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1LNG汽车应用现状1.1国际方面20世纪30年代在意大利首次将天然气作为车用燃料，但是限于当时条件一直到20世纪70年代能源危机与环境危机的凸显，才受到各大汽车厂商的重视并推广。2000，世界LNG贸易增长率为10.1％，消费量达1366亿方，占全球天然气消费总量的5.7％。截至2010年，全球有78个国家和地区在推广和使用天然气汽车，其总量达到约1267万辆。尤其在能源危机与环境污染的双重压力之下，LNG汽车由于能实现清洁高效燃烧成为各大汽车厂商推广的车型。各大汽车公司如美国的福特、卡特彼勒均有LNG汽车的生产销售，日本铃木，尼桑等汽车公司在客车上采用电控多点喷射LNG发动机得到了一定的推广。随着世界范围内LNG工业的规模化发展和燃气汽车推广速度的加快,20世纪80年代美国、加拿大、德国和法国开始重视LNG汽车技术的研究,并在90年代初进行小规模推广,效果理想,被认为是燃气汽车的发展方向。1993年美国能源部在西部地区实施一个州际的清洁运输走廊计划,沿主要交通干线建立LNG汽车燃料加注站,并形成比较完整的网络,为重型卡车使用LNG燃料创造条件;墨西哥市也在1999年初建成一座可供数百辆城市中巴加气的LNG汽车加气站,表明LNG汽车技术已具实用;2012年初,美国最大的气体运输燃料供应商——清洁能源燃料公司提出一个“天然气高速路”计划,第一阶段要建造150个LNG卡车燃料加注站,到2012年年底有近70个LNG站在美国的33个州开张运营,2013年150个站全部建成投用。据BP公司2012年发布数据，到2030年预计LN应量将年均增长4.5％，超过全球总产气量增幅(年均2.1％)的2倍。它在全球天然气供应量中的份额将从2010的增加到2030的15％。LNG贸易的增长量是全球天然气产量增长量的两倍。目前国内LNG汽车已实现产业化，在美国、日本、澳大利亚等国均有应用，现阶段美国在LNG车用技术上处于领先地位，从推广车型来看，LNG不仅适用于城市公交车，也适用于大型货运等车辆；从美国和欧洲的趋势看，各国的天然气汽车的研制重心已经由CNG汽车转向LNG汽车，在技术上可借鉴互补。1.2国内方面我国在20世纪90年代初开始进行LNG汽车研究，初期主要集中在LNG客车领域，虽然起步较晚，但在LNG汽车技术方面发展很快。随着国外相关技术的传入和近年来清洁汽车的快速发展，进入21世纪后我国LNG汽车开始迈入推广阶段。从客运市场来看，气源丰富地区(如西南地区)小众客车企业占据舞台，如四川南骏汽车、成都安达特种车、川汽集团、东风南充汽车、重庆恒通客车等；从货运市场来看，伴随着国内大型汽车厂和发动机厂如东风、解放、上柴、潍柴、玉柴不断加大产品开发力度，相继推出各自的LNG卡车产品，极大促进我国LNG卡车市场的发展。目前，陕汽集团、东风商用车、一汽解放、联合卡车、中国重汽、华菱等纷纷推出天然气重卡产品，其中，陕汽集团、中国重汽、一汽解放、福田欧曼、北奔重汽等国内主流企业的天然气重卡产销已初具规模，并且加大了在新疆、山西等市场的开拓力度，相关产品已交付当地用户试用，实现批量销售。此外，在海外市场，一些企业还实现了天然气产品的出口，如中国重汽、陕西重汽、上汽依维柯红岩等均出口泰国。就目前来看，由于燃料经济性明显、运营线路固定且易于建设配套加气站等因素，公交客运车和有固定路线的重卡比较适合使用LNG作为动力燃料。就与其他类别汽车优劣势比较来看，LNG汽车比混合动力车便宜、续航里程是CNG汽车的1.5倍、燃料成本低、排放清洁等优势明显，但是车辆性能稍差，加气不便捷，车上无法长时间储气，不用时必须排掉，不太适用于年行驶约2万km的短途私家车，见表1。表1LNG汽车与其他燃料汽车的优劣势比较燃油汽车LNG汽车CNG汽车混合动力汽车技术特点成熟成熟成熟成熟车辆性能动力好比汽油车低15%比汽油车低15%好排放质量差好好较好购车成本低比汽油高5-8万较高高续航里程500km300-400km150km较长燃料补给便捷度约10万座约240座(2011)约2000座同汽柴油燃料成本高低于柴油20-30%低于柴油20-30%低于汽柴油2010-2011年LNG汽车需求快速增长，很大程度上得益于LNG显著的经济性，2011年LNG重卡和公交客运客车销量超过8000辆，目前主要在气源充足的沿海、西北内陆示范性推广，其中客运市场主要集中在贵阳、北京、深圳、杭州、乌鲁木齐、昆明、烟台等城市，货运市场主要集中在以新疆、山西、内蒙为代表的煤炭产区和以山东烟台为代表的沿海港口城市。2012年开始全国PM2.5的环保压力明显加强，推动更为环保的LNG汽车的发展，其中政策对城市公交的作用更为明显，同时良好的经济性可以减轻政府财政压力。从地方动态来看，2011年11月1日起国家能源局发布的《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》在全国实施，在环境压力大、气源充足的城市，各级地方政府正积极规划发展LNG汽车，采取现金补贴的方式支持LNG汽车的使用(如内蒙、山东每车每年补贴2～3万)。见表2。表2主要省市关于LNG汽车业的政策规划标准规范方面，我国也制定了相关标准，主要有GB/T20368-2006《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》、NB/T1001-2011《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》、GB50156-2012《汽车加油加气站设计与施工规范》等。另外，2011年11月1日，国家能源局出台的《液化天然气（LNG）汽车加油站技术规范》正式实施，首次对我国LNG加油站的行业标准进行规范。截止2014年，我国共建成1403座LNG加气站，其中包括1295座带电话逐个验证的已投运LNG加气站。图1全国LNG加气站分布图1.3客户群分析①城区公交车辆:由于LNG能量储存密度大，方便储存和车载，因此，使用LNG省市规划内容浙江省预计到2015年，浙江全省发展天然气汽车约5.5万辆，其中公交车和出租车的气化率将达30%和50%，同时为了配合天然气汽车的发展，今后2年浙江将发展天然气汽车加气站32座，2015年加气站发展到155座海南省未来3年内新建100多座LNG和CNG加气站，大力推广发展液化天然气燃气汽车北京市在环境压力驱动下，北京市政府规划建设43座天然气加气站；目前北京市所更新的公交都将换成LNG客车，在未来的2到3年时间里，北京还计划新购约4000辆LNG汽车；中石油、中石化正积极介入，通过捐车、保障气源、推进加气站建设助力北京LNG汽车推广。广州市2012年4月初，广州环保局提出广州LPG公交车全改LNG公交车，此外市交委表示至少要建50个LNG加气站苏州市首批50辆LNG公交车正式投入运行，这是苏州公交行业一次性推出数量最多的一批环保型客车，与先前部分启用的LNG公交车相加，目前苏州市区已拥有LNG公交车达100余辆济南市投入运营的CNG公交车已接近1200辆，而LNG公交车是将来的主要采购方向大连市2012年首次计划采购LNG公交车，计划新增500辆公交车，其中包括300辆LNG公交车、20辆纯电动公交车、30辆混合动力公交车和150辆国Ⅲ排放标准公交车洛阳市2012年上半年已经分4批次购进新公交车156辆，其中纯天然气公交车154辆伊宁市伊宁市公交从2009年开始对部分公交车辆实行加气加油两用行驶，目前，伊宁市公交公司下属的343辆公交车中有50%的公交车实现了加气行驶，50%的公交车仍然加油行驶，公司将逐年推行加气车，力争用3年时间对公司的所有公交车实现加气行驶。作为车用燃料将使公交车续驶里程加长，加气次数减少，增强运行能力，提高效率。在LNG公交车加气便捷的情况下，现有CNG公交车更新换代或者改装为LNG车辆的可能性较大，故公交车辆可作为LNG主要客户之一。②城区环卫车辆:环卫车辆主要有洒水车、扫地车和垃圾车等类型，在国内一些城市，已经开始推广采用天然气环卫车辆。随着环境保护政策的不断加强，环卫车辆可作为LNG潜在客户。③出租车辆:由于LNG气瓶一般为双层金属真空加多层缠绕超低温绝热结构，气瓶较厚，出租车后备箱体积较小，改装受到一定限制。但随着LNG的不断发展和市场的培育，出租车可作为LNG潜在客户。④城际大巴、重卡车辆:城际大巴和重卡车辆的行驶距离一般较长，若在高速公路沿线布设LNG加气站，为其提供燃料补给，这类车辆也将成为LNG主要客户。⑤其他客户：随着LNG加气业务范围不断拓展，校车、工程车辆、拖拉机的应用市场也在积极培育中，并已有实际应用。1.4我国LNG汽车的发展前景我国天然气汽车从CNG汽车起步，到现在全面向LNG汽车发展，整个天然气汽车产业链已经逐步走向成熟。由于我国天然气储量十分丰富，加之天然气汽车在环保、经济等方面的优势，随着LNG汽车技术的逐渐成熟以及国家相关标准体系的逐渐完善，我国LNG汽车未来必将能获得更好的发展，前景广阔。在资源方面，我国天然气储量约为3.5万亿立方米，煤层气储量与天然气储量基本相当，页岩气可采资源量超过25万亿立方米，加上较大的LNG进口量，能够为我国LNG汽车的发展提供充足燃料。技术方面，我国正在加大从加气站设备到汽车发动机及整车技术等的科技攻关，国内LNG发动机的技术日趋成熟，玉柴、上柴、潍柴等国内著名的发动机生产厂家，已成功研发出一系列LNG发动机。宇通、黄海、福田、长安等厂家的LNG大型客车研发，陕重、东风重卡等厂家的LNG重型卡车研发，已全部商业化并投入运营，整车性能不断提高。配套产业方面，目前我国已在河南、新疆、四川、陕西、内蒙、山东、贵州等地，建设了一批天然气液化工厂，形成内陆西部的LNG生产储运系统。除国内自产的LNG外，我国将在沿海地区的海南、广东、福建、浙江、上海、江苏、山东和辽宁相继建起数十座大型LNG接收站，形成东部沿海地区进口LNG的接收和运输系统。政策方面，国家和各级政府正在加大产业扶持力度，制定了各种优惠政策，如降低LNG汽车购置税、免征车船税等，为LNG汽车的大规模推广创造有利条件。1.5LNG汽车改装关键技术分析(1)燃料容量优化控制，即保证满足发动机全工况工作需求，也兼顾汽化器重量、发动机水泵负荷、冷却液容积及系统无气阻等因素。(2)安全控制措施，LNG无色无味，燃爆浓度5～15％，必须有完整有效的安全措施。(3)动力经济性优化，LNG燃点高，约600℃，燃烧扩散性慢。合理的燃气进缸压力和流速是顺喷式供气系统安装、标定、调试的关键，直接影响到发动机的动力经济性、操控性和排放。(4)ECU控制单元多元化。(5)LNG顺喷式供气系统的电源、控制信号连接，必须符合原车线路图技术条件及LNG供气系统要求，电源连接设置保险，电线接头严格执行QCn29009技术条件，合理整理固定线束，绝缘可靠，确保安全。