NG CNG LNG汽车经济性分析.docx

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NGCNGLNG汽车经济性分析

天然气、LNG、CNG汽车的经济性分析

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，造成城市空气污染的重要原因之一就是汽车尾气排放污染。

城市公共客运交通车辆（公交车、出租车等）和特种车辆（环卫车、教练车等），虽然占城市汽车保有量比例不高，约10％．但总运行里程却占近50％，其对大气污染的分担率已商达40％以上。

可见，积极在此类汽车上推广使用清洁的替代燃料，对降低汽车污染物排放量有着重要作用，是改善城市区域环境质量的重要途径。

1国内外天然气汽车发展现状与趋势

 发展燃气汽车特别是天然气汽车是目前国内外实施城市大气污染治理普遍采用的方式。

截至2005年底，世界上使用替代燃料（CNG和LPG）的燃气汽车接近1200×10^4辆。

其中，逾60个国家拥有天然气汽车，大中型天然气汽车、发动机的生产商分别有43家和l1家。

全世界天然气汽车保有量为475×10^4。

辆，建成并挥入使用的各类天然气汽车加气站9478座，在建的862座。

世界部分国家天然气汽车及加气站统计数据见表l。

   1998年国家开始启动“空气净化工程一清洁汽车行动”，首批有12座示范城市，第二批发展到21座城市。

2006年，国家再次启动“节能与新能源汽车”高科技计划，继续强力推进天然气汽车的进程。

截至2006年初，我国拥有加气站超过700座，燃气汽车32×10^4辆，占汽车保有量的1．O％，替代了2．O％的汽车燃料。

表1 世界部分国家天然气汽车及加气站统计数据

   全球目前有近1×10^4辆液化天然气汽车在运行，拥有液化天然气汽车较多的国家是美国、日本和俄罗斯。

加拿大、美国等已成功开发出采用高压直喷技术的LNG载重卡车投入商业运营。

总载质量为45t的重型汽车，配备2个680L的LNG储存箱，可连续行驶800km。

   近年来，我国一些城市也加大了液化天然气汽车的开发力度，北京、乌鲁木齐和长沙等城市已有液化天然气汽车在城市公交车方面的示范应用。

从我国能源结构的战略调整来看，LNG工业的进一步发展必将加速我国液化天然气汽车的规模化发展。

2天然气汽车与燃油汽车能耗指标

   对于同等级、档次的各类天然气汽车（压缩天然气汽车、液化天然气汽车），尽管天然气储存方式有区别，但汽车发动机及最终进人发动机的燃料状态完全相同：

低压常温的气态天然气。

因此，同等级各类天然气汽车燃料消耗指标基本相同。

2．1 天然气汽车的用气规律与负荷指标

   通过对国内部分城市CNG汽车燃料消耗历史数据进行统计分析，得出如下结果。

（1）CNG汽车实际燃料消耗量与车型、改装效果、是否启动空调及天然气质量有密切关系。

   ②CNG汽车用气量平稳，与季节、气温、气候没有明显关系，受气温、季节影响较小。

   （3）CNG汽车用气（天然气低热值为35．59MJ／m’）负荷指标及平均日行驶里程一般为：

   a．出租车：

以捷达车型为例，每100km用气负荷指标为9．0m。

，日负荷指标为36．Om3／（车．d）．平均日行驶里程为400km。

   b．大型公交车：

启动空调时，每100km用气负荷指标为40．0m。

，日负荷指标为112．0m3/（车．d），平均日行驶里程为280km。

不启动空调时，每100km用气负荷指标为33．0m。

，日负荷指标为92．4m。

／（车·d），平均日行驶里程为280km。

   c．环卫车：

每100km用气负荷指标为30m。

，日负荷指标为50m3／（车·d），平均日行驶里程为167km。

2．2 与燃油汽车能耗指标比较

   相同档次的燃油汽车与天然气汽车的实际能耗

指标见表2。

   由表2可知：

   ①无论是原装单燃料天然气汽车，还是改装车，天然气汽车能耗要高一些，即相同热量情况下天然气汽车行驶里程短一些。

   ②从能耗增加幅度看，单燃料汽车较改装车能耗指标低，出租车改装效果较公交车好，汽油车改装效果较柴油车好。

 3天然气汽车的经济性分析

 3．1 加气站经济性分析

   天然气加气站的经济性取决于政府扶持政策、加气站的建设造价、气源购销价差、实际销售量、运营成本及管理水平等多种因素㈨。

对设计加气规模为1·5×lO^4m3／d、造价在1000×10^4元左右、气源洁净、无脱硫和脱水设备的各类CNG汽车加气站主要运行成本及经济指标分析如下：

   ①CNG标准站

   若气源进站压力为0．3MPa，电价为0．65元/（kw·h），加压至25．0MPa，则标准站内电耗约0·25kW·h／m3，电费是主要运行成本，为0．16元/m3。

其余的费用是人工费和设备维修、折旧等费用，约0·12元/m3。

一般加气站实际销售量达到 1·0×10^4m3/d，气源购销价差>0．60元/m3时，即具有一定的赢利能力。

   ②CNG加气子站

   加压电费约0．12元／m3，可见，气源购销价差>0·55元/m3时就有了赢利空间。

③L—CNG（液化一压缩天然气）加气站

与标准立古比较，站内运行成本可降低0.12元/m3以上。

基于上述分析，L—CNG加气站气源的购销价差>o．48/m3时，即可在短期内收回造价，实现赢利。

3．2汽车燃料经济性分析

   天然气作为汽车燃料较燃油、液化石油气等都具有一定的能源价格优势㈨。

天然气是一次能源，国家发展和改革委员会能源研究所等单位在《中国天然气发电政策研究综合报告》中的研究结论是：

“尽管天然气价格也受国际能源供需形势的影响，但影响没有石油大，按等热值计算，天然气（包括LNG）在价格上比石油有优势。

通过对韩国、印度的LNG进口的价格计算公式进行整理，得出表3的

 分析可知，LNG比原油或作为二次能源的汽油、液化石油气等均有一定价格竞争优势，而且原油

   表3韩国、印度LNG-fiNN的计价关系

 价格越高，这种优势越明显，且LNG因签订有长期的照付不议合同，价格相对稳定，气源供应基本上有保障。

 3．3天然气汽车经济性分析

   一般情况下，要调动车主使用天然气的积极性，加速推进天然气汽车产业的发展，其中的一项重要条件就是天然气销售价格相对燃油必须要有可观的利润，让终端消费者感受到经济实惠㈣。

从国内推行CNG汽车的经验看，使用天然气替代燃油后，必须保证天然气汽车的运行费用较燃油车降低20％以上，以补偿投入的改装费或购置新车增加的费用， 且需在1年左右的时间收回该部分资金并有盈余，这样车主才会主动“弃油用气”。

   下面以广州地区2006年5月期问93号汽油为例，对天然气汽车的经济性进行分析。

   93号汽油市场销售价格为4．50元/L，要确保天然气汽车在扣除车辆改装费用或购置单燃料新车增加的费用、检测费用后，实际支出费用较汽油车降低20％，天然气公交车、出租车所能承受的天然气气源（分管输和液化天然气两种）价格见表4。

   通过对表4数据进行分析，结合对天然气汽车推广应用地区调研，可得出如下结果：

（1）对于加气站销售价格，在93号汽油价格为4·50元／L的前提下，加气站管输天然气销售价格必须低于3·3l元/m3，液化天然气销售价格必须低于3·70元/m3，才能保证车主积极使用天然气。

由此可以得出：

管输天然气单价（章位为元/m3）必须低于93号汽油单价（单位为形L）25％以上、液化天然气单价（单位为元/m3）必须低于93号汽油单价（单位为元／L）20％以上时，推广天然气汽车才具有一定经济优势.

②与上述加气站销售价格相对应的各类加气站进站天然气价格：

a．CNG标准站（购销价差为0．60元/m3）：

管输天然气进站价格必须低于2．71元/m3，液化天然气进站价格必须低于3．10元／m3b．CNG加气子站（购销价差为0．55元/m3）：

管输天然气进站价格必须低于2．76元／m3，液化天然气进站价格必须低于3．15元/m3。

c．L—CNG加气站（购销价差为0．48元/m3）：

管输天然气进站价格必须低于2．83元/m。

，液化天然气进站价格必须低于3．22元/m3。

d．LNG加气站（购销价差大于0．40元/m3）：

管输天然气进站价格必须低于2．91元／m3，液化天然气进站价格必须低于3．30元／m3。

   进站价格满足上述条件时，加气站运营才具备一定的利润空间。

   ③柴油车改装费用较高，使用天然气很难有经济优势，且改装车效果不佳。

   ④改装汽油公交车、汽油出租车所增加的改装费和检测费用，每100km行程分摊费用分别为1．58元和0．81元。

   ⑤单燃料公交车、出租车所增加的购置费和检测费用，每100km行程分摊费用分别为5．25元和1．32元。

4结语

   天然气作为汽车替代燃料，不仅具有社会效益，而且还有可观的经济效益。

此外，在有条件的地区推广使用L—cNG加气站，甚至LNG加气站、LNG汽车，可以加速天然气汽车产业发展。

液化天然气（LNG）特性及车辆介绍

【稿源：

日期：

2010年09月29日】

   天然气被誉为洁净燃料，相对柴油、汽油具有显著的经济性，因此世界各国已将天然气作为汽车优质代用燃料。

液化天然气应用于汽车为天然气汽车的推广提供了全新的领域，液化天然气汽车尾气排放的污染物很少，几乎实现了零排放，对改善汽车尾气对大气的污染有着十分重要的意义。

   LNG气质纯净，汽车长期使用不会产生腐蚀作用；低温低压储存，更安全；密度大，有效载量大，提高了汽车的续航里程；加气站建设用地面积较小，不铺设管道，充液无噪声，LNG加气站网络的形成，将为LNG汽车的应用提供了良好的发展空间。

   一、基础知识

1、液化天然气——LNG

天然气经净化处理（脱出重烃、硫化物、二氧化碳、水等）后，在常压下深冷至-162℃，由气态转变成液态，称为液化天然气（LiquefiedNaturalGas）,简称LNG。

天然气在液化过程中进一步得到净化，纯度更高，不含CO2、硫化物，无色、无味、无毒且无腐蚀性。

液化天然气的体积约为同量气态天然气体积的1/625，重量仅为同体积水的45%左右，大大方便存储和运输。

2、LNG的特性

（1）LNG的安全性

   LNG的燃点为650℃，比汽油的427℃和柴油的260℃燃点高,因此LNG更难点燃；

   LNG密度为0.47左右，气化后密度只有空气的一半左右，因此稍有泄露变很快扩散；

   LNG爆炸极限范围4.7%-15%，比汽油1%-5%,柴油0.5%-4.1%宽，LNG比汽油和柴油更难爆炸；

   LNG存储压力低（0.3-0.7MPa），比CNG更安全。

由此可见，LNG汽车比汽油、柴油更安全可靠。

2）LNG的环保性

   天然气作为洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。

天然气在液化前必须经过严格的预净化，因而LNG中的杂质含量远远低于CNG，为汽车尾气或作为燃料使用时排放满足更加严格的标准（如“欧Ⅱ”甚至“欧Ⅲ”）创造了条件。

3）LNG的经济性

   LNG的价格比汽油和柴油低，且燃烧充分，不产生积碳，能有效减轻零件磨损，延长汽车发动机的寿命，经济效益显著。

4）运输方便

   由于是液态，LNG便于经济可靠地远距离运输，建设LNG汽车加气站不受天然气管网的制约。

在陆上，通常用20～50m3（相当于12000～30000Nm3天然气）的汽车槽车将LNG运输至LNG汽车加气站。

5）低速大扭矩、经济性好

   针对重卡载重大、上下坡多的工况（特别是自卸等工程用车），开发了重卡版气体发动机，通过加大低速时的充气效率，提高了低速扭矩；降低了燃料消耗率。

   采用潍柴、上柴的大功率纯天然气发动机，按照天然气特性标定发动机电控程序，保证了重卡足够的功率和扭矩的需要。

6）低温启动性能好:

最低启动温度--零下30度。

   ECU根据水温、空气温度对燃料喷射和点火提前角进行补偿，保证低温启动性能。

二、LNG汽车

   LNG（液化天然气）汽车是以LNG工厂生产的低温液态天然气为燃料的新一代天然气汽车，其突出优点是LNG能量密度大（约为CNG的3倍），汽车续驶里程长，可达400km以上。

   LNG车载储气瓶规格及计量单位换算

可装LNG体积 可装LNG重量 气化后NG体积 备注

1L  0.001m3  0.425KG 0.620m3  

275L车载瓶  0.2475m3  105KG 150m3  

335L车载瓶  0.3015m3  128KG 180m3  

375L车载瓶  0.3375m3  143KG 205m3  

450L车载瓶  0.405m3  172KG 245m3  

   LNG车辆可通过两条途径实现，一是将现有的柴油发动机通过再造改为天然气发动机，并加装LNG供气系统；二是通过直接购买LNG汽车。

   发动机经专业公司改造，将原车发动机改造为单一燃料发动机，改造后发动机可达到新发动机的技术水平，寿命达50万公里。

柴油－LNG改装套件

宇通LNG单一燃料客车

北方奔驰LNG单一燃料重型牵引车（4燃料罐）

东风系列 LNG单一燃料运输车

                                                                                          股份规划计划部  巴宗瑛