名副其实的低碳汽车

一、名副其实的低碳汽车——天然气汽车

1.CNG汽车

天然气是一种无色、无味的气体，90%以上的成分为甲烷，常用的车用天然气一般为压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)。

资料显示，目前全世界约有400万辆天然气汽车，主要燃料为压缩天然气(CNG)，与汽油车相比，天然气汽车排放的尾气中一氧化碳含量降低约90%、二氧化碳减少约70%，颗粒物排放可降低约40%，铅化物排放几乎不存在。

理论计算和实际试验结果表明：天然气汽车是名副其实的低碳汽车。

对于现代内燃机来说，依据理论计算、室内台架和道路试验表明，每升柴油燃烧后排放的二氧化碳的质量为2650g，每升汽油燃烧后排放的CO₂质量为2370g;每千克天然气燃烧后排放的CO₂的质量为2705g。H级天然气的热值为8.7464kW•h/m3或13kW•h/kg;95号汽油的热值为8.49kW·h/L，柴油的热值为9.79kW•h/L。可见，lkg天然气的热值与1.5L汽油的热值相当，或与1.3L的柴油热值相当。也就是说，天然气与汽油的当量比为1∶1.5(kg/L)，与柴油的当量比为1∶1.3(kg/L)。人们不禁会联想：汽油机和压缩天然气发动机同属点火式内燃机，当以压缩天然气替代汽油时，有可能使整车CO₂排放量大幅度降低。

果真能如此吗？2009年3月，德国大众在莱比锡国际汽车展览会上，展出第六代帕萨特1.4TSI Eco Fuel压缩天然气(CNG)轿车，该车装配的发动机是排量为1.4L、缸内直喷、两级增压（初级为机械增压，次级为废气涡轮增压）的CNG发动机，压缩比高达13∶1，最大功率为110kW，最大扭矩为220N/m;整车百千米CNG消耗量为4.4kg，CO₂排放量为119g/ km，完全满足欧盟将于2012年实施的CO₂排放法规。该车的燃料有消耗量和CO₂排放量都比第六代帕萨特1.4TSI车型低。

通过分析这个车型，我们可以得出以下结论：以CNG替代汽油和柴油，不仅整车动力性、燃料经济性均得到很大改善，而且CO₂排放量能满足欧盟2008年通过的法规要求——130g/km，同时燃料费用较汽油节省40%，所以，选用天然气作为汽车燃料，并装用依据天然气的燃料特性、现代内燃机理论和技术全新设计的第三代CNG发动机，是中级、中高级轿车CO₂排放量达标的最佳选择。

正是由于CNG汽车的节能减排效果显著，运行费用低廉，所以，2008年它在世界范围内的销量较上年增加36.5%，保有量增加30%。在亚洲各国的保有量增加59%，在欧洲各国的保有量增加26.4%。如今，巴基斯坦、阿根廷、巴西和伊朗四个发展中国家的CNG汽车保有量均已超过百万辆，其中巴基斯坦2008年的保有量已超过200万辆。CNG汽车在一些发达国家也呈快速增长趋势，如在意大利，2008年底的保有量已达58万辆。这种燃料变化不仅改善了这些国家的汽车能源结构，而且节省了大量外汇，同时也缓解了温室气体排放的压力。

第六代帕萨特

截至2008年底，我国拥有CNG汽车40万辆，位居世界第七。遗憾的是，我国汽车主管部门始终未对这类汽车的发展予以足够的重视。尽管2007年国家发改委将CNG汽车列入奖励鼓励类项目，但在2009年3月公布的《汽车产业调整和振兴规划》中并未提及发展和推广CNG汽车。这样一来，我国的CNG汽车发展有可能长期处于放任自流状态，技术落后难以避免。

其实在我国，发展天然气汽车具有较大优势。首先，基础较好。1999年，我国开始实施清洁汽车行动。在国务院科教领导小组的领导下，科技部等13个部委联合组织全国19个试点示范城市和相关企业，联合科研机构进行天然气汽车专项技术攻关和示范应用，初步建立起我国天然气汽车产业化平台，并制定了部分标准。成绩来之不易，如果半途而废，十分可惜。

其次，能源供应有保障。据了解，我国天然气远景资源量达50万亿m³，地质资源量35万亿m³，可采资源量22万亿m³。到2030年，我国天然气年产量可达2300亿m³。

2009年9月25日，我国青海省天峻县木里镇成功钻获可燃冰。这是我国首次在陆地发现可燃冰。1m³的可燃冰可以释放出164m³的天然气。可燃冰开采难度大，但预期储量巨大。

再次，配套设施较为完善。2000年2月，我国启动西气东输工程，这项总投资超过1400亿元的工程是仅次于长江三峡工程的又一重大投资项目。按照规划，至2010年，西气东输管线、加气站将覆盖全国260个城市，受益人口近2亿，年供气400亿m³。

目前，我国的天然气汽车主要为公交车和出租车，而电动汽车也主要在这两个领域推广。当支持政策和资金只有“1份”时，电动汽车和天然气汽车“抢食”就不足为奇了。但实际上，发展天然气汽车与电动汽车并不是对立的，在某些方面、某些阶段两者可以实现共同发展。

在国外，使用天然气和电池的混合动力汽车非常普遍，特别是在公共交通领域，在我国，有客车企业已开发出气电混合动力公交车，并进行了示范运行。不过，目前国家政策路线不明，对于气电混合动力汽车没有明确的扶持措施，对其商业化进程有一定的制约。

专家认为：从我国国情和技术水平出发，在客车领域，与电动汽车相比，未来3～5年内，我国应优先考虑发展天然气汽车，同时积极推进电动汽车的产业化进程。

2008年以来，我国提出大力发展“节能与新能源汽车”，而不是单纯提“新能源汽车”，是有深刻含义的。推广天然气汽车、电动汽车，都是发展节能环保汽车问题中应有之义。

2.LNG汽车

天然气经过高强度压缩(20～30MPa)后保存在高压气瓶中成为车用燃料CNG。天然气经过低温（-162℃）深冷处理后成为液态气体车用燃料LNG。

LNG的体积是天然气体积的1/625，也就是说，1L液态LNG可以生成625L气态天然气。因此，LNG汽车的续驶里程远大于CNG汽车，一般在400～500km以上，与燃油汽车相当。LNG的燃烧性能、储存性能、安全性能等为气体燃料中最佳。

CNG发动机与LNG发动机的主要区别在于，压缩天然气在进入汽缸前，需要有一套减压装置进行减压，液化天然气发动机则需要一套增压装置，将液态气经加压后变成气态气。

此外，二者的车载瓶也不同，CNG瓶要承受200个大气压，所以瓶壁厚、重量大；液化天然气瓶要保温，所以密封性比较好。

LNG车载瓶比CNG高压气瓶成本高，但重量轻，装载燃料量大于CNG；综合成本比较，同级别LNG汽车成本略高于CNG汽车。

目前，我国天然气汽车保有量已超过40万辆，主要是大中型客车和出租车，但大多以CNG为燃料，使用LNG燃料的汽车还没有普及。

普及LNG汽车，首先要建设大批LNG加注站，就像汽车需要加油站一样。目前，国内天然气资源比较丰富的地区都建有CNG加气站。由于CNG使用管道天然气，一旦管道供气不稳定，就会影响汽车燃料供应。LNG不使用管网运输，不会与管道“争气”。

LNG汽车加注站不需要大型压缩机，耗能比CNG加气站小，单车加注时间短。LNG泄漏后需要大量吸收热，不易很快燃烧，安全性好。

新型LNG加注站比CNG加气站占地小、节电、加液速度快、安全性好，可以和加油站合建。

新能源LNG公交车

LNG是通过专用低温液罐车从LNG液化厂运输到加注站的，现在国内低温液罐车的生产已具规模，既有整车槽车，也有半挂槽车。

LNG汽车的车载储液瓶是专门存放LNG的低温绝热瓶，可以存储-162℃的低温LNG，并在有效期内保持低温，新型LNG车载瓶安装有阀门、液位计、汽化器和电子控制系统，能使加注站的LNG快速注入液瓶，通过液瓶阀门管路进入汽化器，变成气态天然气，按一定压力送入发动机。

由于点燃方式不同，无论是新型发动机，还是柴油机改造的天然气发动机，除缸体、缸盖、曲轴、连杆等与柴油机基本相同外，进气方式、压缩比、配气机构都要重新设计，还要增加一套水冷装置。

现在，我国的LNG发动机技术已经达到很高水平。刚开始开发发动机时，我们的产品比不过康明斯发动机，技术水平低、可靠性差、节能性差。现在，康明斯的天然气发动机已经被自主品牌发动机挤出国内市场，自主品牌天然气发动机的可靠性与康明斯相当，气耗比康明斯低，价格低20%～30%。盛产天然气的东南亚国家如泰国、马来西亚、新加坡等大量进口我国的天然气发动机和汽车。

目前，我国的天然气汽车生产已经形成了规模，客车、货车、出租车都有，上公告的产品有上百种，并实现了批量出口LNG发动机和汽车。

随着我国天然气资源的不断发现，新疆、内蒙古等地区已经开始建设液化天然气站点。随着进口天然气的增加，深圳、福建、大连等沿海城市建起了液化天然气接收站，有些站已经开通使用，有了充足的气源，LNG汽车有了更广阔的发展前景。

现在世界上只有几千辆LNG汽车的保有量，其中我国有2000多辆，是世界上LNG汽车最多的国家。

2010年，新疆计划发展上万辆LNG汽车，深圳等地已在大力推广LNG公交车，5年之内，我国LNG汽车可能达到几万辆的规模。现在，别的国家还没有大规模开发LNG汽车。在这一领域我国走到了世界前面。

国家863计划《节能与新能源汽车》重大项目咨询专家组组长王秉刚说，LNG汽车是一种有高技术含量的清洁能源汽车，这种车更适合大型运输。经过这几年国家科技项目的引领，我国形成了LNG汽车从零部件到整车的完整研发体系，实现了商业化，形成了出口势头，有非常好的发展前景，一定会在我国汽车大家庭中扮演重要角色。