液化天然气(LNG)在汽车上的应用

【摘 要】介绍了LNG汽车的发展概况、原理、分类及经济性分析。

【关键词】LNG汽车；燃料；优点；经济性

1、LNG汽车发展概况

液化天然气（LNG）是在常压下将天然气经过净化处理后，冷却到-162℃，液化后贮存在容器中，LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，LNG的重量仅为同体积水的45%左右。由于LNG经过净化后除去了大部分杂质，甲烷含量较高。因此，作为车用燃料，LNG燃烧过程中产生的汽车尾气污染物远低于CNG。LNG比CNG更具有环保性，是真正的车用清洁能源。

近年来，我国许多城市的大气污染日趋恶化，环保形势十分严峻，造成大气污染的重要大兵团之一就是汽车尾气排放污染，其对大气污染的分担率已达到40%以上，可见，积极推广清洁的替代燃料，是改善城市区域环境质量的重要途径。随着国家“863”计划与“十一五”国家节能减排政策的推动，逐步形成了LNG汽车自主开发能力，并形成了相关的产业链。我国燃气汽车已经经历了上LPG（液化石油气）、CNG双燃料汽车，发展到最科学、最实用的LNG单燃料汽车。

目前，全世界约有3000辆LNG汽车运行。国内推广使用LNG汽车的试点城市主要有贵阳、长沙、乌鲁木齐等，均以LNG公交为主，矿用重卡在内蒙等地得到了认同。LNG汽车整车生产厂家有：中国重汽、陕西重汽、一汽解放、中通客车、金龙客车、北京京华、丹东黄海、南京金陵等。以上厂家均可以自主研发和制造完整LNG汽车，车型涉及各个系统：全挂、半挂、自卸、矿用、公交等，同时所有汽车制造厂家都可以根据用户的需求而研制新产品。LNG汽车市场保有量大，其中陕汽起步较早，解放、东风、北奔、欧曼的LNG汽车发展势头也很强劲。

2、LNG汽车的原理及分类

2.1 LNG汽车的原理

LNG汽车是将LNG储存在车用LNG储罐内，然后通过汽化装置汽化为气体供给发动机，其主要构成有LNG储罐、汽化器、减压调压阀、混合器和控制系统等。

首先在车辆启动前，先将主安全阀打开，液化气瓶内的液体通过气瓶自身的压力，将液化释放到汽化器中，由于汽化器是通过发动机冷热水来对低温液体进行加热，所以经过汽化器的液太天然气被汽化成气态天然气通过电控调压方式来控制天然气供气量，最后天然气与空气在混合器中混合，为发动机提供燃料。燃烧后的气体经过催化转化器排到在气中。

2.2 LNG汽车的分类

以LNG为燃料的汽车称为LNG汽车，一般分三种形式：一种是完全以LNG为燃料的纯LNG汽车，一种为LNG与柴油混合使用的双燃料LNG汽车，一种为LNG与汽油替换使用的两用燃料汽车。

3、LNG汽车的优点及经济性分析

3.1 LNG汽车的优点

1）动力性强。

以LNG为燃料的纯LNG汽车，动力性毫不逊色于柴油汽车。

2）噪声低。

LNG汽车在行驶中的噪音相当于汽油车，远远小于同马力柴油车的噪音，极大的保护了驾驶员的身体健康。

3）环境效益好。

废气排放时的有害的含量与汽油燃料相比，HC减少80%左右，CO减少92%，CO2减少25%左右且噪声也减少。

4）安全性高。

LNG燃点高，天然气的燃点达到650℃以上，不易点燃；易扩散，不易形成遇火燃烧的浓度；爆炸极限比较宽。

5）连续行驶时间长

可连续行驶800~1600公里。

6）提高系的工况，不积炭、无污质且减少发动机机件磨损，使发动机使用寿命一般延长2倍以上。

7）抗冻性好。

8）经济性好，运行成本低，维修费用低等特点。

3.2 LNG汽车的经济性分析

1）LNG，0#柴油，93#汽油重卡及公交车应用对比

目前我国LNG价格4.5元/Nm3，0#柴油价格8.04元/升，93#汽油价格8.07元/升。根据天然气燃烧特性和运行试验结果，1.1 Nm3天然气的行驶里程等效于1L柴油。

通过上表对比，汽车行驶路程越长，则越节约燃料费用。正常运营情况下，一辆重卡车一年运行10万公里，LNG比柴油一年节约燃料费用12~14万元以上。

2）购置费与回收期

LNG单燃料汽车与同动力的燃油车的购置费比较，LNG车比柴油车贵8~10万元/台，如果改装，单车费用大概也是10万元左右，参看以上比较，通过节省燃料费，一年即可收回车价高的部分。

4、结语

1）使用清洁能源替代汽车燃油，是国家能源政策的要求，并且天然气汽车等清洁能源汽车已被列入国家中长期科学和技术发展规划。

2）用LNG作为车用燃料从技术上是可行的，通过引进、消化、吸收国外已经成熟的LNG汽车技术，能够实现国产化。

3）国内LNG工业已经起步，许多LNG工厂正在筹建之中，进口LNG的供给。为我国大部分地区发展LNG汽车是有资源保障的。

4）LNG汽车加气站投资少，汽车改装费用适中，LNG价格与汽、柴油相比具有优势，对经营者和车主均有较好的经济效益，具备推广的利益推动性。

5）与现有的CNG、LPG汽车相比，LNG汽车具有更为突出的优点，易于规模化发展。因此应加快其研究开发速度，实现其技术和装备的全面国产化，推动我国燃气汽车事业的快速发展。

6）LNG汽车具有经济、安全、环保、适用、方便、机动等优势，是未来天然气汽车的发展方向，同时也是城市规模化发展天然气汽车的理想途径。

参考文献

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