天然气用作汽车燃料的优缺点

天然气用作汽车燃料的优缺点摘要：介绍了天然气作为车用燃料，与汽油、柴油相比，具有环保性、经济性、安全性等优点，是较佳的汽车代用燃料。关键词：天然气；环保性；经济性；安全性概述液化天然气（LiquefiedNaturalGas简称LNG）是天然气经压缩、冷却，在-160℃下液化而成，主要成分是甲烷。其作为一种优质燃料，具有洁净、经济、高效、资源丰富和方便储运等优点，使其在整个能源结构中的比例大幅增长。天然气用作汽车代用燃料，与汽油、柴油汽车相比，其二氧化碳排放量明显降低，是一种优良的汽车发动机绿色代用燃料；其燃料成本、维护保养成本均较低，具有显著的经济效益；泄漏后不易自燃，不易形成爆炸气体，较安全。说明天然气是汽车较佳的清洁代用燃料。优点一、天然气具有环保性根据有关资料统计，城市大气环境污染60%来自机动车辆的尾气排放，公路网的大气环境污染100%来自机动车辆，因此对汽车尾气进行治理刻不容缓。目前，采用天然气作为车用燃料代替传统汽油、柴油，是减少汽车尾气污染的重要措施之一。大力发展天然气汽车事业，提高清洁、高效、优质的天然气能源在我国能源消耗中所占的比例是坚持可持续发展战略、优化能源结构、提高人民生活质量、保护环境的重要措施。现通过以下计算方法，对比汽油、柴油、天然气作为车用燃料的二氧化碳排放量。根据中华人民共和国国家发展和改革委员会节能信息传播中心发布的数据，CO2潜在排放系数见表1。表1燃料排放系数表燃料种类CO2潜在排放系数（kg/GJ）汽油69.363柴油74.024天然气56.224由此可见，以气代油发展天然气汽车是一项绿色环保工程，可以有效的减少二氧化碳排放量，对于创造人和自然的和谐环境具有非常重要的意义。二、天然气具有经济性首先，天然气具有价格优势。表2燃油燃气费用比较通过表2可以看出，按照各车辆日行程，以100辆车为准，每天分别可以节省：出租车，9134元；公交车，15450元。其次，LNG汽车克服了汽油车、柴油重载汽车冬季发动困难的难题，方便了用户的使用，节省了不少费用。汽油车之所以在冬季发动困难是因为汽油发动机在冷启动时，汽油中只有最轻组分蒸发形成混合气进行燃烧，若10%馏分馏出温度过高，发动机因混合气中油气过少而启动困难，启动时间增长，增加了耗油量[8]。柴油机馏分组成不能太重，小于300℃馏分的含量愈少，启动愈困难。而LNG基本上是纯质烷烃，其中甲烷达到96%以上，给发动机提供了稳定的可控制的空燃比，使发动机的工作性能得到优化，发动项目汽油天然气出租车燃料单价7.31元/L3.60元/Nm3车辆数100辆100辆每辆车百公里燃料耗量9.09L10.0Nm3每辆车日行程300km300km车辆日总耗量2727L3000Nm3日总耗燃料费用合计19934元/天10800元/天项目柴油天然气公交车燃料单价7.41元/L3.60元/Nm3车辆数100辆100辆每辆车百公里燃料耗量25.0L30.0Nm3每辆车日行程200km200km车辆日总耗量5000L6000Nm3日总耗燃料费用合计37050元/天21600元/天机燃烧平衡，相对于汽油车、柴油车，不存在发动困难的问题，节省了燃料消耗。再次，以LNG为燃料的汽车，可延长设备寿命，降低费用。由于天然气燃烧完全，结炭少，减少气阻和爆震，使发动机寿命延长2~3倍，大修理间隔里程延长（2~2.5）×104km，天然气汽车相对汽油车、柴油车年降低维修费用50%以上。三、天然气具有安全性现将天然气、汽油、柴油的自燃点、爆炸极限、密度列表如下：表3燃料属性对比表项目天然气汽油柴油自然点/℃650427260爆炸极限/％5~151~70.5~4.1密度/(kg/m3)（液）423725835（气）0.71675.093—根据以上表格数据对比，看以得出以下结论：第一，天然气的燃点一般在650℃，相对汽油、柴油来说，自燃温度高。LNG车用技术采用低温低压储存，一般在-146℃，压力不大于1.2MPa，车载气瓶采用双层抽真空绝热技术；LNG加注站由于工作介质的低温低压，储存容器及相关设备具有可靠的耐低温性能，安全性较好。液态天然气甚至可以熄灭点燃的香烟，这说明液态天然气是不容易被点燃的。天然气意外泄漏后，不容易自燃，而汽油车，柴油车在碰撞或翻覆着火后，容易爆炸。第二，天然气的爆炸极限为5%~15%，且密度很低，约为空气的一半左右，稍有泄漏即挥发向上扩散。LNG泄露到地面，它会迅速完全挥发，不会产生任何残留物，这个时间相当短暂。而汽油、柴油的爆炸极限分别为0.5~4.1%、1%~7%，汽油气化后密度大于空气，柴油为重组分油，泄漏后不易挥发；汽油、柴油如果泄露到地面，滞留较长时间，容易引发燃烧、爆炸等危险。因此，天然气相对汽油、柴油比较安全。缺点一、由于气体燃料的能量密度低，天然气汽车携带的燃料量较少，一般行驶距离较汽油车短。由于气体燃料在汽缸中的可燃混合气里占有一定的容积(汽油机汽缸中流体燃料所占容积忽略不计)，在同样的汽缸工作容积下，用天然气作燃料时作的功少。而目前用的天然气发动机大多是由原汽油机改装的，因而汽油汽车在改用天然气后功率往往会下降10%～20%左右，这就是司机所说的爬坡没劲、加速响应慢等现象。一般柴油汽车如果用双燃料方式改装燃用天然气，则不会出现这种现象，但改装件的结构较为复杂。二、由于目前的天然气汽车是在原来的汽油车或柴油车的基础上改装的，原来汽油机或柴油机的燃料系统大多保留。这样，要在原汽车的增加天然气燃料系统，特别是气瓶使原来的汽车的有效空间减少，本身的自重也增加了。三、将现有的汽车改用天然气作燃料时，需增加发动机燃料系统的部件，如储气瓶、减压阀、混合器等，需要一定的改车投资。虽然有以上的不足之处，但从总的经济和社会效益分析，用天然气作为汽车燃料还是利大于弊。5结语总之，天然气具有污染小、成本低、效益高、使用安全便捷等优点，因此，天然气是一种理想的汽车代用燃料。