研究與探素』 UYUTANSU(孫繼紅:天然氣汽車應(yīng)用的探討天然氣汽車應(yīng)用的探討孫繼紅(合肥燃氣集團有限公司,安徽合肥230041)摘要:由于汽車尾氣排放對環(huán)境造成的污染日益嚴重,以及對石油資源日漸減少的擔(dān)憂,世界各國都在尋求開發(fā)新的能源如電池天然氣、液化石油氣、甲醇等替代汽油。而其中天然氣以其使用清潔、分布廣泛、價格低廉等優(yōu)點得到廣泛的應(yīng)用關(guān)鍵詞:環(huán)境;能源;天然氣汽車;石油汽車中圖分類號:U473.24;U469.79文獻標識碼:A文章編號:1673-5781(2006)040306030引言求的43%屆時我國的石油資源短缺會更加嚴重。到2000年底,我國石油累計探明可采儲量為6億t,能源和環(huán)境是人類最關(guān)心的兩個問題,也是21到2020年,預(yù)計會達到85~94億t。按照最高年產(chǎn)世紀世界各國堅持走可持續(xù)發(fā)展道路的重要戰(zhàn)略問油2億t測算,我國石油可采資源僅可延續(xù)到2040題,高速發(fā)展的汽車保有量,給人類帶來了經(jīng)濟繁榮年,因此石油資源的短缺會制約我國汽車工業(yè)和經(jīng)濟和物質(zhì)文明,同時也給城市帶來了汽車能源的緊張和的發(fā)展?？梢钥闯?尋找替代能源,開發(fā)和發(fā)展替代嚴重的大氣污染石油的氣體燃料汽車對全世界尤其是對我國都是關(guān)石油汽車原料將會嚴重不足系到社會經(jīng)濟,尤其是支柱產(chǎn)業(yè)—汽車工業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題口。隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展,全世界的汽車產(chǎn)量和汽車保有量都在不斷增加;目前全世界的汽車產(chǎn)量已超過2石油汽車嚴重污染環(huán)境5000萬輛,汽車保有量已達8億輛,汽車運行消耗石汽車保有量增多的另一嚴重問題是排放帶來的油量占全世界石油產(chǎn)量的一半以上;依據(jù)國外研究報大氣環(huán)境污染。以石油為燃料的汽車排放的污染物告及世界上石油的蘊藏資源和消耗量的預(yù)測,全世界達140多種,占大氣環(huán)境污染的60%~70%;燃油汽的石油資源僅能夠供人類使用約50年;即到21世紀車排出的一氧化碳可使人缺氧中毒,乃至窒息死亡;中葉,汽車以石油作燃料的時代將會結(jié)束。碳氫化合物對人體有麻醉作用同時與氮氧化物發(fā)生隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國的汽車產(chǎn)量和?；瘜W(xué)反應(yīng),導(dǎo)致化學(xué)煙霧污染;氮氧化物對人體呼吸有量也在迅速增加;2003年我國汽車保有量為百人系統(tǒng)具有強烈的刺激作用,侵害肺部,使生命陷入危1.8輛,2000~2004年,我國汽車保有量呈加速增長險狀態(tài);同時汽車排出的碳氫化合物、一氧化碳還危態(tài)勢,分別為:10.73%、12%、13,94%、16%和及人類生存的地球上空的臭氧層;燃油汽車的排放污17.5%,2005年和2004年增速基本持平。國家信息染已成為世界上的主要公害之一;是造成酸雨,光化中心發(fā)布預(yù)測稱,我國從2005年起汽車保有量年均學(xué)反應(yīng),臭氧層破壞,溫室效應(yīng)以及使人類致癌、心血增長將達到16%以上,并由此預(yù)測,到2010年我國管、神經(jīng)性等疾病的嚴重污染源21汽車保有量將在5600萬輛以上。2000年,我國機動根據(jù)世界衛(wèi)生組織2005年公布的報告,在全球車消耗的石油為6560萬t,約占全國總石油消費的空氣污染最嚴重的10個城市排名中,中國有包括北1/3。2004年我國進口原油1.23億t,加上國產(chǎn)1.7京在內(nèi)的7個,太原市名列第一,是世界上空氣污染億t,總消費近3億t。有關(guān)部門預(yù)測,2010年我國機最重的城市。中國已成為世界上大氣污染最為嚴重動車的燃油需求將達1.38億t,為當年全國石油總需的國家之一。在實行環(huán)境統(tǒng)計的300個中國城市當稿日期:2006-04-29;修改日期:2006-06-20作者簡介:孫繼紅(1970-),女,安徽安慶人,合肥燃氣集團有限公司工程師306《工程與建設(shè)》2006年第20卷第4期究與探素孫繼紅:天然氣汽車應(yīng)用的探討 YANJITYITANSUO中,70%處于或超過大氣環(huán)境質(zhì)量三級標準,目前中表1國內(nèi)部分城市(地區(qū)CNG汽車統(tǒng)計國已有七成城市不適合居住。城市(地區(qū))CNG加氣站/座CNG汽車/輛更新時間北京是世界大氣污染最嚴重的城市之一。煤煙北京上海4302003-10工業(yè)揚塵、汽車有害物的排放是危害空氣的三大污染2003-10源。大約63%的CO(一氧化碳)、50%的NOx(氮氧重慶10404化合物)和73%的HC(烴類、包括有機揮發(fā)物VOC)四川省450002003-10濟南13502003-12來自汽車排放。據(jù)北京市環(huán)保局統(tǒng)計,北京現(xiàn)有140烏魯木齊3435萬輛機動車,每年排出NOx14.7萬t,平均每輛車西安92642003-12年排出110kg,從而造成全市NOx超過國家標準404廊坊2003-101.66倍。汽車排放污染已被列為城市大氣污染源之濮陽一。北京、上海已被列入世界十大空氣污染城西寧因此,發(fā)展低污染的燃氣汽車,是保護生態(tài)環(huán)境,東營鄭州12002004-03改善我國城市大氣質(zhì)量和人們生活條件的迫切需要,恩施也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然格爾木合計821873壓縮天然氣(CNG)汽車表22004年初世界主要國家天然氣汽車統(tǒng)計天然氣汽車(NGV)是指以天然氣作為燃料的汽家NGV/萬輛CNG加氣站/座燃氣消費量/億m3阿根廷125.0車。按照天然氣的化學(xué)成份和形態(tài),可分為壓縮天然西140氣(CNG)汽車和液化天然氣(LNG)汽車兩種。目巴基斯坦47.5前,我國的天然氣汽車大多為雙燃料汽車,駕駛員可意大利38.1美國1300通過轉(zhuǎn)換裝置選擇天然氣或燃油。我國從20世紀50年代開始開發(fā)壓縮天然氣,80烏克蘭年代中期引進國外技術(shù),成功研制了CNG汽車,并埃及委內(nèi)瑞拉149作為新一代節(jié)能環(huán)保項目受到國家的重視近年來,國內(nèi)骨干汽車企業(yè)已陸續(xù)開發(fā)出單一燃271料或雙燃料燃氣汽車和大型公交車用發(fā)動機,并均已注:燃氣消費量是2002年資料具備批量生產(chǎn)能力。截至2003年底,北京、上海、天津、重慶等16個城市被確定為清潔汽車行動的試點4天然氣汽車(NGV)的優(yōu)勢示范區(qū)。這16個重點推廣城市的燃氣汽車保有量達(1)我國的天然氣資源十分豐富,四川、重慶、新到19萬輛,已建成加氣站560多座。天然氣汽車已疆、陜北、大港及近海油田都有豐富的天然氣資源。經(jīng)占到燃氣汽車總量的40%以上,見表1所列。其截至1997年底,已在21個盆地探明氣層氣儲量為中有近6萬輛燃氣汽車投入城市公交和出租車行業(yè)1.697796×1012m3,溶解氣探明儲量為9477.18運營。雖然這些燃氣汽車只占城市汽車保有量的106m3,年產(chǎn)量為223×10°m3。預(yù)測到2010年,我10%,但由于集中在城市區(qū)域往復(fù)行駛,總運行里程國的天然氣產(chǎn)量將達到(660~770)×10°m3。豐富卻占40%~50%。的天然氣資源為研制推廣天然氣汽車提供了極好的國外也非常重視CNG汽車的開發(fā),英德、美等前提條件國均在20世紀90年代初期研制成功性能良好的(2)天然氣汽車(NGV)是一種理想的低污染CNG汽車,并已投入實際運行。俄羅斯首都莫斯科車,與燃油汽車相比,使用天然氣污染物明顯減少:準備將市內(nèi)所有燃油汽車更換為CNG汽車,日本規(guī)CO減少97%,HC(碳氫化物)減少72%,NOx(氮氧劃到2010年發(fā)展100萬輛CNG汽車韓國規(guī)劃發(fā)展化合物)減少39%,SO2減少90%,苯、鉛等粉塵80萬輛,世界主要國家天然氣汽車統(tǒng)計,見表2所PM減少100%。列3)天然氣汽車(NGV)使用性能優(yōu)越:①汽車研究與探索YANJIUYUTA\SIO孫繼紅;天然氣汽車應(yīng)用的探討的設(shè)計性能好:辛烷值高達120,汽缸壓縮比高,熱效期磨損的原因是由于天然氣中含有微量硫化物引起提高。②汽車操作性能好:CNG熱值高,冷、熱起動的。③提高天然氣發(fā)動機功率的措施主要有進氣增性能好;揮發(fā)性好,冬寒起動性能好;CNG分子結(jié)構(gòu)壓、提高發(fā)動機壓縮比和使用專用天然氣發(fā)動機潤滑穩(wěn)定,抗震性好;燃料加裝方便。③汽車維修性好:油。④防止腐蝕和早期磨損的途徑包括天然氣脫對發(fā)動機磨損小,維修費低,腐蝕小、結(jié)碳少。硫、使用耐腐蝕材料制造發(fā)動機和使用專用天然氣發(fā)④CNG安全性好:比空氣輕,如泄漏,在高壓下很快動機潤滑油。⑤使用專用天然氣發(fā)動機潤滑油對提消散,不易著火;燃點高,為650~700℃,不易燃燒。高功率和防止發(fā)動機的腐蝕與早期磨損都有顯著效另外,CNG價格通常情況都低于汽油,而且維修果,是一種簡便、經(jīng)濟和有效的措施費用降低50%以上,發(fā)動機壽命延長2~3倍,大修間隔里程延長2~2.5萬km,并可減少50%機油費6結(jié)束語用,經(jīng)濟效益明顯。(1)政府行為力度要進一步加大刺激天然氣汽5天然氣汽車(NGV)存在問題車(NGV)的推廣和使用的一個主要因素就是政府所制定的排放法規(guī)。盡管天然氣汽車(NGV)在改善空氣質(zhì)量方面有(2)盡快完成相關(guān)標準的制定;合理地選擇高壓著重要意義,近年來天然氣汽車(NGV)技術(shù)也得到氣瓶等重要設(shè)備的制造材料,采用優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計了前所未有的發(fā)展,從過去的常壓天然氣汽車發(fā)展到正確地執(zhí)行標準,實行嚴格的質(zhì)量管理和工藝控制過壓縮天然氣汽車( CNGVs)和液化天然氣汽車程以及質(zhì)量認證試驗,認真執(zhí)行運輸、安裝、檢驗使( LNGVS),但是天然氣汽車(NGV)的全面推廣和使用要求。用仍然有一定的難度,主要表現(xiàn)為:(3)繼續(xù)深入對提高天然氣汽車(NGV)使用性(1)從項目的總體發(fā)展看,加氣站建設(shè)在全國各能的研究并使先進的技術(shù)及早產(chǎn)業(yè)化。地普遍滯后,出現(xiàn)了改車、建站不配套的現(xiàn)象,主要由于:①技術(shù)標準出臺晚。②氣站建設(shè)涉及政府主管〔參考文獻〕部門太多,審批手續(xù)復(fù)雜。③城市土地緊張,規(guī)劃困[]張智祥,專家稱我國發(fā)展節(jié)能環(huán)保汽車迫在眉睫[N].中國經(jīng)濟難。④一次性投資大,資金短缺,短期內(nèi)資金回收時報,200603-24(8)慢。⑤油氣站合建問題,在規(guī)范上和具體審批上,涉[2]莊永茂聞望.天然氣汽車技術(shù)初探[J.煤氣與熱力,1997,17(2):33-35及安全問題,各地都非常慎重[3]林越玲,趙水根.“綠色汽車”在深圳市的發(fā)展展望[門].城市燃(2)天然氣汽車(NGV)在使用中仍然存在一些問題,其中最為突出的是發(fā)動機功率下降、發(fā)動機腐4]楊曉東,顧安忠液化天然氣汽車的研究和發(fā)展[].新能源蝕與早期磨損的問題,經(jīng)專家分析,其主要原因及解2000,(9):18-19決方法分別是:①天然氣汽車功率下降的原因是由5]王世德.蘭州市發(fā)展壓縮天然氣汽車的探討[J]煤氣與熱力2005,(3):65-67于充氣系數(shù)下降和發(fā)動機壓縮比較低。②發(fā)動機早敬告謨者作者經(jīng)國家新聞出版總署新出報刊[2005]1107號文批準,從2006年起,本刊由《工程建設(shè)與檔案》更名為《工程與建設(shè)》。雙月刊,逢雙月18日出版本刊辦刊宗旨:研究和交流工程與建設(shè)領(lǐng)域各相關(guān)專業(yè)的技術(shù)和信息,以工程與建設(shè)項目實施全過程提供技術(shù)性和管理性服務(wù),以推動工程與建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。主要欄目:研究與探索、建筑與規(guī)劃、工程設(shè)計、工程勘測、工程工、地基與基礎(chǔ)、建筑材料、智能建筑、工程管理及城建檔案等。讀者對象:面向建筑工程、道路橋梁工程、水利水電工程、市政工程、交通工程、港航工程及環(huán)境工程等各個專業(yè),竭誠為工程建設(shè)界的科研、技術(shù)、管理人員以及高校相關(guān)專業(yè)師生服務(wù)本刊為中國核心期刊(遵選)、《中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)》全文收錄期刊、《一數(shù)字化期刊群》人編期刊中文科技期刊數(shù)據(jù)庫》來源期刊、《書生數(shù)字期刊》入編期刊專此告之本刊從事廣告經(jīng)營業(yè)務(wù),歡迎有關(guān)勘察設(shè)計單位、施工企業(yè)、高校院系、科研院所及生產(chǎn)廠家惠顧?！豆こ膛c建設(shè)》編輯部08《工程與建設(shè)》2006年第20卷第4期