如今，人們在關(guān)注混合動力、純電動、燃料電池等新能源客車發(fā)展的同時，并沒有忽視天然氣客車對減碳排放和降低對石油依賴程度的貢獻。但當國內(nèi)成品油價格在千呼萬喚之中下調(diào)的同時，為解決天然氣季節(jié)性“氣荒”的供需矛盾，國內(nèi)天然氣卻“借機升值”，有關(guān)部門要求各地原則上按不得低于汽油最高零售價的75%進行調(diào)整。如此，我國天然氣汽車的發(fā)展應該何去何從？筆者的分析也許能給出一部分答案。

    一、“頁巖氣革命”喚起了全球清潔能源增長的新希望

    1、上帝送給人類的地下寶藏：“頁巖氣”

    頁巖氣（shale gas）是指賦存于頁巖縫隙中的天然氣。地質(zhì)學所稱的頁巖，在形成過程中因受到不均衡的壓力，使之發(fā)生變形、錯位，在頁巖中產(chǎn)生一些裂縫。如果此處的石油地質(zhì)條件好，則天然氣就可能在這些裂縫中形成頁巖氣。為了區(qū)別以往的常規(guī)天然氣，人們也稱其為“非常規(guī)天然氣”。

    由于以往的技術(shù)不能實現(xiàn)對“非常規(guī)天然氣”的開采，這種在世界各地蘊藏量極大的頁巖氣資源一直處于被擱置的沉睡狀態(tài)。近幾年，美國通過水平打鉆技術(shù)、液壓斷層技術(shù)或?qū)⑦@兩種技術(shù)結(jié)合運用，粉碎了堅硬的巖層并取得了技術(shù)性突破，成功地實現(xiàn)了對頁巖氣的商業(yè)性開采和利用。這種對人類有巨大貢獻的開采技術(shù)被

    業(yè)內(nèi)稱為“頁巖氣革命”。

    美國萊斯大學的能源專家艾米·邁爾斯·賈菲認為，“發(fā)掘世界各地的巨大頁巖氣資源是一個突圍性游戲，這將改變天然氣資源的地緣政治”。“頁巖氣”成了上帝送給人類的地下寶藏。

    2、美國的頁巖氣寶藏首先開挖，受益匪淺

    “頁巖氣革命”使美國可開采天然氣的埋藏量3年來增加了20%。美國頁巖氣年產(chǎn)量由2007年的340億m3飛躍性地增加至2009年的900億m3。預計到2015年，美國頁巖氣的年產(chǎn)量將達到1800億m3。美國天然氣總產(chǎn)量之所以能保持穩(wěn)定增長，就是因為非常規(guī)天然氣占的比重越來越大，其產(chǎn)量已經(jīng)占到天然氣總產(chǎn)量的近1/5。當前美國頁巖氣和煤層氣的產(chǎn)量之和比中國常規(guī)天然氣的產(chǎn)量還要高很多。

    美國已探明和潛在的天然氣儲量，若以目前的需求量計算還可以使用90年。權(quán)威的“潛在氣體燃料委員會”估計，美國最新增加的天然氣儲量，比世界天然氣儲量第三位的卡塔爾已探明儲量的一半還要多。而且，隨著勘探和開采技術(shù)的進一步完善，美國可供開采的天然氣儲量今后還將大大增加。

    3、“頁巖氣革命”導致天然氣過剩，不是“天方夜譚”

    全球非常規(guī)天然氣資源主要分布在加拿大、俄羅斯、美國、中國、拉美等國家和地區(qū)。據(jù)估算，目前全球非常規(guī)天然氣產(chǎn)量每年約為3242億m3，為常規(guī)天然氣資源量的4.56倍。其中，煤層氣資源量為256.3萬億m3，頁巖氣資源量約456萬億m3，致密氣資源量約為209.72萬億m3。

    2009年11月，在北京召開的國際能源署（IEA）《2009世界能源展望》研究報告發(fā)布會上，該機構(gòu)總干事田中伸男在做主旨發(fā)言時表示，北美非常規(guī)天然氣未曾預料到的蓬勃發(fā)展，以及經(jīng)濟萎縮造成的需求下降，將會造成未來幾年全球天然氣供應的極大過剩。相應的，主要地區(qū)間的管線運輸能力和全球液化天然氣液化產(chǎn)能的利用不足，也會從2007年的600億m3上升到2012～2015年的將近2000億m3，產(chǎn)能利用率將從88％下降到不足75％。

    受天然氣過剩的影響，北美地區(qū)的天然氣價格從2008年的接近9美元/百萬英熱單位降至2009年9月上旬的不足3美元/百萬英熱單位，降價幅度高達2/3。

    4、歐洲天然氣應聲降價45%，收益頗豐

    近來，原先出口美國的天然氣轉(zhuǎn)向歐洲。被擠出美國市場的卡塔爾等中東和非洲產(chǎn)區(qū)的液化天然氣流入歐洲，從而使歐洲減少了從俄羅斯的進口，引發(fā)歐洲天然氣價格大幅下跌。受供求規(guī)律的影響，去年歐盟液化天然氣的現(xiàn)貨市場價格比俄羅斯生產(chǎn)的天然氣價格要低45%，使歐洲各國也成了“頁巖氣革命”的受益者。

    為了大規(guī)模開采本地區(qū)的頁巖氣，歐洲主要國家除大量投資外，同時致力于開采頁巖氣所造成的環(huán)境問題的研究，并進一步完善開采、儲存、液化和傳輸?shù)雀鱾€環(huán)節(jié)的技術(shù)。

    5、俄羅斯天然氣過剩、出口減少，霸主地位被取代

    隨著世界天然氣市場的變動，俄羅斯能源帝國的地位被削弱，去年天然氣產(chǎn)量比上一年下降了12%，時隔7年將天然氣產(chǎn)量世界第一的地位讓給了美國。去年，美國的天然氣年產(chǎn)量達到6240億m3，遠遠超過了年產(chǎn)量為5820億m3的俄羅斯。根本原因在于美國頁巖氣生產(chǎn)已經(jīng)走上正軌，大幅減少進口不僅打亂了原有的市場結(jié)構(gòu)，而且還沖擊了國際天然氣的價格市場。

    俄羅斯政府對世界天然氣市場的份額變動充滿了憂慮。俄總統(tǒng)梅德維杰夫在一次演說中就說，或許有一天俄羅斯的能源將沒有人買。為此，他呼吁俄羅斯經(jīng)濟加快轉(zhuǎn)型，早日改變單純依靠石油和天然氣出口發(fā)展經(jīng)濟的狀況——目前來自石油和天然氣產(chǎn)業(yè)的稅收占俄羅斯國家財政的50%。

    俄羅斯國內(nèi)大型氣田的開發(fā)也亮起了黃燈。國營“俄天然氣工業(yè)股份公司”最近宣布，將其在北極圈內(nèi)的最大天然氣田的開發(fā)計劃推遲3年，使這個面向美國的開采計劃和出口前景幾乎破滅。

    6、我國頁巖氣開采的前景：非常廣闊

    今年5月在北京舉行的第十三屆科博會中國能源戰(zhàn)略高層論壇上，中國科學院院士、中國石油企業(yè)協(xié)會會長胡文瑞指出，非常規(guī)天然氣資源具有低碳、潔凈、綠色、低污染的特性，開發(fā)利用技術(shù)也日趨成熟，是我國新能源發(fā)展的重要方向。

    美國對中國頁巖氣地質(zhì)儲量的初步評估是100萬億m3，非常規(guī)天然氣資源量已經(jīng)發(fā)展成為常規(guī)天然氣的

    5.01倍。2009年11月，美國總統(tǒng)奧巴馬訪華期間，與中國政府簽訂了一系列能源合作協(xié)議，頁巖氣開發(fā)是其中之一。相信頁巖氣將成為我國清潔能源的重要補充。

    二、天然氣汽車在世界各地的發(fā)展方興未艾

    1、天然氣汽車的種類

    天然氣汽車根據(jù)燃料的裝載方式分為壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣（LNG）和吸附天然氣（ANG）汽車。其中，CNG汽車是將天然氣直接壓縮至20MPa的高壓車載容器內(nèi)；LNG汽車是將天然氣冷凍至-162℃使之成為液體，使容積縮小至1/580狀態(tài)注入超低溫車載容器內(nèi)；ANG汽車是通過容器內(nèi)的吸附材料將天然氣貯存于壓力僅為數(shù)MPa的容器內(nèi)。

    現(xiàn)在，在世界各地使用的天然氣汽車中，絕大多數(shù)為壓縮天然氣汽車，并有單一燃料、雙燃料、混合燃料和混合動力幾種類型（圖1）。

    2、發(fā)展天然氣汽車的幾大優(yōu)點

    （1）環(huán)境性能好

    用天然氣作為汽車燃料，不僅可以替代石油、降低燃料費用，而且作為一種“清潔燃料”，可以大大減少對環(huán)境的污染。天然氣在常溫下為氣態(tài)，與空氣混合進入發(fā)動機氣缸，混合氣均勻、燃燒比較完全，從而改善了發(fā)動機的排放性能。與汽油相比，CO可降低70%，NOx和非甲烷類可降低80%，CO2可降低30%，HC可降低70%，顆粒排放幾乎為零。

    （2）更適合用于汽車燃料

    天然氣燃料用于輕型車、乘用車、卡車和客車，具有十分廣泛的應用范圍。新技術(shù)使動力性、經(jīng)濟性并不遜色于傳統(tǒng)燃料汽車。天然氣汽車冷起動性能好，噪聲、振動指標比同類型柴油車有大幅改善。發(fā)動機使用壽命長，與傳統(tǒng)燃料相比，整個壽命周期內(nèi)可降低約50%左右的維修成本。

    （3）安全性好

    天然氣的比重比空氣低，出現(xiàn)泄漏時能夠及時向空中飄散，其基本構(gòu)造除燃料供給系統(tǒng)外均與傳統(tǒng)燃料汽車相同。獨特的燃料供給系統(tǒng)裝有過流防止閥、安全閥、截止閥等安全裝置，壓力容器、管路、聯(lián)接器等均為特殊設(shè)計，確保天然氣汽車的安全性與傳統(tǒng)相當。

    （4）不足之處日漸完善

    由于天然氣燃料以氣體壓縮方式存貯，容積效率遠不如汽柴油，使一次加注燃料的行駛里程比傳統(tǒng)燃料縮短1/3～1/4。增加車載燃料容器數(shù)量生的“蝴蝶效應”效應，不僅對歐美的天然氣價格造成嚴重沖擊，其余波也給世界能源結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來影響。

    韓國非?？春眠@種“非常規(guī)天然氣的前景，進一步加大了天然氣汽車的普及力度。日本燃氣協(xié)會在今年1月對韓國進行的實地考察中發(fā)現(xiàn)，韓國政府從致力于改善大氣環(huán)境和減少對石油的依賴的目的出發(fā)，大力推廣天然氣公共汽車、天然氣載貨汽車的使用。其中，壓縮天然氣（CNG）公共汽車在韓國的普及率已經(jīng)迅速增長至75％；承擔城市區(qū)間運輸?shù)囊夯烊粴猓–NG）載貨汽車將有10000輛的增置計劃。韓國環(huán)境部的目標是：到2012年全國天然氣公共汽車的普及率達到90%，計劃新增28000輛天然氣公交汽車。

    通過以上分析可以看出，來自美國的“頁巖氣革命”不僅是一個世界性的能源突圍游戲，其“蝴蝶效應”很快會引發(fā)世界能源供給結(jié)構(gòu)的深刻變化。加之汽車能源尤其是清潔燃料的可選范圍有限，利用國際天然氣資源，增加國雖然可以提高汽車的續(xù)駛能力，但對整備質(zhì)量的影響也是明顯的。通過采用輕量化高壓容器和增加車載容器數(shù)量，使其與傳統(tǒng)燃料汽車的續(xù)駛能力逐漸拉近，一次加注燃料的行駛里程將大大提高。隨著車載天然氣容器輕量化技術(shù)的采用，使其對整備質(zhì)量的影響變得更小。

    3、世界主要國家天然氣汽車及加氣站普及狀況

    如今，全球天然氣汽車的市場份額進入了一個迅猛增長的新階段，預計從2008年的970萬輛成倍增長至2015年的的1700萬輛。目前，世界主要國家天然氣汽車普及情況是：巴基斯坦200萬輛、阿根廷175萬輛、巴西160 萬輛、伊朗100萬輛、印度65萬輛、意大利52萬輛、中國40萬輛、哥倫比亞28萬輛、孟加拉15萬輛、泰國13萬輛（2009年12月MRI的報告）等。其中，巴基斯坦、巴西、印度、哥倫比亞、孟加拉等國家近幾年壓縮天然氣汽車的保有量激增，特別是伊朗的年增長量持續(xù)保持在300萬輛以上，數(shù)年后將成為世界上壓縮天然氣汽車保有量最大的國家。

    圖2為世界主要國家天然氣汽車保有量與加氣站普及情況的對應關(guān)系現(xiàn)狀。其中，巴基斯坦、、阿根廷、巴西、意大利、印度等國的壓縮天然氣汽車與加氣站數(shù)量的比例及發(fā)展趨勢大體相同（見圖1）。只有美國、德國等發(fā)達國家與前述國家有較大區(qū)別，同等CNG汽車保有量所配置的加氣站數(shù)量比例很高。

    4、從一份調(diào)查報告看各國發(fā)展天然氣汽車的初衷

    一份來自日本三菱綜合研究所（MRI）的《海外動向調(diào)查報告書（2009年12月）》扼要說明了世界主要國家大力發(fā)展天然氣汽車的目的與初衷（表1）。

    5、蝴蝶的翅膀煽動了韓國

    將使90%公交車用天然氣內(nèi)天然氣產(chǎn)量，鼓勵發(fā)展天然氣客車，據(jù)日本《經(jīng)濟新聞》2010年2月3應該是一條符合能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略和發(fā)展潮日報道，由于美國“頁巖氣革命”產(chǎn)流的利國、利民之路。