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CNG车:能源新星
时间: 2023-09-20 00:36:31 | 作者: 旗舰产品
12月2日,广东茂名首座CNG加气站将建成投入到正常的使用中,首批100辆现役用油的士将“油改气”。
12月6日,重庆市环保局透露,加快建设CNG气站,更新淘汰563辆公交车,主城区98%的出租车和95%的公交车改成CNG汽车,新增出租车和公交大客车均使用CNG车。
能源与交通创新中心(Innovation Center for Energy and Transportation,iCET) 总裁兼执行主任安锋力挺CNG车是能源新星:虽然与电动车一样面临极大挑战,如基础设施建设。但CNG技术远比电池技术成熟,成本也低。而且途径更优:电动车是煤发电电网电动车,CNG车是天然气管道输送内燃机车。
CNG汽车是以压缩天然气作为燃料的汽车。经过脱硫脱水等工艺后,加压到200多公斤压力,由加气机充装到CNG车的压缩瓶上,通过减压装置减压后进入发动机燃烧使用。
其实,CNG车并非新鲜事。在天然气丰富的四川、重庆,乘客上CNG出租车而不是燃油出租车的概率为98%。
在北京,CNG车的历史可以追溯到1999年。为了北京申奥,北京客车总厂开始研究CNG车和LPG(液化石油气)燃气公共汽车。1999年国庆前夕,批量生产的300部CNG客车投放到了重点线等公交线路上都能看见CNG客车的身影。2005年后,北京公交开始大规模招标,很多品牌的CNG车逐渐进入北京市场。
CNG车之所以能在北京有所发展,一是顶置气罐的车辆设计比较安全;二是陕气东送使得北京有气源保障;三是CNG车的日常检修维护与燃油客车相差不大;四是CNG车的燃料价格相对便宜。
“CNG车的发展,能够大大减少燃油的使用,从根源上减少氮氧化物的排放。在当前的低碳时代,CNG车、混合动力车、电动车应该是相辅相成发展的。”12月13日,安锋在接受《科学时报》采访时为CNG车鸣不平。坐在北京东三环19层办公室里,从窗外看下去,三环上密密麻麻的都是车。
天然气的成分主要是甲烷和其他气态烃,比汽油的碳含量更低,比传统燃油更清洁。资料显示,与汽油动力汽车相比,天然气汽车能够大大减少多达93%的一氧化碳排放量、33%的氮氧化物和50%活性烃气的排放量。“由于天然气燃料辛烷值高,与空气混合较均匀,且与空气有较高的压缩比,因此发动机燃用该气体燃料时燃烧迅速、充分、无爆震现象、热能利用率高,从而使发动机的燃烧得到极大改善。”安锋说。
更关键的是,之前人们没有充分意识到页岩气等非常规气源的储藏量是如此巨大。近年来,美国页岩气的成功商业开采使得人们相信,页岩气将来会取代煤,成为第二大能源。过去5年间,美国页岩气产量增长近20倍,成为全世界最大天然气开采国,其在美国天然气产量的占比升至1/4左右,美国甚至预期其天然气即将出口,并引发全球天然气价格大大下滑。
安锋对电动车和CNG车作比较后认为:“电动车有几个挑战。第一是煤的短缺和天然气的丰富。中国北方一些城市,比如东北97%是火电,北京92%~93%是火电。中国的煤非常短缺,中国已成为煤炭的进口国。去年,中国慢慢的开始从美国和澳大利亚进口煤。电动车如果少量存在,没问题,但如果规模引入市场,煤的短缺就会日益严重。尽管中国页岩气的开采尚处在婴儿期,但商业化生产只是时间问题。”
第二,CNG车内燃机技术是非常成熟的,使用内燃机就可以燃烧了,只是在汽车顶端放置一个大的天然气储藏瓶。相比之下,电池车电池技术很不成熟。
第三,CNG车的生命周期效率更加高。从油井到车轮,运输天然气有损失,但主要是内燃机的效率损失,全生命周期内燃机车的效率大约在20%~30%左右,高于纯电动汽车。
第四,从研发成本上说,CNG汽车成本比电动车低很多。CNG车只需要在传统燃油车上加一个天然气压缩瓶,稍微作点调试就可以了。电动车的电池、动力系统等都改变了,研发和改造成本非常高,是传统车的两倍左右。安锋介绍说,美国CNG汽车发展得比较好,例如日系的本田。
iCET低碳交通项目分析师马冬补充说,从燃料的经济性看,它很便宜,不需要政策鼓励,老百姓自己就会去买,甚至很多私家车会自行改造。
当然,CNG车不无缺点,由于发动机结构参数的制约,致使发动机动力性能有所下降。
安锋也提示说,CNG车想要改变“不愠不火”的现状,关键要突破传输端的壁垒。
电动车的优势在传输上,可通过现成的电网,传输端容易,但壁垒是在充电时间、电池技术等终端环节上。而CNG车的壁垒则是在传输端。“中国的天然气管道不像美国那样发达,犹如毛细血管一样深入分布到每一个角落。中国现在只有一条西气东输的管道,比起美国,中国要铺设更多的管道。如果在二三十年前铺设的话,会非常便宜。如果天然气供给充足,解决了天然气运输和加气站问题,消费者接纳是下一步的问题。”
目前我国已有西气东输一线和西气东输二线两条天然气管道,西气东输三线有望在明年开始建设,气源仍来自于中亚。
安锋预测说CNG汽车的关注度呈上涨的趋势,上升幅度会比电动车大,很有竞争力。
“新能源的定义一直在发生明显的变化,从10年前谈论的氢能源、燃料电池,到生物质能源,最近谈的电动车,到我看好的CNG车。”安锋说。新能源在跟传统能源竞争时,都会遇到各种各样的困难,于是热点一个接一个,起码过去30年都是如此。在一种新能源竞争遇到困难时,公众就会把注意力转移到下一个新能源领域。
“现在电动车产业遇到了发展瓶颈。电力能源是低碳还是高碳还有争论,我们也作了一些研究,在中国北方地区,电动车并不一定低碳。”安锋表示。
iCET曾作过研究,中国7个电网的发电组成都不一样,东北98%是火电,北京95%是火电,华中40%是水电,火电60%。北方电动车并不是想象中的低碳,甚至还是高碳。
“我认为中国应该有一个区域化的能源战略,不应该一刀切。比如在中西部发展CNG车为主;在中部和南部可以搞电动车,因为水电比较多;中国华北、东北搞混合动力汽车比较好,效率比较高,受电力的约束就小。”安锋表示。