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港口使用LNG天然气集卡前景分析及展望

更新时间:2011/11/16  来源:中国燃气设备网  [收藏此信息]

  一、前言
  环境和能源问题是近一个世纪以来人类关心的重要问题。随着世界经济的飞速发展,人们生活水平不断提高,汽车拥有量急剧增加,汽车作为主要运输交通工具,消耗全球近40%的石油资源,排放出大量的有害气体。近年来,我国集装箱业务发展迅速,规模庞大,港口集装箱年吞吐量已超过1亿标箱,集装箱主要运输工具一集卡保有量也达15万辆以上。这些车辆几乎全部以柴油为动力源,由于功率大,消耗的柴油和产生的尾气更是惊人。
    据测算,每台集卡年消耗柴油30吨以上,全国集卡一年就要消耗柴油450万吨,l辆集卡的排放量比l辆小汽车大10倍以上,大量的尾气排放对环境造成了严重的污染。为保护大气环境和解决能源安全问题,我国一直致力于调整能源结构,减少对石油能源的依赖,大力发展清洁能源汽车。在新能源汽车中,LNG汽车由于燃料储藏丰富,燃烧排放性能好,运行成本低、技术相对成熟、安全可靠,被公认为较为理想的替代燃料汽车。
二、LNG.天然气汽车的优点和存在的问题
    1.LNG天然气汽车优点
    天然气是一种洁净的能源,燃烧后产生的主要成份为二氧化碳和水。LNG天然气汽车有以下方面的优点:
    (1)有丰富的自然资源
    根有关资料统计,目前世界已探明的石油储量,按现在的消耗速度,还能支撑40年左右,而已探明的天然气储量预计可开采达70年,预计21世纪天然气的使用比重将超过石油成为********能源。我国也有丰富的天然气资源,近几年天然气越来越成为一种重要的能源,在国民经济中发挥作用。
    (2)有利于环境保护
    天然气汽车以天然气作为燃料,是一种理想的低污染汽车。天然气汽车的排放污染大大低于以汽油、柴油为燃料的汽车,尾气中不含硫化物和铅,二氧化碳降低20%,一氧化碳降低90%,碳氢化合物降低70%,氮氧化合物降低70%,微粒排放可降90%以上。天然气汽车对环境造成的污染远远小于汽油车和柴油车,许多国家已将发展天然气汽车作为一种减轻大气污染的重要手段。
    (3)较好的经济性
    按热值来计算,1.1立方的天然气与1升的柴油或汽油相当,目前国内气源产地如四川、内蒙等地1立方气折合价格只是汽、柴油的一半,其他地区由于供给等原因也要省30%以上,经济效益相当可观。
    根据有关专家分析,天然气发动机冷启动性好,运行更平稳,发动机磨耗更低,寿命更长,维护成本比汽柴油低。
    2.LNG天然气汽车推广应用面临的问题
    表1  各类燃料汽车尾气排放比较表
项目
Co
CH
NOX
颗粒悬浮物
氧化铅(pbo)
有毒物质
汽油(无尾气处理)
100
100
100
100
100
100
汽油(有尾气处理)
25-30
10
25
50
柴油
10
10
50-81
100
50
柴油-天然气双燃料
8-10
8-10
50-70
20-40
3-10
液化石油气
10-20
50-70
20.40
3-10
天然气
0-1
1-3
10-20
3-10
    LNG天然气汽车有很多优势,但由于历史发展的原因,LNG天然气汽车推广应用面临以下几个问题:
    (1)供气体系建设有难度
    天然气汽车在国内大城市推广应用,必须建立相应的加气站,这涉及到城市建设规划、环境安全等诸多因素,而且建一个加气站的费用相当高,需500—1000万元人民币,甚至更多,在没有确保经济效益之前,供气厂家一般不会大规模的建天然气站。目前条件下天然气汽车更适合短途作业,如公交公司等。这个问题在一定程度上已经成为一些地区发展天然气汽车的障碍。
    (2)汽车用户的初始投资较大
    天然气汽车的一些部件如贮气瓶、安全阀等,要求严格,成本较高。此外,尚未形成规模效益,使得它们的造价下降受限。另外,由于天然气发动机采用了特别的控制系统,以及汽化辅助系统,发动机价格相对柴油机更高。
  三、国内外天然气汽车的现状及发展趋势  
    天然气汽车发展有70多年的历史,国外早在40年代初就开始天然气汽车的技术开发。
    近几年,随着技术进步,天然气发动机电子控制技术和机械制造技术日臻成熟,天然气汽车续驶里程由最初的几十公里提高到现在的几百公里以上。
    目前全世界约有六七十个国家在进行天然气汽车的研究使用,天然气汽车保有量己超过650万辆,主要分布意大利、新西兰、阿根廷、美国、日本等国家。
    我国已有多个省市推广天然气汽车,天然气汽车达30万辆以上,各种天然气加气站700多座。我国天然气汽车和加气站主要集中在四川、新疆、陕西、甘肃等省,以及北京、上海、重庆等城市的公交使用。
    目前,世界上天然气汽车主要以CNG汽车为主,但CNG以压缩气方式存贮在储气瓶中供汽车使用,储气量少,续驶里程较短,应用范围受到限制。另外储气瓶以高压存在,安全风险较大,而LNG以低温液态方式存贮,储气量大,行驶里程可达400-800公里,更适合长途运输。随着低温设备技术的不断完善, LNG将有更广的前景,从国内外的趋势看,各国的天然气汽车的研制重心已经由CNG汽车转向LNG汽车。
  四、港口码头使用LNG天然气集卡的有利因素分析
    集装箱港口码头由于作业需要都配集装箱卡车,根据生产规模的不同,每个港口所拥有的集卡从百辆到千辆不等。但由于特殊的作业环境,这些集卡的运程较短,非常适合LNG天然气集卡作业。
    在港口推广LNG天然气集卡有以下有利因素:
    1.在港口推广LNG天然气集卡有以下有利因素
    (1)港口集卡的作业运程适合LNG车辆使用
    港口码头的集卡主要以短驳作业为主,每辆集卡一天平均工作时间15小时,行程200公里左右,而现在国内开发的低速LNG集卡能连续作业40工作小时或连续行驶450公里,基本上与低速柴油发动机车辆持平,高速LNG集卡能连续行驶400-800公里以上,港口完全有条件使用天然气集卡。
    (2)国内外LNG天然气集卡技术基本成熟,能满足港口生产需要
    经过近几年的技术研究开发,国内LNG发动机和汽车的技术已基本成熟。如玉柴、上柴、维柴等国内著名的发动机生产厂家,已成功开发生产出一系列 LNG发动机,能满足不同的需要,在公交车、重型货车领域有相当广泛的使用。国外也有许多著名的发动机厂生产开发出性能质量优异的LNG发动机,并得到广泛应用。目前国内许多著名重型汽车已生产出针对港口作业需求的低速LNG集卡,以及使用于公路的高速LNG集卡。低速LNG集卡已经在国内某港口进行了试用,高速车大多在新疆使用,从了解到的情况来看,普遍反应良好。
    所以在港口推广LNG集卡,只要选好合适的车辆,技术上不是问题。
    (3)LNG气站技术成熟,建站灵活,车辆加气方便,完全适合港口要求
    LNG天然气由于其以超低温液态贮存,所以气站建设也比较灵活。目前一般LNG气站有常规站和可移式成套组装站(一般为撬装LNG加气站)两种,撬装 LNG加气站占地面积约为800平米/座,储气罐为50立方米(也有30立方的),供气能力为1万立方/日,能满足100辆集卡日常加气需要,投资总金额为约400万。常规站占地面积约为2000平方米/座,供气能力为3万立方/日,能满足300辆集卡车日常加油需要,投资总金额约为,1200万。港口可根据LNG车辆数量灵活建站和扩大规模,气站的设备不复杂,管理也不难,对车辆的充气也很方便,一般一辆集卡充气不超过5分钟。
  (4)有可观的经济性
  目前,LNG天然气集卡与柴油发动机集卡相比,价格大约贵6至8万元。按港口平均每台集卡每年消耗25吨柴油,天然气比柴油保守便宜20%,柴油按时价6300元/吨计算,使用一辆LNG天然气集卡比使用同样功率的柴油集卡每年可节约燃料费用25×6300×20%=3.15万元,基本上3年可收回购车成本。如果某港口有150辆LNG天然气集卡投入运行,每年节约燃料费用近450万元,以后随着LNG技术的发展,LNG发动机电子控制系统的国产化,以及LNG储气瓶及附件的批量化,车辆成本会更低,经济效益更加显著。
  (5)环保效果显著
  从了解的情况来看,国内大部分港口已经或正在把龙门吊从原来的烧油改为用电,对港口环境改善起到了很好的作用。如果港口全部采用LNG天然气集卡,可以木大减少各种有害气体的排放,将为打造绿色环保港口作出重要的贡献。
  2.推广使用LNG集卡面临的问题
  当然LNG汽车起步时间不长,在推广使用LNG集
卡也要面临一些问题:
    (1)使用管理问题
    由于LNG天然气集卡不同于传统的柴油集卡,起步较晚,在使用过程中一定会存在一些问题,如LNG集卡停机不用时,气瓶的气会以每天3%左右的速度自动排掉;在使用过程中会出现气瓶内的存气与实际不符一所谓的虚气量问题,以及供气系统附件如阀、管子等质量不稳,容易损坏等问题。所以在使用、修理、保养等方面一定要转变观念,加强管理。
    (2)与气源供应商的合作问题
    由于目前国内气源接收站不是很普及,供气不象柴油、汽油一样方便,所以港口在推广LNG集卡时一定要做好与气供应商的合作,做到双方共赢。
  五、结束语
  港口使用LNG天然气集卡的条件已经成熟,我公司已着手推广使用LNG集卡,并与中石油旗下的浙江新捷中油天然气利用有限公司合作建造LNG气站,相信随着使用经验和技术的不断积累,使用LNG天然气集卡一定会象使用柴油集卡一样普遍和得心应手。当然,如果LNG集卡的推广使用能得到政府的大力支持,那它的前景一定更宽广和美好。
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