨頭梅賽德斯-奔馳宣布，將在2022年之前將旗下整個汽車產(chǎn)品線全部實現(xiàn)電動化，傳統(tǒng)燃油車型將全面停產(chǎn)停售。這對于已經(jīng)習(xí)慣了燃油車的車主來說，電動汽車充電速度慢和續(xù)航里程短的問題短期內(nèi)得不到有效解決，將成為電動車普及的最大阻力。

1 CNG汽車的城市發(fā)展優(yōu)勢

為了能有效緩解能源壓力，改善城市環(huán)境質(zhì)量，全世界的汽車廠商紛紛調(diào)整汽車燃料結(jié)構(gòu)，加緊研發(fā)清潔型能源汽車。常見以及常用的新能源汽車包括天然氣汽車、電動汽車、醇類燃料汽車、氫燃料汽車、太陽能汽車和混合動力汽車等。隨著各國政府對環(huán)境保護(hù)工作的重視和能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略設(shè)想的調(diào)整，CNG技術(shù)在各國也得到快速發(fā)展及推廣應(yīng)用，而CNG汽車以其低成本、低排放、抑制溫室效應(yīng)和降低對石油依賴度等優(yōu)點，成為當(dāng)前世界汽車工業(yè)的一個重要發(fā)展方向，并展現(xiàn)出廣闊的前景。

天然氣是礦物燃料中最清潔的能源，其雜質(zhì)含量極少。理論上，它燃燒后沒有污染，具有顯著的環(huán)保性。與燃油相比，二氧化碳排放低 25 %，二氧化硫排放低75 %左右，而價格卻只有汽油的一半。

2 CNG汽車發(fā)展現(xiàn)狀

CNG汽車的發(fā)展離不開政府的扶持和政策的支持。為減少環(huán)境污染，許多國家政府頒布了一系列法律法規(guī)，并出臺一些鼓勵性政策。譬如：針對燃油車輛制定更嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)；在天然氣供應(yīng)、加氣站建設(shè)等方面給予資金支持等。在荷蘭，整個汽車運輸業(yè)的50%已經(jīng)采用天然氣燃料，奧地利維也納的公交車基本全部采用天然氣作為燃料。有些國家還規(guī)定，對改裝為天然氣汽車的車主，從改裝之日起可免稅3年。以上政策有力地促進(jìn)了 CNG汽車良性發(fā)展 。

中國的天然氣汽車在國家的大力支持下也逐漸初具規(guī)模，整個天然氣汽車產(chǎn)業(yè)體系基本形成。根據(jù)國際天然氣汽車協(xié)會統(tǒng)計，截至2008年底，中國已在近30個省、市、自治區(qū)的80多個城市推廣了天然氣汽車，擁有 CNG汽車約40萬輛，加氣站1000余座。特別是隨著節(jié)能環(huán)保意識的提升和國家能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，近年來 CNG公交車在國內(nèi)大部分地區(qū)已經(jīng)得到大力推廣和廣泛應(yīng)用。更為可喜的是，CNG 汽車推廣范圍不斷擴大后，推廣的車輛也由單一的公交車、出租車逐步擴大到郵政年、垃圾車、政府用車甚至私人車輛等。我國清潔汽車已逐步形成區(qū)域化發(fā)展的模式。

3 CNG汽車的技術(shù)原理

CNG車用燃?xì)庀到y(tǒng)主要由氣瓶、氣路和充氣面板三部分組成。目前，車用CNG氣瓶主要有兩種類型，分別是鋼制內(nèi)膽玻璃纖維纏繞瓶和車用壓縮天然氣鋼瓶。氣路主要包括燃?xì)夤苈?，減壓閥等。充氣面板的核心部件是加氣口，目前國內(nèi)常見的是卡扣式和NGV插銷式兩種。

近年來大量出現(xiàn)的是將汽油機汽車改制為汽油/CNG兩用燃料汽車，改制后汽車的動力性降低了 10 %～ 20 %。發(fā)展天然氣汽車的關(guān)鍵是加快天然氣發(fā)動機的研究，包括電子控制技術(shù)，它是對天然氣發(fā)動機的燃料供給、點火定時等進(jìn)行精確控制，是實現(xiàn)天然氣汽車發(fā)動機高效率、低污染燃燒的關(guān)鍵。

4 CNG汽車城市發(fā)展需解決的問題

4.1政府出臺政策扶持

4.1.1政府需制定相應(yīng)的CNG汽車國家標(biāo)準(zhǔn)，通過制定減排法案，促進(jìn)汽車廠家積極開發(fā)CNG汽車。對CNG汽車改裝廠的資格進(jìn)行嚴(yán)格審查和認(rèn)證，將城市公交車、出租車作為 CNG汽車發(fā)展的重點。

4.1.2加大對生產(chǎn)、購買、改裝和使用CNG汽車的政策優(yōu)惠力度，并在法律上予以保障。 政府需要對天然氣價格，加氣站建設(shè)進(jìn)行嚴(yán)格把控。針對燃?xì)馄嚿a(chǎn)相關(guān)環(huán)節(jié)制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策。

4.2車輛技術(shù)要提高

4.2.1 加快CNG汽車及車用CNG相關(guān)核心技術(shù)的創(chuàng)新，提高CNG汽車產(chǎn)業(yè)競爭力。目前鄭州市的 CNG 汽車以油氣兩用燃料出租車和CNG汽電混合公交為主，出租車車型主要是豐田卡羅拉（油氣混合動力），還有少量的現(xiàn)代索納塔（油氣混合動力）等。 而公交車則是以宇通客車生產(chǎn)的汽電混合城市公交為主。同時，在長期的實踐中發(fā)現(xiàn) CNG汽車技術(shù)存在以下幾個方面的問題：（1）整車的動力性下降明顯；（2）氣瓶增加整車重量，同時需占用一定空間；（3）續(xù)駛里程較短，一般是200～300 km；（4）沒有形成完善的加氣網(wǎng)絡(luò)，只能在城市內(nèi)應(yīng)用；（5）車輛改裝時投入較大。

4.2.2加快研發(fā)提高CNG汽車發(fā)動機動力技術(shù)。首先是改進(jìn)CNG汽車的電子控制技術(shù)；其次是在保證安全的前提下，適當(dāng)提高發(fā)動機的壓縮比，以增加發(fā)動機的功率，在一定程度上彌補現(xiàn)行CNG汽車功率不足的缺陷；第三，可以采取進(jìn)氣增壓、增濃措施，以及優(yōu)化燃?xì)夂涂諝饣旌掀鞯脑O(shè)計，提高充氣系數(shù)來增 強發(fā)動機的功率。

4.2.3不斷研發(fā)和改進(jìn)天然氣高壓安全儲存技術(shù)，提高儲氣瓶儲量。中國可借鑒和吸收西方發(fā)達(dá)國家的全復(fù)合材料氣瓶技術(shù)。例如：中國目前的 CNG汽車僅將天然氣壓縮至20兆帕左右，美國一般將天然氣壓縮至25兆帕，更有考慮將壓力增至40兆帕的設(shè)想，相當(dāng)于中國目前水平的兩倍。

4.3完善城市加氣站網(wǎng)點布局

加快規(guī)劃加氣站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善CNG供氣能力。規(guī)劃建設(shè)相當(dāng)規(guī)模和數(shù)量的加氣站網(wǎng)絡(luò)覆蓋體系。利用已經(jīng)成型的城市天然氣網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步加快規(guī)劃配套的加氣站建設(shè)，以改善天然氣汽車的供氣能力，為CNG汽車在中國的推廣和普及提供充足的氣源保證。在保持現(xiàn)有試點城市管網(wǎng)和加氣站網(wǎng)點的情況下，下一步重點是要優(yōu)化大中城市和發(fā)達(dá)中小城鎮(zhèn)天然氣管網(wǎng)布局，并逐步將高速公路、國道、省道等高等級公路沿線配套管網(wǎng)建設(shè)納入建設(shè)規(guī)劃中，最終形成與加油站一樣發(fā)達(dá)完善的、覆蓋全國的加氣站網(wǎng)絡(luò)體系。

5 CNG汽車的發(fā)展前景

CNG汽車和加氣站具有廣闊的發(fā)展前景，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

5.1目前中國人口和汽車需求量穩(wěn)居世界第一，隨著政府對CNG汽車支持力度的加大，在未來的5?10年內(nèi)，以 CNG為主打的天然氣汽車，無論是技術(shù)、市場，還是產(chǎn)業(yè)，都會有前所未有的發(fā)展空間

5.2中國發(fā)展車用CNG具備良好的基礎(chǔ)條件。首先，中國建立和規(guī)劃了覆蓋全國的天然氣輸送管網(wǎng)系統(tǒng)。其次，新型清潔能源汽車已被列入《國家科技發(fā)展中長期規(guī)劃》，國家將繼續(xù)組織實施涉及各種清潔能源汽車的重大科技項目，進(jìn)一步促進(jìn)天然氣汽車的發(fā)展 。

5.3 CNG汽車關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和成果推廣取得了顯著成效，建立了較完善的CNG汽車開發(fā)和試驗手段，基本建成了包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測評價、產(chǎn)業(yè)化基地、示范考核、知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)、信息數(shù)據(jù)庫等創(chuàng)新支撐平臺，為CNG汽車發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

CNG汽車以其排放清潔、低噪聲、價格便宜等優(yōu)勢，倍受廣大用戶的青睞。隨著材料技術(shù)以及電子技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，CNG汽車的不足之處將不斷被消除，天然氣燃料的優(yōu)勢將會被大力開發(fā)和利用 。從長遠(yuǎn)來看，天然氣汽車將會成為最有前途的低污染燃料汽車。

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（作者單位：河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院）