天然气汽车技术的发展,开始于20世纪后期。为了有效地环节传统燃料汽车给环境,尤其给城市大气造成的巨大污染,许多国家积极开展清洁燃料汽车的开发和推广。目前,我国的大气污染情况相当严重,根据国家环保局的数据,全国660个大中城市的大气环境检测结果显示,大气环境质量达到国家一级标准仅有1%。氮氧化物污染严重城市多为人口超过百万的大城市,汽车尾气排放是城市大气吾人的重要因素,而推广和应用燃气汽车是解决汽车尾气污染的一个很好的途径。1998年1月,全国燃气汽车工作协调领导小组提出了我国发展燃气汽车工作设想和实施建议,同年7月,确定在北京、上海等12个城市作为推广天然气汽车的实验范城市。目前,压缩天然气汽车的发展已比较成熟,与汽油汽车相比在运营与维护管理方面具有价格便宜、维修费用低、总操作费用低、无污染等许多优点,因此,天然气汽车将是21世纪重要的绿色交通工具之一,有着广阔的发展前景。随着中国汽车工业的迅速崛起,积极推广天然气汽车应用技术,开发车用压缩天然气系统既有必要性,又有紧迫性,尤其对大气污染十分严重的兰州市区,开发利用天然气汽车应用技术有重要的现实意义。
1、兰州市治理汽车尾气污染的必要性
兰州市作为甘肃省省会,解决环境污染,减轻汽车污染物排放是当务之急。当前,兰州市各种机动车辆已突破 10Ⅹ10⒋辆,并且没年以10%的速度增长,这些车辆尤其是公交汽车、出租汽车主要集中在城关、七里河、安宁、西固区这些狭长区域内行驶,造成车流密度过大,车辆常处于低速运行状态,综合排放指标变得更差。汽车尾气中一氧化碳、氢氧化物及碳氢化合物等主要污染物对低空环境污染的实际分担率已超过60%。兰州市汽车尾气已成大气污染的一个重要污染源。市区大气环境污染已从煤烟污染为主转变为煤烟—机动车尾气复合型污染。随着机动车数量的快速增长,气候条件对污染物稀释、扩散不利等诸多因素影响,大气污染已成为影响市民健康和制约经济发展的重要因素之一。采用压缩天然气作为汽车的代用燃料,可不同程度地改善汽车发动机的排放性能,加之天然气汽车技术在几是年的发展过程中,已完成了从机械控制到电子控制、从进气道预混供气到电喷供气甚至缸内直喷供气的技术升级,使其环境性能指标更优,从而达到治理大气污染的根本目的。
2、压缩天然气汽车的主要优点
运用改装技术对现有汽车只并联一套压缩天然气的燃料系统,原油路不做改装,通过阀门可自动切换选择燃料系统,使汽车成为既可使用汽油,又可使用压缩天然气的两用燃料汽车。该压缩天然气系统技术成熟,装置简易可靠,只需加装一个储气瓶、一台调压器、双燃料电子点火器混合器液位指示及燃料选择开关。车辆加装了这套装置后,等于增加了一个燃料箱,使汽车增加了连续行车里程。燃料选择开关在仪表板上,只需用手一扳,无须停车就可以完成燃料的转压缩天然气汽车的主要优点如下。充足稳定优质的气源给天然气汽车的发展提供了条件。供应兰州地区的天然气开采于青海柴达木盆地涩北气田,其主要成分甲烷的体积分数为99%,硫化氢质量浓度<1 mg/m⒊,是优质的化工原料和燃料。已探明天然气可采储量为1472Ⅹ10⒏m⒊,涩—宁—兰天然气长输管线的年输气能里为(20~30)Ⅹ10⒏m⒊/a,可给兰州地区稳定供气50a。发展天然气汽车具有得天独厚的气源条件。
压缩天然气汽车被称为绿色汽车,在环保方面有显著效益。由于天然气和空气充分混合,燃烧完全。这将充分发挥和提高发动机的工作效率和降低燃料消耗量,同时,积碳少,一氧化碳,氮氧化物和微粒的排放量极低。因此,发动机磨损进一步降低,发动机故障少,使用寿命长。用天然气作燃料与使用汽油作燃料相比较,汽车尾气减少72%,二氧化碳减少90%,噪声减小40%,导致人体呼吸道疾病及癌症的苯、铅粉减小100%,环保效益显著。
压缩天然气汽车燃料成本和维修费用降低,经济效益好。压缩天然气汽车燃料消耗量比汽油汽车低25%,天然气价格比汽油低30%左右,使燃料费用下降,且天然气汽车故障少,发动机寿命长维修费用个总操作费用均比汽油车低。
抗爆震性能好,安全性强。天然气的主要成分是甲烷,甲烷的辛烷值较高,为130,具有较高的抗爆震性能。
使用压缩天然气汽车可优化汽车燃料供应结构,改变了汽车燃料只有汽油、柴油、的格局,适应市场多元化的需求,可缓解石油供应短缺的矛盾,降低汽车用户成本费用。
3、经济比较
用压缩天然气作燃料的天然气汽车经济效益显著,具有很强的市场竞争力和发展潜力。下面对兰州市工交车、出租车进行经济比较,见表 1。
表1 不同燃料汽车的经济比较
|
项目 |
大公交车 |
小公交车 |
出租车 |
|
日行程/km |
300 |
300 |
300 |
|
日燃料 消耗量 |
汽油量 /(L.d⒈) |
102 |
48 |
30 |
|
天然气量( m⒊d⒈) |
93 |
45 |
27 |
|
燃料价格 |
汽油价 /(元.L⒈) |
3.00 |
3.00 |
3.00 |
|
天然气价 /(元.m⒊) |
2.20 |
2.20 |
2.20 |
|
日燃料费用 /(d⒈) |
汽油 |
306 |
144 |
90 |
|
天然气 |
205 |
99 |
59 |
|
天然气汽车日节约 燃料费用 /(元.d⒈) |
101 |
45 |
31 |
|
天然气汽车年节约 燃料费用/元.a⒈ |
36 360 |
16200 |
11160 |
由表 1可知,使用压缩天然气作为汽车燃料有明显的经济效益。如政府给予政策上的倾斜,经济效益将更加显著。利用市场价格杠杆作用,压缩天然气汽车的发展前景将十分广阔。
4、几点建议
压缩天然气作为一种新型的汽车燃料,人们对其认识还有一个过程,故推广普及压缩天然气汽车的难度还比较大。但由于其减少汽车尾气污染、保护环境的社会效益和节约能源、降低汽车运行成本的经济效益都很显著,发展势头十分强劲。因此,急需解决好以下几个问题。
大力开展宣传活动,提高人们的环境保护意思,增强环保责任感,让更多的人了解压缩天然气汽车,使用压缩天然气汽车。
尽快制定出台压缩天然气汽车的有关标准、安全措施和相应的法规政策。对市内运营的工交车、出租车实行强制改装压缩天然气汽车,用法律来保护生态环境,保护人类的健康。
为扶植压缩天然气汽车的发展,政府制定一系列相关的优惠政策,积极引导、扶植压缩天然气汽车的发展。如政府补贴部分改装费用,减免有关税款,对加气站建设给予低息或无息贷款等来加快推广发展步伐。
加强气站的建设 [7~9]。对加气站项目,在审批、征地、施工等方面提供便利。压缩天然气汽车也是绿色工程,在兰州市区用地紧张的状况下,允许加气站占用绿地和兰州滨河路风情线,建设造型美观与绿地美化相称的加气站。
对公用事业部门的工程车、垃圾清运车、风情线旅行车等提出要求,在限定时间内使用压缩天然气作燃料。