王意東 何太碧，2 汪 霞 王 艷 毛 丹

1.西華大學(xué)汽車與交通學(xué)院 2.流體及動力機械教育部重點實驗室 3.成都工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

0 引言

我國提出了“2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量比2005年下降60%～65%”的發(fā)展目標(biāo)，其中交通領(lǐng)域是實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要力量之一。近些年來，我國能源安全和環(huán)保壓力日益嚴(yán)峻，國家和各地方政府給予了以電動車為代表的新能源汽車前所未有的、全方位的扶持，天然氣汽車產(chǎn)業(yè)因此遭遇了極大的困難和挑戰(zhàn)，產(chǎn)銷量雙雙下滑，外界對天然氣汽車的未來發(fā)展走向也存在著諸多質(zhì)疑。但是，當(dāng)前新能源汽車技術(shù)還不夠完善和成熟、技術(shù)進步較慢、安全事故時有發(fā)生，產(chǎn)業(yè)化進程中還存在著很多不確定因素；隨著政策的日趨理性，過度依賴政策扶持的新能源汽車銷量在2019年出現(xiàn)了近10年來的首次大幅度下滑；再者，新能源汽車的銷量占全國汽車年總銷量仍不足0.5%，保有量占比也不到1.5%；在我國以火電為主的大背景下，新能源汽車難以承擔(dān)起節(jié)能減排的重任，實現(xiàn)2030年的交通減排目標(biāo)任重道遠。2017年全國“兩會”上，政府工作報告首次將“新能源汽車”改為“清潔能源汽車”，綠色環(huán)保、經(jīng)濟性好、技術(shù)成熟的天然氣汽車又迎來了發(fā)展機遇。為此，筆者基于資源稟賦、戰(zhàn)略安全、減排目標(biāo)及產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了我國天然氣汽車的未來發(fā)展定位、趨勢以及面臨的瓶頸，并據(jù)此提出了相關(guān)發(fā)展建議，以期推動我國天然汽車產(chǎn)業(yè)邁向新臺階。

1 我國交通能源清潔化發(fā)展路徑分析

2013年以來，我國超過美國成為全球最大的原油進口國，2019年原油對外依賴度高達70.8%，能源結(jié)構(gòu)和能源安全面臨極大挑戰(zhàn)。2013年又遭受史上最嚴(yán)重的霧霾天氣，機動車尾氣排放控制已成為各級地方政府控制大氣污染的重點工作之一。面對日益嚴(yán)峻的能源安全和環(huán)保壓力，轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)勢在必行，清潔化是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇。

國內(nèi)機動車排放法規(guī)不斷加嚴(yán)，排放法規(guī)更新間隔越來越短，國Ⅲ到國Ⅳ間隔了3年，國Ⅴ到國Ⅵ間隔了2年。中國環(huán)境科學(xué)研究院《移動源排放法規(guī)發(fā)展?fàn)顩r和趨勢》報告指出，國Ⅶ排放法規(guī)已提上日程。工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展與改革委員會及科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合發(fā)布的《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》也提出，2025年，國產(chǎn)乘用車平均燃油消耗量將進一步要求降至4.0 L/100 km。按照這個趨勢，傳統(tǒng)燃油車滿足排放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)難度不斷增大，具備排放優(yōu)勢的天然氣汽車將迎來良好的發(fā)展機遇。

2019年，我國電動汽車保有量達381×104輛，但汽油替代率僅1.456%。假設(shè)2030年電動汽車突破1×108輛，有望替代27%的傳統(tǒng)燃油汽車，成品油替代率也僅14%，僅靠新能源汽車實現(xiàn)2030年的交通領(lǐng)域減排目標(biāo)還遠遠不夠[1]。再者，電動汽車的“零排放”僅限于使用階段，我國電力結(jié)構(gòu)中，2018年煤電發(fā)電量占全口徑發(fā)電總量的63.7%[2]，煤電的生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)化等階段產(chǎn)生的氣體污染物排放總量，按全生命周期計算各類車輛單位里程污染物排放量，電動汽車的常規(guī)氣體污染物排放量均高于傳統(tǒng)燃油汽車，其NOx、SOx和PM排放量分別是天然氣汽車的1.2、3.5及7.5倍[3-4]。在我國煤炭發(fā)電占主導(dǎo)地位的大背景下，電動汽車全生命周期實現(xiàn)能源清潔化將是一個復(fù)雜而漫長的過程。在中長期內(nèi)，交通領(lǐng)域要實現(xiàn)2030年的減排目標(biāo)需要統(tǒng)籌各類電動汽車、清潔燃油車、清潔替代燃料汽車（天然氣、甲醇以及其他生物質(zhì)燃料汽車）的多元化發(fā)展[5]?？紤]到天然氣儲量豐富，加工為車用燃料工藝簡單，技術(shù)成熟，天然氣汽車應(yīng)是我國在中長期內(nèi)推廣清潔能源汽車、實現(xiàn)交通減排的現(xiàn)實選擇。

2 天然氣汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

2.1 天然氣汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.1 天然氣資源保障現(xiàn)狀

我國天然氣資源主要分布在中部、西部和海域，資源相對豐富，具備發(fā)展天然氣汽車的資源稟賦，四川、塔里木、鄂爾多斯等地相繼發(fā)現(xiàn)千億方超大氣田，潛力巨大[6]。自然資源部發(fā)布的《中國礦產(chǎn)資源報告2019》數(shù)據(jù)顯示[7]，截至2018年，我國查明天然氣資源儲量達5.793 6×1012m3，預(yù)測我國天然氣地質(zhì)資源量達90×1012m3，可采量為50×1012m3。2019年，我國天然氣產(chǎn)量達1 736×108m3，重點打造了四川、鄂爾多斯、新疆及海上四大天然氣生產(chǎn)基地。我國也在推進能源進口多元化，構(gòu)建了“西北、東北、西南、海上”四大油氣進口通道，與“一帶一路”沿線“富氣”國家簽訂了長達數(shù)十年價值數(shù)千億美元的天然氣購銷合同，2019年我國天然氣進口量達1 332×108m3[8]。截至2019年10月，我國已建成投產(chǎn)LNG接收站25座（擬再建64個），主要分布在環(huán)渤海、江浙滬和華南等地[9-10]，目前實際年接收能力為8 955×108t。這些都為天然氣汽車的發(fā)展提供了堅實的資源保障,車用天然氣供氣緊張局勢將得到極大緩解。

2.1.2 車用天然氣消費現(xiàn)狀

天然氣是清潔高效、資源豐富、低碳環(huán)保的化石能源，加大天然氣在能源消費結(jié)構(gòu)中的比重已成為各國能源發(fā)展基本戰(zhàn)略[11]。2018年我國天然氣消費量在能源結(jié)構(gòu)中的比重為8%，按國家能源局規(guī)劃，2030年我國天然氣消費量在能源結(jié)構(gòu)中的比重將提升至15%，我國“以氣替煤，以氣替油”的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整政策導(dǎo)向日益顯著。2018年我國天然氣消費總量突破2 800×108m3，其中車用天然氣消費達360×108m3，車用天然氣消費量占天然氣消費總量比例上升至12.8%，天然氣汽車的快速發(fā)展帶動了車用天然氣消費的穩(wěn)定增長，成為改善我國交通能源結(jié)構(gòu)成效顯著的領(lǐng)域之一。

2.1.3 天然氣汽車發(fā)展現(xiàn)狀

隨著能源和環(huán)境壓力的不斷加大，天然氣汽車在交通領(lǐng)域節(jié)能減排和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著重要的作用。近些年來，國內(nèi)油氣價比進一步回落，加之排放法規(guī)日益加嚴(yán)，天然氣汽車特別是天然氣重卡等商用車取得了快速增長。截至2018年，我國天然氣汽車保有量為676×104輛，同比增加62×104輛，增幅10.2%。2010—2018年我國天然氣汽車保有量如圖1所示。天然氣汽車對燃油車的替代規(guī)模日益突出，2018年，我國車用天然氣替代傳統(tǒng)車用燃油規(guī)模達3 100×104t，其中，替代汽油1 340×104t，柴油1 760×104t，車用天然氣替代傳統(tǒng)車用燃油占比達9.6%[12]，天然氣汽車保有量較高的新疆、山東、寧夏、四川等地減排效益更為明顯。

圖1 2010—2018年我國天然氣汽車保有量圖

2.1.4 天然氣加氣站布局現(xiàn)狀

我國天然氣加氣站主要分布在氣源地、沿海城市或離管道氣較近的省市，截至2018年，我國擁有天然氣加氣站9 000余座，其中CNG加氣站5 600余座，同比增長5.67%，主要分布在新疆、山東、四川、河北、內(nèi)蒙古等地；LNG加氣站3 400余座，同比增長9.67%，主要分布在山東、陜西、山西、內(nèi)蒙古等LNG產(chǎn)出省份。我國管道氣源地區(qū)建站較為密集，遠離管道氣源地的建站相對低迷，近年來，各級管網(wǎng)公司加大了管網(wǎng)建設(shè)力度，22個省市提出了“縣縣通”“鎮(zhèn)鎮(zhèn)通”天然氣管道建設(shè)規(guī)劃，預(yù)計2030年天然氣管道將超過20×104km[13]，隨著管網(wǎng)覆蓋的不斷完善，管道氣源加氣站建設(shè)將迎來機遇。2010—2018年我國天然氣汽車加氣站保有量如圖2所示。

圖2 2010—2018年我國天然氣汽車加氣站保有量圖

2.2 天然氣汽車發(fā)展趨勢

雖然國際汽車界對新能源汽車作為未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向已形成共識，國家和地方省市也將新能源汽車作為重點發(fā)展領(lǐng)域，給予了全方位的政策支持，但新能源汽車在技術(shù)研發(fā)、成本控制、產(chǎn)業(yè)化進程、基礎(chǔ)配套等方面的困境還具有許多不確定性，新能源汽車建設(shè)和營運過度依賴國家政策的補貼，高速增長的背后實為國家政策強力引導(dǎo)的結(jié)果，私人消費積極性并不高，短時間內(nèi)，新能源汽車仍難以完全替代傳統(tǒng)燃料汽車，或形成強勢競爭優(yōu)勢。在汽車產(chǎn)業(yè)以節(jié)能減排為主流的大環(huán)境下，內(nèi)燃機動力仍將在未來較長時間內(nèi)占據(jù)主要市場份額，節(jié)能技術(shù)、替代能源仍將擁有較大的應(yīng)用潛力與市場空間。因此，中長期內(nèi)，汽車工業(yè)應(yīng)當(dāng)是傳統(tǒng)燃油、替代燃料、新能源等多種能源并存的過渡期。隨著國家階段性補貼的日益縮減，成本偏高，技術(shù)進步緩慢的新能源汽車的購買競爭力將進一步減弱，部分購車需求特別是運營需求將轉(zhuǎn)向經(jīng)濟性好、技術(shù)成熟、成本較低的天然氣汽車。

天然氣汽車較傳統(tǒng)燃油汽車更具經(jīng)濟性優(yōu)勢。以四川為例，現(xiàn)行LNG價格4.0元/m3, CNG價格2.9元/m3,遠低于汽柴油價格。據(jù)調(diào)查，天然氣汽車的初始購車成本高于傳統(tǒng)燃油汽車，但油氣價格比在0.5左右時，一年以內(nèi)即可收回成本，后續(xù)可節(jié)約更多的燃料成本費，CNG出租車全年可節(jié)約燃料費3萬元，LNG重卡貨運全年可節(jié)20余萬元[14]。

壓縮天然汽車（CNGV）與液化天然氣汽車（LNGV）因各自特性不同，應(yīng)用于兩種不同的商業(yè)領(lǐng)域，CNGV主要應(yīng)用與城市交通、私人汽車、城市物流等領(lǐng)域。LNGV主要應(yīng)用于具有長途運輸需求的物流貨運及城際客運領(lǐng)域。筆者認(rèn)為：①中長期內(nèi)，壓縮天然氣汽車在中小城市的滲透率將進一步提高。近年來，新能源汽車在各大城市公共交通、城市物流等領(lǐng)域已有較為廣泛的應(yīng)用，這些城市經(jīng)濟基礎(chǔ)及充電配套相對較好，但絕大多數(shù)中小城市配套也極為薄弱，電動化積極性不高，短期內(nèi)難以改善，經(jīng)濟環(huán)保的CNG汽車將是現(xiàn)實的選擇。②LNG商用車將是未來的天然氣汽車發(fā)展的重要領(lǐng)域。中國物流協(xié)會《第五次全國物流園區(qū)（基地）調(diào)查報告（2018）》指出[15]，截至2018年，全國物流園區(qū)共計1 638家，物流需求強勁，汽柴油替代規(guī)模潛力巨大。2018年，我國柴油消費超過1.59×108t[16]，柴油車保有量2 184×104輛，長途物流貨運、城際客運及重卡商用等柴油尾氣排放重點車型，是電動汽車不能覆蓋的領(lǐng)域。LNG汽車經(jīng)濟性好，加注時間短，續(xù)駛里程長，國內(nèi)卡車配置雙450 L氣瓶，續(xù)駛里程可超過900 km，適合跨省長途運輸。因此，LNG物流貨運和城際客運等領(lǐng)域?qū)⑹翘烊粴馄囄磥淼陌l(fā)展重點，天然氣汽車將成為該領(lǐng)域最重要的替代車型。

3 天然氣汽車發(fā)展面臨的瓶頸

3.1 政策支持厚此薄彼，產(chǎn)業(yè)重視程度不高

近些年來，國家將政策聚焦在新能源汽車領(lǐng)域，給予了新能源汽車前所未有的扶持政策，國家及各地方政府密集出臺了百余部政策，僅消費端就可享受購車補貼、購置稅減免、不限行、不限購、優(yōu)惠電價、充電樁補貼甚至停車費減免等全方位扶持政策。天然氣汽車受到較大影響，天然氣汽車政策支持不足，新能源汽車政策又支持過度，國家政策的不合理導(dǎo)致汽車市場信號的扭曲。

新能源汽車技術(shù)還不成熟，國家現(xiàn)階段大規(guī)模、高強度的扶持政策操之過急。目前，電池及電控等核心技術(shù)還不成熟，眾多領(lǐng)域還處于“技術(shù)研發(fā)”階段，充電配套等基礎(chǔ)配套也比較缺乏，尚不宜進行大規(guī)模的市場化，頻發(fā)的安全事故即證明了這一點。目前新能源汽車的建設(shè)和運營過度依賴扶持政策。比較而言，天然氣汽車同屬清潔能源汽車，產(chǎn)業(yè)鏈完善，技術(shù)成熟度高，環(huán)保性能好，安全可靠運行數(shù)十年，已處于大規(guī)?！笆袌龌彪A段，不管是消費端還是企業(yè)端均未得到國家重點扶持，地方政府重視程度也不高。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)相對落后，與現(xiàn)實需求不匹配

天然氣汽車的發(fā)展離不開一系列政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的支撐，目前總的框架已基本成型，但與天然氣汽車高質(zhì)量發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的要求相比仍顯滯后，標(biāo)準(zhǔn)不完善也不利于產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。在CNG技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范方面，我國現(xiàn)行的天然氣汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范多為20世紀(jì)90年代出臺的，已不匹配當(dāng)前技術(shù)發(fā)展和市場需求，更不利于企業(yè)技術(shù)進步。在LNG技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范方面，我國現(xiàn)行的LNG汽車產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)大多零散地參考國外標(biāo)準(zhǔn)，尚未形成完整的適合我國實際的標(biāo)準(zhǔn)體系和規(guī)范，部分LNG汽車專用零部件研發(fā)設(shè)計、測試試驗、質(zhì)量驗收等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失，仍需參考國外標(biāo)準(zhǔn)，部分省市由此便出臺了地方標(biāo)準(zhǔn)，但權(quán)威性和推薦性相對較弱。

3.3 儲氣瓶儲氣壓力偏低，車輛續(xù)駛里程較短

天然氣汽車以其良好的經(jīng)濟性和環(huán)保性受到消費者的青睞，但天然氣本身不易儲存，能量密度低，相對液體燃料攜帶的燃料少，需要壓縮至一定體積以增加續(xù)駛里程，天然氣汽車行駛里程短已成為阻礙其發(fā)展的一大瓶頸。車用高壓儲氣瓶是天然氣汽車的關(guān)鍵零部件之一，其技術(shù)發(fā)展水平直接影響到天然氣汽車的續(xù)駛里程和應(yīng)用效果。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)[17]，我國現(xiàn)行的天然氣汽車儲氣瓶壓力為20 MPa，有效行駛里程為150～200 km,遠低于燃油汽車的400～500 km。這一壓力水平，導(dǎo)致CNG汽車運行效率低下。為了滿足行車需求，消費者不得不頻繁充裝燃料，嚴(yán)重影響了消費體驗和購車積極性。在不改變氣瓶壓力的情況下，只能增大氣瓶容積來提高續(xù)駛里程，這將影響車輛整體結(jié)構(gòu)布局、裝載空間、車載質(zhì)量。我國現(xiàn)行氣瓶壓力偏低已成為天然氣汽車?yán)m(xù)駛里程短的關(guān)鍵因素，國外天然氣汽車儲氣瓶壓力已提升至25 MPa，甚至更高的30 MPa。

儲氣瓶成本高也是阻礙天然氣汽車發(fā)展的一大因素。天然氣汽車儲氣瓶的成本主要包括材料、安裝、制造及工具成本，其中，材料成本占總成本的70%[18]，采用優(yōu)質(zhì)、低價的復(fù)合材料已成為降低高壓天然氣氣瓶成本的關(guān)鍵所在，目前天然氣汽車采用的是玻璃纖維纏繞（GF）氣瓶，GF價格低廉，性能較低，在生產(chǎn)過程中能源消耗大，污染大，且棄后不能回收利用或自然降解，造成資源浪費和環(huán)境污染。也可采用性能更好的碳纖維（CF）纏繞，但成本高，不適合大規(guī)模推廣使用。

3.4 加氣站布局不平衡，建站投資熱情不高

我國天然氣汽車加氣配套體系存在不充分、不平衡、建站熱情不高等問題：①加氣站數(shù)量缺乏，加氣排隊現(xiàn)象普遍，嚴(yán)重影響消費者用車體驗，截至2018年底，我國累計建成各類加氣站9 000座，主要分布在山東、新疆、四川、內(nèi)蒙古等氣源地及沿海城市，國家發(fā)展與改革委員會印發(fā)的《天然氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，2020年配套建設(shè)加氣站12 000座以上，據(jù)此還有3 000座未完成，節(jié)點將至，恐難實現(xiàn)這一目標(biāo)；②布局不合理，我國加氣站尚未形成跨區(qū)域的供氣網(wǎng)絡(luò)，城際的高速公路、國省干道、快速干道等分布極少，物流運輸車輛、重型卡車，城際客運車輛等行駛里程長，消費者對運輸途中能否便捷加注燃料存在擔(dān)憂，影響了消費者的購車積極性；③加氣站建設(shè)難度大，加氣站基本屬于新建，屬于易燃易爆設(shè)施，城市供地又相對緊張，選址上存在局限性，開發(fā)難度大，且成本偏高。城際干線、國省道路、高速公路等加氣站建設(shè)土地成本雖然相對偏低，但長途出行的天然氣汽車偏少，投資回報周期長，并且加氣站建設(shè)還存在涉及部門多、審批周期長的問題,投資吸引力低。

4 天然氣汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

4.1 轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念，重視天然氣汽車在交通清潔化進程中的戰(zhàn)略地位及作用

天然氣汽車是我國第一大替代能源汽車，環(huán)保性能優(yōu)越，與新能源汽車同屬清潔能源汽車，近年來，國家及地方政府大力扶持新能源汽車產(chǎn)業(yè)，忽略了天然氣汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。天然氣汽車產(chǎn)業(yè)不受重視與國家的產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃、頂層設(shè)計、政策導(dǎo)向有較大的關(guān)系。但從目前發(fā)展來看，電動汽車產(chǎn)業(yè)化進程還存在許多不確定性，難以承擔(dān)國家2030年的交通減排目標(biāo)。因此，基于我國資源稟賦、電力結(jié)構(gòu)、減排目標(biāo)及產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為：我國汽車運輸將是傳統(tǒng)燃料、新能源、天然氣等多種能源長期并存、協(xié)同發(fā)展的態(tài)勢。建議：①國家相關(guān)部門應(yīng)盡快制訂清潔能源汽車發(fā)展的頂層設(shè)計，包括新能源汽車、天然氣汽車等替代能源汽車的戰(zhàn)略定位和作用，以及不同清潔汽車技術(shù)路線發(fā)展關(guān)系，編制清潔能源汽車中長期發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展目標(biāo)等，促使各地方政府和相關(guān)部門轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念，統(tǒng)籌考慮天然氣汽車的發(fā)展；②完善天然氣汽車發(fā)展相關(guān)政策，有條件的省市盡快將天然氣汽車納入大力推廣的范圍，并給予類似于新能源汽車的政策支持，如將符合政策要求的天然氣汽車納入市政采購范圍，給予消費者購置稅補貼等。此外，相關(guān)部門和企業(yè)還應(yīng)加強宣傳引導(dǎo)，消除消費者心中天然氣汽車不安全的思想偏見。

4.2 完善站、車及專用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)建設(shè)，加強技術(shù)創(chuàng)新，助力產(chǎn)業(yè)升級

天然氣汽車的持續(xù)健康發(fā)展離不開科學(xué)、合理、完善的標(biāo)準(zhǔn)體系[19]，也離不開健全的研發(fā)體系。我國天然氣汽車的發(fā)展已有數(shù)十年的歷史，部分標(biāo)準(zhǔn)缺失、建設(shè)落后，更新緩慢，不能滿足產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和市場發(fā)展的需求。建議：①對標(biāo)國際先進標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)國外先進理念，結(jié)合我國天然氣汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際，盡快梳理缺失的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，補充完善，建立框架清晰、操作性強、涵蓋面全的標(biāo)準(zhǔn)體系，做到標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展；②緊跟技術(shù)發(fā)展，盡快完善或更新天然氣汽車相關(guān)專用設(shè)備及零部件的技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范：GB 50156—2012》（2014版）、《車用壓縮天然氣鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶：GB/T 24160—2009》[17]關(guān)于壓縮機、加氣機、高壓氣瓶工作壓力限值等相關(guān)條款的修訂更新；③加強技術(shù)創(chuàng)新，加強天然氣汽車氣瓶、壓縮機、加氣機、儲運設(shè)備、各種連接件、閥體、低溫冷藏、氣密性等關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新，加強新材料、新工藝在天然氣汽車上應(yīng)用，開發(fā)高效燃燒系統(tǒng)、天然氣汽車專用電控系統(tǒng)等，促進傳統(tǒng)燃料發(fā)動機稀薄燃燒、高能點火等先進燃燒技術(shù)在天然氣發(fā)動機上的應(yīng)用。

4.3 推廣高承壓、低成本新材料復(fù)合氣瓶，增大續(xù)駛里程，提高營運效益

車用高壓儲氣瓶是天然氣汽車的關(guān)鍵零部件之一，其技術(shù)發(fā)展水平直接影響到天然氣汽車的續(xù)駛里程和應(yīng)用推廣。我國廣泛使用的20 MPa玻璃纖維纏繞鋼制氣瓶,續(xù)駛里程短，成本高、質(zhì)量重，且玻璃纖維不能滿足進一步提高儲氣壓力的性能要求。建議：大幅提高氣瓶儲氣壓力，開發(fā)輕量化儲氣瓶。將儲氣瓶壓力由現(xiàn)行的20 MPa提升25 MPa，甚至更高的30 MPa，由此可將天然氣汽車?yán)m(xù)駛里程提高50%以上。這在技術(shù)上完全是可行的。北美、東南亞等國家早已實現(xiàn)高承壓氣瓶的商用，我國許多企業(yè)也向國外提供25 MPa、30 MPa的氣瓶產(chǎn)品出口，另外，我國氫燃料氣瓶工作壓力也高達35 MPa，日本更是高達70 MPa，這對適當(dāng)提高CNG氣瓶壓力具有一定的參考價值。

高承壓、低成本、輕量化氣瓶主要包括3方面的研究：①選用新型復(fù)合材料。采用滿足高承壓技術(shù)要求且價格相對低廉的新型纖維纏繞材料，玄武巖纖維被譽為21世紀(jì)純天然的高性能纖維，已經(jīng)列入國家“十三五”規(guī)劃重點發(fā)展的新型材料，其價格低廉，儲量豐富，具備天然的相容性、優(yōu)異的力學(xué)性能、耐高溫性和耐酸堿性[20]，單絲模量、強度、耐化學(xué)腐蝕性等都強于傳統(tǒng)玻璃纖維，可替代傳統(tǒng)玻璃纖維和碳纖維作為氣瓶的新型纏繞纖維材料。國內(nèi)學(xué)者已針對該材料做了大量的研究[21-22]，并進行了35 MPa玄武巖纖維增強復(fù)合材料氣瓶樣品試制和性能試驗，取得了較好的效果，水壓爆破試驗壓力高達120 MPa，另外，還可進一步研究采用符合性能要求的新材料塑料內(nèi)膽替代現(xiàn)行的鋼制或鋁制內(nèi)膽，降低氣瓶的質(zhì)量及成本。②氣瓶結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)合氣瓶幾何約束條件，優(yōu)化氣瓶結(jié)構(gòu)參數(shù)，如氣瓶封頭橢球比、內(nèi)膽壁厚、內(nèi)膽直徑、瓶口直徑等，研究不同內(nèi)膽結(jié)構(gòu)設(shè)計下，內(nèi)膽的極限承壓能力和循環(huán)疲勞性能，獲得滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求的輕量化內(nèi)膽結(jié)構(gòu)。③氣瓶工藝優(yōu)化。優(yōu)化氣瓶纏繞工藝和固化工藝，研究纖維不同纏繞角厚度、形式、張力及自緊力對氣瓶承壓和強度的影響，纖維進膠量、纏繞溫度、纖維層固化制度等因素對氣瓶長期使用性能的影響，明確適用于工業(yè)化生產(chǎn)的最優(yōu)纏繞方式與固化工藝，減少纖維纏繞量、提高纖維利用率、氣瓶爆破極限及抗疲勞性能。

4.4 完善重點區(qū)域加氣站網(wǎng)點建設(shè)，解決加氣站建站難、成本高等問題

我國加氣站等基礎(chǔ)配套不完善，制約了天然氣汽車的發(fā)展，建議按照“政府引導(dǎo)、規(guī)劃統(tǒng)籌、市場推動、安全有序”的原則，加大加氣站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，實現(xiàn)加氣站廣度和深度覆蓋。建議：①CNG汽車主要在市域內(nèi)使用，應(yīng)增加城市CNG加氣站網(wǎng)點縱深布局，考慮到城市土地資源緊張，建站成本高等問題，為快速實現(xiàn)建站，完善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，可以充分依托并整合現(xiàn)有資源，大力鼓勵和支持有條件的加油站增設(shè)加氣設(shè)備，積極發(fā)展油氣合站、油氣電三站合一綜合能源補給站等；②LNG汽車主要應(yīng)用于具有長途運輸需求的跨省市物流貨運、城際客運等領(lǐng)域，也是未來天然氣汽車重點發(fā)展領(lǐng)域，應(yīng)優(yōu)先完善重點區(qū)域、城際間加氣站網(wǎng)點覆蓋，如工業(yè)（物流）園區(qū)、干線公路、重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)、高速公路服務(wù)區(qū)等，滿足具有長途運輸特點的物流、客運加氣需求；③把握各省、市大力推進管網(wǎng)建設(shè)機遇，主動對接國家、各省市管網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，加大對管網(wǎng)沿線地區(qū)加氣站的規(guī)劃及建設(shè)力度，鼓勵和支持天然氣營運企業(yè)加大CNG、L-CNG、LNG等各種形式加氣站的投入；④針對建站難、回報周期長等痛點，相關(guān)部門應(yīng)完善加氣站政策扶持，比照充電站研究制訂加氣站建設(shè)在稅收、補貼等方面的扶持政策，簡化加氣站建設(shè)審批流程，以增強企業(yè)的投資意愿。

5 結(jié)束語

交通能源清潔化是未來的發(fā)展趨勢，在充分考慮我國資源稟賦、安全戰(zhàn)略以及產(chǎn)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀的背景下，我國應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)展思路，采取多元化、協(xié)同化的清潔交通技術(shù)發(fā)展路線，以新能源汽車為主線，天然氣等替代能源汽車協(xié)同發(fā)展。天然氣汽車資源保障能力強，技術(shù)成熟、經(jīng)濟性好，碳排放量少，中長期內(nèi)，仍將是我國實現(xiàn)節(jié)能減排、保障能源安全的現(xiàn)實選擇。未來，LNG商用車將是重要的發(fā)展領(lǐng)域，CNG汽車在中小城市的滲透率也將進一步提高。但天然氣汽車產(chǎn)業(yè)目前還存在著政策不合理、續(xù)駛里程短、網(wǎng)點不完善等瓶頸，其高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵在于：①做好頂層設(shè)計、明確發(fā)展地位，轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念，完善政策扶持；②完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，加強關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新；③推廣高承壓、新工藝、新材料氣瓶解決消費者里程焦慮之憂；④完善重點區(qū)域加氣站網(wǎng)點布局，依托現(xiàn)有加油站資源，支持建設(shè)油氣、油氣電綜合能源補給站，著力解決加氣站網(wǎng)點不完善、建站困難、成本高等問題。