摘要：綜述了壓縮天然氣公交車(chē)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了壓縮天然氣汽車(chē)的性能、優(yōu)勢(shì)和前景。
關(guān)鍵詞：壓縮天然氣；公交車(chē)；壓縮天然氣汽車(chē)
Performance and Prospect of Bus Concerted to Compressed Natural Gas
LI Wei-Zun1，MENG Xiang-mei2, BAI Xiao-ling1
(1．School of Environment Science & Technology，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2．Energy Research Institute，Shandong Academy of Sciences，Jinan 250014，China)
Abstract：The internal and external development situation of compressed natural gas bus is expounded．The performance，advantages and prospect of compressed natural gas bus are described．
Key words：compressed natural gas；bus；compressed natural gas vehicle
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量迅速增加，以天津?yàn)槔?005年機(jī)動(dòng)車(chē)保有量突破100×104輛，其中私家車(chē)超過(guò)30×104輛，城市機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣已成為大氣污染的主要來(lái)源之一。從環(huán)境效益和能源戰(zhàn)略角度出發(fā)，迫切需要改變汽車(chē)能源結(jié)構(gòu)，尋找新型的清潔能源。目前，汽車(chē)代用燃料有甲醇、乙醇、其他醇類(lèi)、汽油或柴油與醇類(lèi)的混合物、電力、天然氣和燃料電池等。其中，醇類(lèi)的能量密度較低，乙醇的熱值僅為柴油的65%；燃料電池汽車(chē)由于其成本昂貴，一時(shí)難以普及；相比之下，我國(guó)天然氣儲(chǔ)量豐富，汽車(chē)改用天然氣具有良好的經(jīng)濟(jì)性和可行性。據(jù)悉，到2008年，北京將有5000輛公交車(chē)使用壓縮天然氣(CNG)。隨著西氣東輸工程(輸氣能力200×108m3/a)的實(shí)施和東海春曉等油氣田正式投產(chǎn)，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)正在發(fā)生改變[1]。
1 CNG公交車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀
①?lài)?guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
最近幾年，城市公交車(chē)改用天然氣發(fā)展迅猛。2002年，天津市客車(chē)裝配廠(chǎng)自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的首臺(tái)純國(guó)產(chǎn)壓縮天然氣(CNG)單燃料環(huán)保型城市公交車(chē)，經(jīng)過(guò)了國(guó)家轎車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢驗(yàn)，于2003年3月正式投入批量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)其他的單燃料(CNG)公交車(chē)基本上都是引進(jìn)國(guó)外的底盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)，較高的成本使得整車(chē)價(jià)格保持在40×104元以上。而天津產(chǎn)CNG客車(chē)的底盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)等核心部件全部由國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商提供，從而大大降低了制造成本。天津產(chǎn)CNG客車(chē)的初步報(bào)價(jià)只有22×104元左右，比進(jìn)口部件組裝的公交車(chē)便宜了近1/2，在使用、保養(yǎng)和維修方面，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。這種CNG單燃料客車(chē)尾氣排放達(dá)到了歐盟的“歐Ⅱ”標(biāo)準(zhǔn)，能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)各城市對(duì)汽車(chē)環(huán)保方面的要求，尾氣中的CO和HC排放量是國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的1/20，是北京地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的1/13[2]。
天津市已成功實(shí)施了天然氣公交車(chē)示范工程，以建“綠色開(kāi)發(fā)區(qū)”為目標(biāo)，以泰達(dá)公交公司為主體，組建了第一支由40輛天然氣公交車(chē)組成的示范車(chē)隊(duì)。截至2006年3月，天津市擁有壓縮天然氣汽車(chē)約1600輛，分別為出租車(chē)1000輛、公交車(chē)400輛、環(huán)衛(wèi)車(chē)及部分社會(huì)車(chē)輛約200輛。從天津市發(fā)展與改革委員會(huì)了解到，2006年5月底，天津市已經(jīng)在解放南路和濱河小區(qū)又建設(shè)了2座天然氣加氣站，主要用于汽車(chē)加氣。
西安市公共交通總公司從1996年下半年起就積極開(kāi)展了天然氣在城市客車(chē)上應(yīng)用的各項(xiàng)研究工作，于1998年9月完成了西安市首批50輛天然氣公交車(chē)的改裝，并于1999年5月成立了西安市公共交通總公司天然氣汽車(chē)改裝中心。該中心為省級(jí)天然氣汽車(chē)定點(diǎn)改裝單位，在技術(shù)質(zhì)量、安全生產(chǎn)及售后服務(wù)等方面建立一整套嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范和各項(xiàng)管理規(guī)定，到2001年已成為全省最具規(guī)模的一家改裝單位?，F(xiàn)已改裝各類(lèi)公交客車(chē)逾600輛。這些改裝車(chē)輛在公交線(xiàn)路上運(yùn)行時(shí)，各項(xiàng)使用性能良好，尾氣污染物排放量大大減少，受到司乘人員和廣大乘客的歡迎，并得到相關(guān)行業(yè)和專(zhuān)家的高度評(píng)價(jià)[3]。
自1998年以來(lái)，北京就開(kāi)始啟用低排放的壓縮天然氣公交車(chē)，以逐步淘汰柴油發(fā)動(dòng)機(jī)公交車(chē)。預(yù)計(jì)到2008年，北京將有8000輛CNG汽車(chē)在運(yùn)營(yíng)。這些公交車(chē)有益于推廣“綠色奧運(yùn)”主題，并為其他車(chē)輛提供了一個(gè)很有吸引力的替代方向。
石家莊是河北省大氣污染比較嚴(yán)重的城市之一。在石家莊，公交車(chē)與出租車(chē)雖然只占汽車(chē)保有量的10%，但因其運(yùn)營(yíng)率高，對(duì)市區(qū)大氣環(huán)境污染的分擔(dān)率已達(dá)到50%。2003年_2005年，石家莊市將8000輛公交車(chē)和出租車(chē)的燃料由汽、柴油改成天然氣，包括大公共汽車(chē)1000輛、小公共汽車(chē)500輛、出租車(chē)6500輛。每輛大公共汽車(chē)改造費(fèi)用約1×104元，小公共汽車(chē)約6000元，出租車(chē)約6500元。據(jù)計(jì)算，8000輛汽車(chē)改用天然氣作燃料后，每年將節(jié)省汽、柴油62600t。
銀川市380輛公交車(chē)于2005年8月下旬全部改用了天然氣燃料。加上2004年購(gòu)進(jìn)的55輛天然氣燃料車(chē)，銀川市的400多輛公交車(chē)全部實(shí)現(xiàn)“綠色運(yùn)營(yíng)”。
②國(guó)際發(fā)展現(xiàn)狀
以CNG作為汽車(chē)燃料在世界上已有逾70a的歷史。意大利人于1929年在世界上首先應(yīng)用天然氣作為汽車(chē)的燃料，當(dāng)時(shí)是用常壓氣囊裝運(yùn)天然氣。1931年，意大利人建成世界上第一座CNG加氣站，使汽車(chē)加裝和燃用天然氣方便了許多(1997年意大利新比隆公司擁有的20世紀(jì)30年代生產(chǎn)的天然氣壓縮機(jī)還在廠(chǎng)內(nèi)一個(gè)加氣站正常運(yùn)行)。直到1939年，意大利人朗弟·倫索(Land Renzo)創(chuàng)建了自己的公司，并制造出世界上第一套混合器式CNG汽車(chē)改裝裝置。到2003年上半年，據(jù)世界燃?xì)馄?chē)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，世界上已有63個(gè)國(guó)家和地區(qū)在推廣天然氣汽車(chē)。天然氣汽車(chē)總擁有量逾281.4×104輛，CNG加氣站6455座。CNG汽車(chē)擁有量位居前10位的國(guó)家是阿根廷、巴西、巴基斯坦、意大利、印度、美國(guó)、中國(guó)、埃及、委內(nèi)瑞拉和烏克蘭[4]。
韓國(guó)環(huán)境部稱(chēng)，自2003年7月1日起，強(qiáng)制一部分公交車(chē)及貨車(chē)改用天然氣或安裝尾氣凈化裝置。為推廣天然氣汽車(chē)的使用，韓國(guó)政府將對(duì)更換設(shè)備所需的費(fèi)用給予一定補(bǔ)償，并代為申請(qǐng)貸款。2003年韓國(guó)新增加的2000輛公交車(chē)及80輛清潔車(chē)也使用天然氣。目前首爾地區(qū)天然氣公交車(chē)正在普及。據(jù)悉，韓國(guó)全境將約有4×104輛公交車(chē)及貨車(chē)被徹底改造成燃用天然氣，這將降低汽車(chē)尾氣污染，改善空氣質(zhì)量。
2 CNG公交車(chē)的性能與前景
2．1 GNG的理化性質(zhì)
CNG是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的氣體，它的主要成分是甲烷，具有比汽油和液化石油氣都高的辛烷值(Research Octane Number，RON)，CNG的辛烷值達(dá)到130(而汽油的辛烷值低于100)，因而具有很好的抗爆性[5]。根據(jù)目前市場(chǎng)價(jià)格，使用天然氣的汽車(chē)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用要比使用汽油節(jié)省。天然氣在常溫下為氣態(tài)，更容易與空氣形成均勻的混合氣，整個(gè)燃燒過(guò)程更加充分，大幅度降低了CO、HC、NOx的排放，是公認(rèn)的清潔能源之一。
2．2 CNG公交車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能
天然氣是辛烷值較高的氣態(tài)燃料，抗爆能力強(qiáng)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。天然氣對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)潤(rùn)滑油的稀釋作用小，燃燒性能好，氣缸積碳少，不需經(jīng)常更換潤(rùn)滑油和火花塞，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。天然氣汽車(chē)在冬季的起動(dòng)性好，其安全性比汽油車(chē)好，在美國(guó)天然氣汽車(chē)發(fā)生的1300多起碰撞事故中，天然氣系統(tǒng)均未引起過(guò)爆炸或著火[6]。
天然氣著火延遲期較長(zhǎng)，火焰?zhèn)鞑ヂ?，燃燒速度低，霧化體積大，使得天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)性能和瞬間加速性能較差，普通的未加改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)使用天然氣會(huì)存在動(dòng)力性能差、尾氣超標(biāo)等問(wèn)題。為此，應(yīng)對(duì)公交車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。首先，根據(jù)天然氣的理化特性重新設(shè)計(jì)氣化室，或者增加工作容積來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性水平；其次，提前點(diǎn)火(相對(duì)于汽油機(jī)而言)，這也是基于天然氣的辛烷值高的特性考慮的；再次，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比(如提高到9～12)，可以使CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能進(jìn)一步提高。
2．3 CN6公交車(chē)優(yōu)勢(shì)與前景
當(dāng)前國(guó)家正在全國(guó)范圍內(nèi)推廣CNG公交車(chē)。CNG公交車(chē)擁有其他公交車(chē)無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下6個(gè)方面：
①燃料價(jià)格便宜。按目前市場(chǎng)價(jià)格，93號(hào)汽油價(jià)格為4.2元/L左右，天然氣價(jià)格約1.7元/m3，而1m3天然氣動(dòng)力值等于1.13L汽油。如1輛公共汽車(chē)每天汽油費(fèi)為300元，用壓縮天然氣只需花107元左右；1輛出租車(chē)每天汽油費(fèi)為118元，用壓縮天然氣只需花42元左右。燃油稅開(kāi)征后減半征收燃?xì)舛悺?br /> ②汽車(chē)排氣污染小。CNG汽車(chē)可以綜合降低廢氣污染物排放量，其中HC可降低70%，CO可降低90%，NOx可降低25%，微粒物可降低42%，鉛化物可降低100%，硫化物可降低70%以上，非甲烷烴類(lèi)可降低50%左右。
③不積碳，車(chē)輛部件損耗小。發(fā)動(dòng)機(jī)使用天然氣作燃料，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲低，不積碳，能延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，不需經(jīng)常更換機(jī)油和火花塞，可節(jié)約50%以上的維修費(fèi)用。
④安全可靠。天然氣燃點(diǎn)高達(dá)650℃以上，不易點(diǎn)燃；辛烷值高，抗爆性能好，爆炸極限僅為5%～15%，與汽油相比更為安全。車(chē)用儲(chǔ)氣瓶都經(jīng)火燒、爆炸、墜落、槍擊等測(cè)試合格后使用。中外發(fā)展天然氣汽車(chē)60a來(lái)，從未出現(xiàn)過(guò)因天然氣爆炸、燃燒而導(dǎo)致的車(chē)輛事故。
⑤車(chē)輛改裝簡(jiǎn)單。在保留原車(chē)供油系統(tǒng)的情況下，只需增加1套專(zhuān)用壓縮天然氣裝置。目前，改裝1輛公交車(chē)約需8000元，出租車(chē)約需3000～4000元，約200d收回改裝成本[7]。
⑥車(chē)輛操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)。CNG汽車(chē)駕駛沒(méi)有更高的要求，只須在駕駛前經(jīng)過(guò)適當(dāng)技術(shù)培訓(xùn)，了解一些要點(diǎn)和安全知識(shí)即可。天然氣汽車(chē)本身的運(yùn)行平穩(wěn)可靠。
推廣CNG汽車(chē)能夠有效改善城區(qū)大氣環(huán)境，降低公交車(chē)運(yùn)營(yíng)成本，因而，CNG汽車(chē)的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景。
3 結(jié)語(yǔ)
中國(guó)是一個(gè)能源相對(duì)匱乏的國(guó)家，城市人口密度大，隨著2008年奧運(yùn)會(huì)的到來(lái)，對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求越來(lái)越高，使用環(huán)保型的燃料成為當(dāng)前的首選。我國(guó)建設(shè)CNG加氣站網(wǎng)絡(luò)具有一些有利條件：公交車(chē)線(xiàn)路固定，車(chē)型較統(tǒng)一。由于需要解決氣源問(wèn)題， CNG汽車(chē)的實(shí)施不能單靠一個(gè)企業(yè)或者某幾個(gè)企業(yè)來(lái)完成。如果政府能夠成立專(zhuān)門(mén)領(lǐng)導(dǎo)班子來(lái)促進(jìn) CNG公交車(chē)的實(shí)施，并在一定程度上給予政策的支持，相信中國(guó)的CNG公交車(chē)一定會(huì)得到很快的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]王運(yùn)閣，王樹(shù)信，張力，等．我國(guó)天然氣的利用前景[J]．煤氣與熱力，2002，22(6)：523—525．
[2]資源節(jié)約與環(huán)保編輯部．純國(guó)產(chǎn)燃?xì)夤卉?chē)在津問(wèn)世[J]．資源節(jié)約與環(huán)保，2003，19(1)：46—46．
[3]楊天明，耿澤岐．天然氣在公交車(chē)輛上的應(yīng)用[J]．城市公共交通，2002，(3)：32—32、37．
[4]李忠田，張平，楊軼男，等．壓縮天然氣汽車(chē)及CNG加氣站的發(fā)展[J]．煤氣與熱力，2005，25(8)：42—42．
[5]張繼琳．城市公交車(chē)宜用天然氣單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)[J]．城市公共交通，2000，(6)：35—35．
[6]郭宗華，周儉明，吳祚平．壓縮天然氣汽車(chē)的特點(diǎn)[J]．煤氣與熱力，2004，24(2)：108—1 10．
[7]張玉蘭，郭章林，張洪亮．CNG汽車(chē)加氣站的可行性分析[J]．煤氣與熱力，2006，26(2)：10—12．
關(guān)鍵詞：壓縮天然氣；公交車(chē)；壓縮天然氣汽車(chē)
LI Wei-Zun1，MENG Xiang-mei2, BAI Xiao-ling1
(1．School of Environment Science & Technology，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2．Energy Research Institute，Shandong Academy of Sciences，Jinan 250014，China)
Abstract：The internal and external development situation of compressed natural gas bus is expounded．The performance，advantages and prospect of compressed natural gas bus are described．
Key words：compressed natural gas；bus；compressed natural gas vehicle
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)動(dòng)車(chē)保有量迅速增加，以天津?yàn)槔?005年機(jī)動(dòng)車(chē)保有量突破100×104輛，其中私家車(chē)超過(guò)30×104輛，城市機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣已成為大氣污染的主要來(lái)源之一。從環(huán)境效益和能源戰(zhàn)略角度出發(fā)，迫切需要改變汽車(chē)能源結(jié)構(gòu)，尋找新型的清潔能源。目前，汽車(chē)代用燃料有甲醇、乙醇、其他醇類(lèi)、汽油或柴油與醇類(lèi)的混合物、電力、天然氣和燃料電池等。其中，醇類(lèi)的能量密度較低，乙醇的熱值僅為柴油的65%；燃料電池汽車(chē)由于其成本昂貴，一時(shí)難以普及；相比之下，我國(guó)天然氣儲(chǔ)量豐富，汽車(chē)改用天然氣具有良好的經(jīng)濟(jì)性和可行性。據(jù)悉，到2008年，北京將有5000輛公交車(chē)使用壓縮天然氣(CNG)。隨著西氣東輸工程(輸氣能力200×108m3/a)的實(shí)施和東海春曉等油氣田正式投產(chǎn)，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)正在發(fā)生改變[1]。
1 CNG公交車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀
①?lài)?guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
最近幾年，城市公交車(chē)改用天然氣發(fā)展迅猛。2002年，天津市客車(chē)裝配廠(chǎng)自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的首臺(tái)純國(guó)產(chǎn)壓縮天然氣(CNG)單燃料環(huán)保型城市公交車(chē)，經(jīng)過(guò)了國(guó)家轎車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的檢驗(yàn)，于2003年3月正式投入批量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)其他的單燃料(CNG)公交車(chē)基本上都是引進(jìn)國(guó)外的底盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)，較高的成本使得整車(chē)價(jià)格保持在40×104元以上。而天津產(chǎn)CNG客車(chē)的底盤(pán)和發(fā)動(dòng)機(jī)等核心部件全部由國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商提供，從而大大降低了制造成本。天津產(chǎn)CNG客車(chē)的初步報(bào)價(jià)只有22×104元左右，比進(jìn)口部件組裝的公交車(chē)便宜了近1/2，在使用、保養(yǎng)和維修方面，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。這種CNG單燃料客車(chē)尾氣排放達(dá)到了歐盟的“歐Ⅱ”標(biāo)準(zhǔn)，能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)各城市對(duì)汽車(chē)環(huán)保方面的要求，尾氣中的CO和HC排放量是國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的1/20，是北京地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的1/13[2]。
天津市已成功實(shí)施了天然氣公交車(chē)示范工程，以建“綠色開(kāi)發(fā)區(qū)”為目標(biāo)，以泰達(dá)公交公司為主體，組建了第一支由40輛天然氣公交車(chē)組成的示范車(chē)隊(duì)。截至2006年3月，天津市擁有壓縮天然氣汽車(chē)約1600輛，分別為出租車(chē)1000輛、公交車(chē)400輛、環(huán)衛(wèi)車(chē)及部分社會(huì)車(chē)輛約200輛。從天津市發(fā)展與改革委員會(huì)了解到，2006年5月底，天津市已經(jīng)在解放南路和濱河小區(qū)又建設(shè)了2座天然氣加氣站，主要用于汽車(chē)加氣。
西安市公共交通總公司從1996年下半年起就積極開(kāi)展了天然氣在城市客車(chē)上應(yīng)用的各項(xiàng)研究工作，于1998年9月完成了西安市首批50輛天然氣公交車(chē)的改裝，并于1999年5月成立了西安市公共交通總公司天然氣汽車(chē)改裝中心。該中心為省級(jí)天然氣汽車(chē)定點(diǎn)改裝單位，在技術(shù)質(zhì)量、安全生產(chǎn)及售后服務(wù)等方面建立一整套嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范和各項(xiàng)管理規(guī)定，到2001年已成為全省最具規(guī)模的一家改裝單位?，F(xiàn)已改裝各類(lèi)公交客車(chē)逾600輛。這些改裝車(chē)輛在公交線(xiàn)路上運(yùn)行時(shí)，各項(xiàng)使用性能良好，尾氣污染物排放量大大減少，受到司乘人員和廣大乘客的歡迎，并得到相關(guān)行業(yè)和專(zhuān)家的高度評(píng)價(jià)[3]。
自1998年以來(lái)，北京就開(kāi)始啟用低排放的壓縮天然氣公交車(chē)，以逐步淘汰柴油發(fā)動(dòng)機(jī)公交車(chē)。預(yù)計(jì)到2008年，北京將有8000輛CNG汽車(chē)在運(yùn)營(yíng)。這些公交車(chē)有益于推廣“綠色奧運(yùn)”主題，并為其他車(chē)輛提供了一個(gè)很有吸引力的替代方向。
石家莊是河北省大氣污染比較嚴(yán)重的城市之一。在石家莊，公交車(chē)與出租車(chē)雖然只占汽車(chē)保有量的10%，但因其運(yùn)營(yíng)率高，對(duì)市區(qū)大氣環(huán)境污染的分擔(dān)率已達(dá)到50%。2003年_2005年，石家莊市將8000輛公交車(chē)和出租車(chē)的燃料由汽、柴油改成天然氣，包括大公共汽車(chē)1000輛、小公共汽車(chē)500輛、出租車(chē)6500輛。每輛大公共汽車(chē)改造費(fèi)用約1×104元，小公共汽車(chē)約6000元，出租車(chē)約6500元。據(jù)計(jì)算，8000輛汽車(chē)改用天然氣作燃料后，每年將節(jié)省汽、柴油62600t。
銀川市380輛公交車(chē)于2005年8月下旬全部改用了天然氣燃料。加上2004年購(gòu)進(jìn)的55輛天然氣燃料車(chē)，銀川市的400多輛公交車(chē)全部實(shí)現(xiàn)“綠色運(yùn)營(yíng)”。
②國(guó)際發(fā)展現(xiàn)狀
以CNG作為汽車(chē)燃料在世界上已有逾70a的歷史。意大利人于1929年在世界上首先應(yīng)用天然氣作為汽車(chē)的燃料，當(dāng)時(shí)是用常壓氣囊裝運(yùn)天然氣。1931年，意大利人建成世界上第一座CNG加氣站，使汽車(chē)加裝和燃用天然氣方便了許多(1997年意大利新比隆公司擁有的20世紀(jì)30年代生產(chǎn)的天然氣壓縮機(jī)還在廠(chǎng)內(nèi)一個(gè)加氣站正常運(yùn)行)。直到1939年，意大利人朗弟·倫索(Land Renzo)創(chuàng)建了自己的公司，并制造出世界上第一套混合器式CNG汽車(chē)改裝裝置。到2003年上半年，據(jù)世界燃?xì)馄?chē)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，世界上已有63個(gè)國(guó)家和地區(qū)在推廣天然氣汽車(chē)。天然氣汽車(chē)總擁有量逾281.4×104輛，CNG加氣站6455座。CNG汽車(chē)擁有量位居前10位的國(guó)家是阿根廷、巴西、巴基斯坦、意大利、印度、美國(guó)、中國(guó)、埃及、委內(nèi)瑞拉和烏克蘭[4]。
韓國(guó)環(huán)境部稱(chēng)，自2003年7月1日起，強(qiáng)制一部分公交車(chē)及貨車(chē)改用天然氣或安裝尾氣凈化裝置。為推廣天然氣汽車(chē)的使用，韓國(guó)政府將對(duì)更換設(shè)備所需的費(fèi)用給予一定補(bǔ)償，并代為申請(qǐng)貸款。2003年韓國(guó)新增加的2000輛公交車(chē)及80輛清潔車(chē)也使用天然氣。目前首爾地區(qū)天然氣公交車(chē)正在普及。據(jù)悉，韓國(guó)全境將約有4×104輛公交車(chē)及貨車(chē)被徹底改造成燃用天然氣，這將降低汽車(chē)尾氣污染，改善空氣質(zhì)量。
2 CNG公交車(chē)的性能與前景
2．1 GNG的理化性質(zhì)
CNG是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的氣體，它的主要成分是甲烷，具有比汽油和液化石油氣都高的辛烷值(Research Octane Number，RON)，CNG的辛烷值達(dá)到130(而汽油的辛烷值低于100)，因而具有很好的抗爆性[5]。根據(jù)目前市場(chǎng)價(jià)格，使用天然氣的汽車(chē)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用要比使用汽油節(jié)省。天然氣在常溫下為氣態(tài)，更容易與空氣形成均勻的混合氣，整個(gè)燃燒過(guò)程更加充分，大幅度降低了CO、HC、NOx的排放，是公認(rèn)的清潔能源之一。
2．2 CNG公交車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能
天然氣是辛烷值較高的氣態(tài)燃料，抗爆能力強(qiáng)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。天然氣對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)潤(rùn)滑油的稀釋作用小，燃燒性能好，氣缸積碳少，不需經(jīng)常更換潤(rùn)滑油和火花塞，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。天然氣汽車(chē)在冬季的起動(dòng)性好，其安全性比汽油車(chē)好，在美國(guó)天然氣汽車(chē)發(fā)生的1300多起碰撞事故中，天然氣系統(tǒng)均未引起過(guò)爆炸或著火[6]。
天然氣著火延遲期較長(zhǎng)，火焰?zhèn)鞑ヂ?，燃燒速度低，霧化體積大，使得天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)性能和瞬間加速性能較差，普通的未加改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)使用天然氣會(huì)存在動(dòng)力性能差、尾氣超標(biāo)等問(wèn)題。為此，應(yīng)對(duì)公交車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。首先，根據(jù)天然氣的理化特性重新設(shè)計(jì)氣化室，或者增加工作容積來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性水平；其次，提前點(diǎn)火(相對(duì)于汽油機(jī)而言)，這也是基于天然氣的辛烷值高的特性考慮的；再次，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比(如提高到9～12)，可以使CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能進(jìn)一步提高。
2．3 CN6公交車(chē)優(yōu)勢(shì)與前景
當(dāng)前國(guó)家正在全國(guó)范圍內(nèi)推廣CNG公交車(chē)。CNG公交車(chē)擁有其他公交車(chē)無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下6個(gè)方面：
①燃料價(jià)格便宜。按目前市場(chǎng)價(jià)格，93號(hào)汽油價(jià)格為4.2元/L左右，天然氣價(jià)格約1.7元/m3，而1m3天然氣動(dòng)力值等于1.13L汽油。如1輛公共汽車(chē)每天汽油費(fèi)為300元，用壓縮天然氣只需花107元左右；1輛出租車(chē)每天汽油費(fèi)為118元，用壓縮天然氣只需花42元左右。燃油稅開(kāi)征后減半征收燃?xì)舛悺?br /> ②汽車(chē)排氣污染小。CNG汽車(chē)可以綜合降低廢氣污染物排放量，其中HC可降低70%，CO可降低90%，NOx可降低25%，微粒物可降低42%，鉛化物可降低100%，硫化物可降低70%以上，非甲烷烴類(lèi)可降低50%左右。
③不積碳，車(chē)輛部件損耗小。發(fā)動(dòng)機(jī)使用天然氣作燃料，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲低，不積碳，能延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，不需經(jīng)常更換機(jī)油和火花塞，可節(jié)約50%以上的維修費(fèi)用。
④安全可靠。天然氣燃點(diǎn)高達(dá)650℃以上，不易點(diǎn)燃；辛烷值高，抗爆性能好，爆炸極限僅為5%～15%，與汽油相比更為安全。車(chē)用儲(chǔ)氣瓶都經(jīng)火燒、爆炸、墜落、槍擊等測(cè)試合格后使用。中外發(fā)展天然氣汽車(chē)60a來(lái)，從未出現(xiàn)過(guò)因天然氣爆炸、燃燒而導(dǎo)致的車(chē)輛事故。
⑤車(chē)輛改裝簡(jiǎn)單。在保留原車(chē)供油系統(tǒng)的情況下，只需增加1套專(zhuān)用壓縮天然氣裝置。目前，改裝1輛公交車(chē)約需8000元，出租車(chē)約需3000～4000元，約200d收回改裝成本[7]。
⑥車(chē)輛操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行平穩(wěn)。CNG汽車(chē)駕駛沒(méi)有更高的要求，只須在駕駛前經(jīng)過(guò)適當(dāng)技術(shù)培訓(xùn)，了解一些要點(diǎn)和安全知識(shí)即可。天然氣汽車(chē)本身的運(yùn)行平穩(wěn)可靠。
推廣CNG汽車(chē)能夠有效改善城區(qū)大氣環(huán)境，降低公交車(chē)運(yùn)營(yíng)成本，因而，CNG汽車(chē)的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景。
3 結(jié)語(yǔ)
中國(guó)是一個(gè)能源相對(duì)匱乏的國(guó)家，城市人口密度大，隨著2008年奧運(yùn)會(huì)的到來(lái)，對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求越來(lái)越高，使用環(huán)保型的燃料成為當(dāng)前的首選。我國(guó)建設(shè)CNG加氣站網(wǎng)絡(luò)具有一些有利條件：公交車(chē)線(xiàn)路固定，車(chē)型較統(tǒng)一。由于需要解決氣源問(wèn)題， CNG汽車(chē)的實(shí)施不能單靠一個(gè)企業(yè)或者某幾個(gè)企業(yè)來(lái)完成。如果政府能夠成立專(zhuān)門(mén)領(lǐng)導(dǎo)班子來(lái)促進(jìn) CNG公交車(chē)的實(shí)施，并在一定程度上給予政策的支持，相信中國(guó)的CNG公交車(chē)一定會(huì)得到很快的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]王運(yùn)閣，王樹(shù)信，張力，等．我國(guó)天然氣的利用前景[J]．煤氣與熱力，2002，22(6)：523—525．
[2]資源節(jié)約與環(huán)保編輯部．純國(guó)產(chǎn)燃?xì)夤卉?chē)在津問(wèn)世[J]．資源節(jié)約與環(huán)保，2003，19(1)：46—46．
[3]楊天明，耿澤岐．天然氣在公交車(chē)輛上的應(yīng)用[J]．城市公共交通，2002，(3)：32—32、37．
[4]李忠田，張平，楊軼男，等．壓縮天然氣汽車(chē)及CNG加氣站的發(fā)展[J]．煤氣與熱力，2005，25(8)：42—42．
[5]張繼琳．城市公交車(chē)宜用天然氣單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)[J]．城市公共交通，2000，(6)：35—35．
[6]郭宗華，周儉明，吳祚平．壓縮天然氣汽車(chē)的特點(diǎn)[J]．煤氣與熱力，2004，24(2)：108—1 10．
[7]張玉蘭，郭章林，張洪亮．CNG汽車(chē)加氣站的可行性分析[J]．煤氣與熱力，2006，26(2)：10—12．
