LNG和CNG作为东三省车用燃料发展方向的可行性分析

2019年2月

探索科学

LNG和CNG作为东三省车用燃料发展方向的可行性分析

中化石油吉林有限公司 吉林 长春 130000

张津宣

【摘 要】全球大气污染物的一个重要来源就是油燃料汽车的尾气,因此,开发和普及清洁能源迫在眉睫。本文首先研究

了LNG(液化天然气)和CNG(压缩天然气)的环保性。然后,以东三省车辆为例,研究了压缩天然气和液化天然气在经济性和安全性上的可行性,认为液化天然气的安全性和经济性要高于也说天然气,适合在东三省地区实施。最后,笔者根据东三省实际情况,提出了关于液化天然气项目实施的几点问题,并预测了该项目的发展前景。【关键词】液化天然气;东三省;压缩天然气;车用燃料【中图分类号】文献标识码】文章编号】TE88 【B 【2095-588X(2019)-02-0250-01

全世界的能源结构逐渐开始转 随着全球大气污染程度的上升,变,使得一次能源消费中天然气所占比例愈发增多。尤其是天然气作为燃料具有环保、无公害等特征,促进了天然气在民用、汽车以及发电领域的发展及应用,从而替代石油、煤炭等污染燃料。在汽车燃料应用方面,天然气有效降低了尾气排放的有害物质,成为解决城市空气污染的有效途径。当前研究来看,汽车燃料中天然气的应用主要是

液化天然气)和CNG(压缩天然气)两种形式。压缩天然气的应LNG(

用在全球部分已经得到普及,且具有成熟的技术,在我国很多城市都在普及压缩天然气作为汽车燃料的技术,且取得了一定的社会、环保

。,及经济效益随着天然气应用技术的发展液化天然气的安全性、经

济性和环保性会发挥出更多的优势。1 天然气的环保性

天然气的主要成分为甲烷,同时含有少量的He、N2、H2S和CO2等气体,燃烧充分、易燃易爆,且燃烧后不产生杂志或炭黑,被称为“绿

。典型的天然气沸点温度为-162.色燃料”临界压力5.33℃、31MPa、

临界温度-75.分子量16.标准状态下天然气液体密度为0.21℃、803,

/L、/L。气体密度0.431kg7096kg

车用压缩天然气燃料就是将原料天然气经过脱水、脱硫处理后,经过加压设备转入压力罐的可燃性气体。相对于传统的汽油、柴油等汽车燃料相比,天然气降低了燃烧后硫化物的排量,因此,大大降低了

。,,尾气对大气环境的污染文献研究可知相比汽油来说甲烷燃烧后

二氧化硫降低90%、二氧化碳降低25%、氮氧化物降低40%、碳氢化合物降低70%、一氧化碳降低98%。用在汽车燃料上,甲烷的辛烷值为高于120,有效降低了发动机产生的噪音,同时还具有一定的抗暴性能。

液化天然气是天然气经过脱水、脱硫处理后,在深冷环境下形成的-162.天然气原料33℃、102.401kPa的液体。经过脱硫和深冷后,中的杂质和有害物质基本被清除,因此,比压缩天然气具有更高的纯度,燃烧后的环保效果更加显著。

2 天然气作为东三省车用燃料的经济性和安全性

2.1 经济性对比压缩天然气和液化天然气的经济性主要是由气瓶质量、体积以及天然气的价格来决定的。压缩天然气在30MPa状态下,其体积是标准气态的1/250,液化天然气经过深冷后其体积为标准气态下的1/625,也就是说2.5立方米的30MPa压缩天然气体积相当于1立方米的液化天然气体积;2.5个80L气罐所装压缩天然气的气体量相当于1个80L气罐所装液化天然气的气体量。因此,在气罐按照空间和气罐自身质量来说,液化天然气比压缩天然气具有很多优势,而且更加便于储存和运输。

从价格来看,东三省地区1L液化天然气的售价为1.其热025元,值相当于0.经过压缩后压缩天然气的等值638立方米的压缩天然气,价格为1.两者价格差异很小。098元,

那么LNG与燃油相比,经济型如何呢:以360马力重卡年行驶10万公里、百公里油耗40升测算,年燃料成本按如下:燃油成本=(10万公里/100)燃LNG成本=(*40升/百公里*7.5元/升=30万元;10

//。:万公里/100)方百公里元方万元综上说明货*45*5.0=22.5

车使用LNG较使用柴油的燃料成本节省25%。

此外,由于东三省地区寒冷,尤其是进入秋冬季节,很多区域达到零度以下,在这种温度下常规的汽车动力电池续航能力大大下降,有的可能会下降标准续航里程的三分之一。因此,电池作为汽车能源在

东三省地区具有很多不确定因素,如低温续航能力、充电时间、电池寿

命等等,相对LNG来说,其可行性不明确。

易爆、高压气体,用在汽2.2 安全性对比压缩天然气属于易燃、

车上有可能会引发危险。笔者经过研究发现,一个80L的25MPa的压缩天然气罐,发生物理爆炸会产生4.226MJ的能量,2.5个80L压缩天然气罐爆炸产生10.369MJ的能量。

而储存液化天然起得气罐大多属于隔热性良好的气瓶,同时经过结构和流程设计,其安全性大大提高。笔者经过研究发现,一个容量

,80L的气罐装满液化天然气并设定其最高压力为0.85MPa情况下,

爆炸只产生1.403MJ的能力。

由此可见,由于东三省温度要低于其他地区,压缩天然气和液化天然气用在东三省车辆上,相对安全性要更好,但经济性和安全性来说,液化天然气更具优势,液化天然气的可行性更好。3 LNG燃料在东三省的发展前景

全国第一辆液化天然气公交车在北京改装完成,经过多2002年,

年的实践和摸索,液化天然气燃料已经在北京公交车上得到普及。该案例的成功为东三省车辆燃料调整的战略提供了可行性,同时也验证了液化天然气作为车辆燃料的优势。但对于东三省来说,普及LNG

。燃料还存在一些需要解决的问题

3.1 需要解决的问题(东三省地区的液化天然气加气站或油气混合加油站数量较1)少,因此,需要加速液化天然气加气站的建设,并规范液化天然气燃料的相关技术标准。

(东三省现有加气站的关键设备进口化严重,价格昂贵。如车2)

用液化天然气储存罐、液化天然气售气机、液化天然气泵等,在未来的发展中要集中研发这些关键设备,使其逐步国产化,降低成本。

(努力吸收先进国家液化天然气相关技术及经验,尽早定型液3)

化天然气的加气枪、充装接头的尺寸和形式,使其更加普及化。避免

,,生产企业各自为战配件不通用成为阻碍液化天然气发展的瓶颈。

3.2 发展前景液化天然气或油气混合作为东三省车辆清洁燃料的前景非常可观,其在未来汽车能源发展中也起到了很大的作用。我国长沙、乌鲁木齐、上海以及北京地区,液化天然气燃料项目的实施和经验来看,东三省地区要经过前期的调研,总结成功案例的实施过程和教训,针对自身特点,开发适合较冷地区的液化天然气技术项目。4 结论

随着全球能源结构的调整和我国清洁能源战略的演变,液化天然气工业会得到更大的发展,液化天然气技术也会作为重要能源在各地

,区进行普及势必会加速液化天然气车用燃料的发展。因此,东三省

地区实施车用液化天然气项目具有很大优势和机遇,前景可观。

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