綠色、低碳、環(huán)保、減少主要污染物排放、應(yīng)對全球氣候變暖、保護人類生存環(huán)境、走可持續(xù)發(fā)展的道路,已經(jīng)成為聯(lián)合國和各國領(lǐng)導(dǎo)人高度關(guān)注并著力解決的重要課題,成為各國在發(fā)展中高度重視的基本國策。
減少主要污染物的排放在我國"十一五"規(guī)劃中就作為規(guī)劃的主要控制目標予以明確。今年剛剛頒布的我國"十二五"發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)思想之一就是:"堅持把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的著力點。深入貫徹節(jié)約資源和保護環(huán)境基本國策。節(jié)約能源,降低溫室氣體排放強度,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,推廣低碳技術(shù),積極應(yīng)對全球氣候變化。促進經(jīng)濟社會發(fā)展與人口資源環(huán)境相協(xié)調(diào),走可持續(xù)發(fā)展之路。""十二五"規(guī)劃再次把控制主要污染物的排放列為經(jīng)濟社會發(fā)展的主要目標。
能源短缺和環(huán)境污染受到人類的普遍關(guān)注,節(jié)能減排、控制主要污染物的排放已經(jīng)成為全人類的共識。汽車排放已經(jīng)成為大氣污染的主要來源。我們汽車行業(yè)的從業(yè)人員要提高節(jié)能減排的思想認識和職業(yè)操守,主動投入到節(jié)能減排的偉大事業(yè)中,為改變?nèi)祟惿姝h(huán)境做出積極努力,走可持續(xù)發(fā)展的道路。"節(jié)能減排,人人有責(zé),人人作貢獻"。
汽車能源向多元化、清潔燃料轉(zhuǎn)型是未來發(fā)展的必然趨勢。
天然氣通常狹義而講是指:主要由甲烷組成的氣態(tài)化石燃料,主要存在于油田和天然氣田,也有少量出于煤層。天然氣燃燒后無廢渣、無廢水產(chǎn)生,相對于煤炭、石油等能源具有使用安全、熱值高、無結(jié)晶等明顯優(yōu)勢。是目前最具有推廣價值的、能高效減少污染物排放的汽車燃料。
天然氣汽車的產(chǎn)品管理、技術(shù)開發(fā)、法規(guī)標準、生產(chǎn)和推廣應(yīng)用體系已經(jīng)初步建立,為天然氣汽車進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
從天然氣供應(yīng)能力和天燃氣汽車的發(fā)展現(xiàn)狀來看,隨著國家推廣天然氣汽車的優(yōu)惠政策不斷出臺,推廣力度不斷加大,天然氣汽車在汽車客運市場的發(fā)展必將成為大趨勢。
一、國內(nèi)外天然氣汽車技術(shù)概述
以液化天然氣(LiquefiedNaturalGas,簡稱LNG)為燃料的汽車稱為液化天然氣汽車。它的主要成分是甲烷,無色、無味、無毒、無腐蝕性。它是將液化天然氣儲存在溫度為112K、壓力為0.1Mpa左右的儲存罐內(nèi),其密度為標準狀態(tài)下的625倍,體積能量密度為汽油的72﹪,重量為同體積水的45﹪左右。
以壓縮天然氣(CompressedNaturalGas,簡稱CNG)為燃料的汽車稱為壓縮天然氣汽車,是天然氣加壓(3600磅∕英寸2),以氣態(tài)儲存在容器中,它與管道天然氣組分相同。LNG可以用來制作CNG。
以液化石油氣(LiqefiedPetroleumGas,簡稱LPG)為汽車燃料的稱為液化石油氣汽車。它與LNG和CNG化學(xué)組分不同,它是液化石油氣燃料。它的主要成份是丙烷(超過95%),還有少量丁烷。LPG在適當?shù)膲毫ο乱砸簯B(tài)儲存在儲存器中,常用作炊事燃料。在國外已經(jīng)用作輕型車輛燃料多年。在香港已經(jīng)有LPG出租車的應(yīng)用。
天然氣汽車一般分為三種:
1、完全以LNG為燃料的汽車;
2、LNG與柴油混合使用的雙燃料汽車;
3、LNG與汽油替換使用的兩用燃料汽車;
這三種LNG汽車的燃氣系統(tǒng)基本相同,都是以LNG儲存在儲存罐內(nèi),通過氣化裝置氣化為0.5MPa左右的氣體供給發(fā)動機。其主要構(gòu)成有LNG儲存罐、氣化器、減壓調(diào)壓閥、混合器、控制系統(tǒng)等。車用LNG儲存罐一般采用雙層金屬真空加多層纏繞絕熱技術(shù),國內(nèi)外都能生產(chǎn)。氣化器一般采用發(fā)動機冷卻水作熱源,通過調(diào)節(jié)發(fā)動機工況調(diào)節(jié)其氣化量。
目前國內(nèi)外解決汽車污染物排放的主要技術(shù)路線是:
1、混合動力內(nèi)燃機汽車;
2、以天然氣為基礎(chǔ)的燃氣汽車;
3、電動汽車;
其中燃氣汽車的技術(shù)最成熟、商業(yè)化應(yīng)用最廣泛。因此,天然氣汽車必將成為發(fā)展趨勢。
二、國內(nèi)外天然氣汽車應(yīng)用狀況
(一)國外天然氣汽車的發(fā)展情況
近幾年天然氣汽車的年增長率超過30%,據(jù)世界燃氣汽車協(xié)會的統(tǒng)計,截至2009年,在政策的鼓勵下,全世界天然氣汽車總量已超過850萬輛。
根據(jù)國際NGV(NaturalGasVehicles)協(xié)會(IANGV)最新公布的(不完全)統(tǒng)計結(jié)果顯示,截至2008年底,全世界有80多個國家使用NGV,其中排名前15位的國家共有NGV960多萬輛,加氣站14570座。其中巴基斯坦、阿根廷、巴西、伊朗、印度和意大利的NGV保有量居世界前六位,分別為200萬輛、174.5萬輛、158萬輛、100萬輛、65萬輛、58萬輛。近幾年亞太地區(qū)的NGV發(fā)展迅速,2000-2008年年均增長達到53.4%,在前15名的國家中有6個(包括中國)在亞太地區(qū),共有NGV432.77萬輛,占45%。
另據(jù)媒體的報道,加拿大、新西蘭、阿根廷、荷蘭、法國等國家正在積極執(zhí)行汽車燃料向天然氣轉(zhuǎn)化的國家計劃,并在價格、稅收、收費標準、信貸方面制訂了行業(yè)標準和法規(guī)。荷蘭的整個汽車運輸業(yè),50%的汽車已經(jīng)采用了天然氣燃料;維也納95%和丹麥87%的公共汽車均為NGV。西歐許多國家為了鼓勵發(fā)展NGV,在稅收上給以優(yōu)惠,減稅差額德國達到50%,荷蘭達到70%,平均達到50%;除此之外,對改裝為NGV的車主,從改裝之日起可免稅3年。獨聯(lián)體國家的NGV也發(fā)展很快,2004年獨聯(lián)體6個國家共有NGV16萬輛,但到2008年,僅烏克蘭和亞美尼亞兩國就有天然氣汽車22萬多輛。獨聯(lián)體國家主要的鼓勵政策是價格優(yōu)惠。俄羅斯、烏克蘭等都規(guī)定天然氣的價格不高于汽油的50%(相同油當量);亞美尼亞的天然氣價格略高,為柴油的61%、汽油的53%。澳大利亞政府對新購置燃氣汽車的發(fā)動機、關(guān)鍵零部件和整車產(chǎn)品給車主每輛車補助1000澳元,對從燃油改為燃氣的私家車政府補貼2000澳元。巴基斯坦對加氣站設(shè)備給予免稅優(yōu)惠。
各國發(fā)展NGV背景和路線不同,政策做法也有差異,但有共同的規(guī)律可循,主要有以下幾種情況:
1、天然氣進口免關(guān)稅;
2、天然氣加氣站建設(shè)給予政府財政補貼;
3、控制天然氣價格,使天然氣價格與燃油價格的比價具有絕對比價優(yōu)勢;
4、政府和公務(wù)系統(tǒng)用車強制使用天然氣汽車;
5、免收天燃氣銷售稅;
6、通過立法和建立天燃氣標準體系推廣天然氣的應(yīng)用。
7、免征天燃氣增值稅;
8、對于燃油汽車改用天然氣汽車給予政府補貼。
(二)我國天然氣汽車的發(fā)展情況
我國大力實施節(jié)能減排和替代新能源的政策,有力地推動了天然氣汽車的普及與應(yīng)用,天然氣汽車保有量逐年大幅度增加。從2000年的不足一萬輛,發(fā)展到目前的超過一百萬輛。
各NGV示范推廣城市出臺的具體政策主要有:
(1)保持油氣合理比價,確保天然氣價格優(yōu)惠;
(2)購天然氣汽車(改車)政府適當補貼;
(3)對燃氣汽車的各種費用(包括稅費、購置費、城市增容費、客運管理費、燃油車輛排污費等)給予減免;
(4)對加氣站用地、用電、用氣給予優(yōu)先和優(yōu)惠政策,對新建加氣站的配套費用和所得稅給予減免;
(5)要求企業(yè)在出租車和公交車更新時,必須使用天然氣等清潔代用燃料汽車。
近幾年,我國發(fā)改委、工信部、交通運輸部等國務(wù)院相關(guān)部委,都把推廣使用清潔能源汽車作為節(jié)能減排的重要工作列入日程,加大推廣工作力度。因此,天然氣汽車的應(yīng)用必將成為發(fā)展趨勢。
三、使用天然氣汽車的必要性和可行性
(一)"節(jié)能減排、以氣代油"技術(shù)成熟、現(xiàn)實可行
1、天然氣汽車生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品系列已經(jīng)比較成熟,已經(jīng)成功的發(fā)展到商業(yè)運行階段。國內(nèi)外均已經(jīng)取得良好的應(yīng)用經(jīng)驗,具備了廣泛的社會應(yīng)用基礎(chǔ)。天然氣汽車的發(fā)展已經(jīng)走上了政府主導(dǎo)、科技支撐、示范先行、產(chǎn)業(yè)提升的發(fā)展道路。
2、使用天然氣是發(fā)展低碳運輸?shù)闹匾緩?。道路運輸節(jié)能減排、低碳發(fā)展,關(guān)鍵是能源的效率和清潔問題,需要采用管理和科技兩種手段,從兩方面下功夫:
一方面,從管理入手,制定天然氣汽車總體推廣方案。提高能源利用效率,降低油耗和排放。另一方面,從科技進步入手,不斷開發(fā)天然氣汽車新技術(shù)、新產(chǎn)品,調(diào)整能源和車輛結(jié)構(gòu),利用低碳清潔能源,推廣使用天然氣汽車。
3、使用天然氣汽車、是減少汽車有害氣體排放、節(jié)能減排、綠色環(huán)保、低碳運輸?shù)闹饕緩?。汽車尾氣污染是氣候變暖、環(huán)境惡化的主要原因。過去10年全球二氧化碳排放總量增加了13%,而源自汽車、輪船、飛機和火車等交通工具的碳排放增長率已達25%。其主要污染物包括:一氧化碳(CO)、碳氫化合物(CHX)、氮氧化合物(NOX)、二氧化硫(SO2)、煙塵微粒、甲醛等。
截至2009年底,全球已有9億多輛汽車,每年消耗石油數(shù)十億噸;同時排放數(shù)百億噸有害氣體和煙塵微粒,嚴重污染環(huán)境,危害人類健康,催生溫室效應(yīng)。因此,努力減少汽車尾氣污染,是節(jié)能減排的主要目標。
4、"以氣代油"優(yōu)勢明顯,應(yīng)大力推廣應(yīng)用。天然氣是公認的低碳清潔能源,資源多、熱值高;NGV排放低、效益好、安全可靠,是名副其實的汽車環(huán)保燃料,已經(jīng)在全世界廣泛使用,具備了大范圍推廣的條件。
(二)天然氣汽車優(yōu)勢
1、目前使用的天然氣汽車主要是LNG汽車,而LNG是將天然氣先凈化,除掉其中的凝析油、重?zé)N并脫去各種有機硫化物等雜質(zhì),然后再進行加壓、制冷液化。它的各種氣體雜質(zhì)和固體顆粒,鉛、苯等有害物質(zhì)基本為零。因此,LNG汽車可以大幅度減少汽車污染物排放,是目前最有效的節(jié)能減排途徑。
2、可降低燃料成本,有良好的經(jīng)濟價值。按照天然氣和燃油消耗1.2:1柴油單價:7.25元、長途客車年車輛總行程:20萬KM、百車公里柴油消耗:23升、天然氣和柴油比價0.65:1測算:
天然氣單位消耗費用:7.25×0.65×1.2=5.655元
柴油單位消耗費用為:7.25元
天然氣單位消耗節(jié)省費用:7.25-5.655=1.595元
單車年天然氣汽車節(jié)省燃油費用:200000÷100×23×1.595=73370元
3、發(fā)動機壽命延長。天然氣辛烷值(表示燃料抗爆性的指標)在130左右,比汽油高30左右。所以天然氣作為汽車燃料燃燒完全,發(fā)動機少積碳,燃燒運轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音小,減少了氣阻和爆震,使發(fā)動機壽命延長,維修費用減少。
4、運行安全可靠。天然氣的燃點為650℃,爆炸極限為4.6%-14.57%。汽油燃點為427℃,爆炸極限為1%-7.6%;柴油的燃點是220℃。天然氣燃點為汽油的1.5倍,為柴油的3倍。天然氣比空氣輕(常壓下比重0.58),如有泄露,會很快擴散,而不會像汽油那樣積聚在發(fā)動機周圍形成爆炸混合物,遇明火引起爆炸。
(三)天然氣汽車的發(fā)展已經(jīng)成為基本國策
天然氣是清潔能源,使用清潔能源替代汽車燃油,是國家能源政策的要求,也是節(jié)能減排的主要措施。
(四)發(fā)展天然氣,氣源有保障
氣源保障是發(fā)展NGV的前提和基礎(chǔ)。由于每年冬季一些地方發(fā)生"氣荒",導(dǎo)致汽車運輸企業(yè)對使用NGV望而生畏。但是從世界和我國天然氣生產(chǎn)消費和供需形勢的全面分析判斷,發(fā)展NGV的氣源是有保障的;而且近1至3年是發(fā)展NGV的難得機遇期。其主要依據(jù)如下:
1、世界天然氣儲量上升,價格下降。
根據(jù)美國《油氣雜志》和英國《BP世界能源統(tǒng)計2009》發(fā)布的數(shù)據(jù),全球天然氣剩余探明儲量,2009年為187.76萬億立方米,同比增長5.7%,儲采比為62.5(年),超過石油(40多年)。隨著煤層氣、頁巖氣、可燃冰等非常規(guī)天然氣的勘探開發(fā),世界的天然氣儲量將繼續(xù)穩(wěn)定增長,價格下降。
2、我國天然氣可采儲量、產(chǎn)量、消費量大幅上升。
我國陸地和近海海域115個含油氣盆地中,常規(guī)天然氣遠景資源量為56萬億立方米,地質(zhì)資源量為35萬億立方米,可采儲量為22萬億立方米。天然氣資源主要分布在西部的塔里木、鄂爾多斯、四川、柴達木、準噶爾盆地,東部的松遼、渤海灣盆地,以及東部近海海域的渤海、東海和鶯瓊盆地。
注:遠景資源量是指油氣的可能聚集總量,即有可能找到的最大量;地質(zhì)資源量是指在目前的技術(shù)條件下最終可以探明的油氣總量,包括已探明和尚未探明的;可采資源量是指在未來可預(yù)見的技術(shù)條件下可以采出的油氣總量,包括已經(jīng)采出的、已探明未采出的和未探明的。
我國2010年天然氣消費量1080億立方米,年增長200億立方米,年增長22.7﹪。國家《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011-2020)》,"到2015年,天然氣利用規(guī)模在能源消費結(jié)構(gòu)中的比例預(yù)計將從目前的3.9%提高到8.3%左右","天然氣的消費量可能達到2600億立方米"。
3、近兩年是我國天然氣供需結(jié)構(gòu)重新布局的關(guān)鍵時期,也是NGV發(fā)展的機遇期。
目前,我國天然氣的供應(yīng)以國內(nèi)生產(chǎn)為主,進口為輔,但對外依存度將逐年上升。我國天然氣的供應(yīng)商主要是中石油、中石化和中海油(以下簡稱"三大公司"),其中,中石油約占市場份額的80%。車用天然氣的供應(yīng),中石油以CNG為主,中海油以LNG為主。"三大公司"發(fā)展天然氣市場和業(yè)務(wù)有三個共同特點:一是都把發(fā)展天然氣列為重點,整合內(nèi)部資源,制定發(fā)展規(guī)劃,成立專門經(jīng)營天然氣下游業(yè)務(wù)的機構(gòu);二是加強天然氣資源的勘探開發(fā)和進口,氣源生產(chǎn)和供應(yīng)能力均迅速增長;三是各自發(fā)揮優(yōu)勢,擴大市場份額,在競爭中快速發(fā)展。
近幾年,我國天然氣總體的生產(chǎn)和供給能力已經(jīng)出現(xiàn)快速增長的勢頭,消費結(jié)構(gòu)和市場格局正在競爭中重新調(diào)整。據(jù)有關(guān)資料和媒體報道,到"十二五"末之前,中石油的中亞管道、西氣東輸一線、二線、中緬管道、中土管道、中俄管道、深圳LNG、大連LNG、江蘇LNG等供氣項目將陸續(xù)投產(chǎn)。中海油在加大海上油氣勘探開采的同時,已經(jīng)簽訂了每年1600萬噸LNG進口合同,投產(chǎn)了深圳、福建和上海三個接收站;預(yù)計在未來的5年,在廣東、浙江、海南和江蘇等地建設(shè)的LNG接收站將陸續(xù)投產(chǎn),LNG的年進口總規(guī)模將達到3500萬噸以上。中石化計劃2011年國內(nèi)天然氣年產(chǎn)量將達到170億立方米,2015年將達到250億立方米。
按照上述預(yù)測,到2015年我國天然氣的年供給能力可達到或超過3000億立方米,這為天然氣汽車的發(fā)展提供了較為充足的氣源條件。但是天然氣的利用基本上屬于資源供應(yīng)驅(qū)動型,即受供給能力和管網(wǎng)延伸、LNG接收站布局情況的約束,因此供需的平衡需要有一個過程。由于我國的天然氣的供應(yīng)量在短期內(nèi)快速增加,而下游的配氣管網(wǎng)、加氣站的建設(shè)和市場有效需求由于種種原因滯后,局部地區(qū)將在一段時間內(nèi)出現(xiàn)天然氣供過于求的現(xiàn)象。
綜上所述:目前我國道路運輸推廣使用NGV,對轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、調(diào)整運力結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)低碳運輸、提升行業(yè)競爭能力和發(fā)展能力意義重大;并在國家政策、氣源保障、技術(shù)裝備、資金投入、市場需求等方面具備良好的條件。面臨天然氣行業(yè)快速發(fā)展的新形勢,機遇難得,應(yīng)當抓住機遇,大力推廣NGV,加快實現(xiàn)綠色和低碳運輸?shù)牟椒ァ?/P>
四、天然氣汽車推廣存在的主要問題
1、加氣站建設(shè)滯后,沒有形成網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致汽車客運想使用天然氣汽車的愿望無法實現(xiàn)。加氣站網(wǎng)絡(luò)的形成足以影響天然氣推廣的命運。它是天然氣應(yīng)用不可或缺的關(guān)鍵因素;
2、天然氣價格各地不平衡,價格混亂。國家應(yīng)該實行天然氣與燃油價格具有絕對比價優(yōu)勢的政策;
3、在深圳,天然氣價格僅僅比柴油底一元錢,柴油與天然氣比較,沒有燃料比對經(jīng)濟性優(yōu)勢;
4、天然氣汽車購置單價比柴油汽車高7-9萬元。國家需加大天然氣汽車補貼政策;
5、使用中存在新技術(shù)與傳統(tǒng)汽車維修系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和適應(yīng)問題,導(dǎo)致故障率較高;
6、國家優(yōu)惠政策還沒有達到企業(yè)的期望值,導(dǎo)致企業(yè)應(yīng)用天然氣汽車的積極性不高。
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