景 飛
鄭州市鄭燃燃氣設計開發有限公司(450000)
近年來,隨著國內成品油價格的步步走高,壓縮天然氣(CNG)的價格優勢使其迅速成為我市出租車行業首選的燃料。壓縮天然氣具有環保、經濟的特點,但也存在一些重大缺陷。
出租車用天然氣鋼瓶工作壓力一般為20MPa,容量為70 L,如果一但因撞擊或超年限使用等原因發生爆炸,其爆炸威力足以造成車毀人亡等嚴重后果。如2006年7月10日晚7時許,成都市二環路一CNG加氣站內,一輛出租車突然發生爆炸,出租車司機當場身亡,另一出租車駕駛員經過此地時,被爆炸沖擊波震傷,此次事故造成直接經濟損失30萬元。車載CNG氣瓶由于未及時安檢,導致氣瓶的質量及穩定性存在問題,是造成此次事故的主要原因。另外,作為CNG汽車的供應儲存基地的CNG加氣站,其站區內的高(中)壓儲氣瓶組、高(中)壓管道的儲氣量及壓力均較大,如發生事故,則后果更為嚴重。
CNG加氣站(標準站)的生產流程為∶長輸管線(1.60~4.0MPa)經降壓后輸送至城市管道天然氣(0.05~0.40MPa),經過壓縮機壓縮后,天然氣壓力增至25MPa,通過加氣機給CNG汽車加氣。可見,該過程是一個∶高壓氣體降壓后再壓縮至高壓氣體的過程,其中存在大量電能浪費。另外根據計算,CNG加氣站(標準站)至少需要100 kW以上的功率對天然氣進行壓縮,有些大規模CNG站的壓縮機電機功率相加甚至近1500 kW,平均每標準立方天然氣要花費0.20元電費。這不但浪費了大量能源,還對電網造成了很大的負擔。
受車載氣瓶容量限制,出租車每次最多能加約13 m3天然氣,可行駛約180 km,但如遇上供氣高峰(如冬季)每次加不到10 m3,只能跑100 km左右。每天加氣次數由平時的2次,上升到3次,距調查,高峰時鄭州市出租車每天等待加氣的時間大約為4小時,等待加氣的車輛甚至能排近2公里。這不但嚴重影響了司機的收入還占用了大量出租車資源,造成道路擁堵及打車難等一系列后果。
CNG加氣站因工藝較復雜,設備多,投資大,一個2萬標準立方/天的加氣站不含征地費用投資也需要600萬以上,這無疑加大了投資者的風險。天然氣汽車加氣站投入運行后的噪聲源主要是壓縮機產生的機械噪聲,單臺噪聲水平為70~80 dB,這對周邊的居民干擾非常大,夜晚更明顯。
近年來,隨著科技的發展,LNG(液化天然氣)這種新的供氣方式逐步發展起來,世界各國大力推廣LNG汽車和加氣站,其中美國有逾60座LNG汽車加氣站和逾3000輛LNG汽車,在LNG車用技術上處于領先位置。LNG汽車不但適用于城市公交車,也適用于出租車和大型貨運車輛,尤其是長途運輸車輛。
LNG汽車和加氣站技術的關鍵在于LNG的儲存和運輸,因為-162℃的溫度對LNG設備有一些特殊要求,因此其技術難度較CNG和LPG都大。但從一些發達國家的應用來看,LNG汽車和加氣站技術是完全成熟的。目前,LNG加氣站的主要設備如低溫常壓儲罐和空溫式氣化器等,國內生產廠家已掌握了有關核心技術,可大批量生產。
作為車用燃料,LNG具有以下優點∶
1)能量密度大。同樣容積的LNG車用儲罐裝載的天然氣是CNG儲氣瓶的3倍。出租車加一次氣,足夠一天使用,提高了出租車的經濟效益。
2)運輸方便。在陸上,通常用 20~50 m3(可儲存 1~3萬標準立方米天然氣)的汽車槽車,將LNG運到LNG汽車加氣站。運輸成本較CNG有較大的下降。
3)排放物污染小。LNG汽車的排放效果要優于CNG汽車。與燃油汽車相比,LNC汽車污染物的排放量大大降低,被稱為真正的環保汽車。
4)運行壓力低,安全性能好。LNG的運行壓力為0.3MPa,較之CNG低很多,因超壓及撞擊而爆炸的危險性相應小很多。但因LNG屬于低溫液體(-160℃)因而對氣瓶及管路的保溫及材質有較高要求,價格相應較貴。
5)經濟效益顯著。由于LNG的價格比汽油和柴油低,又由于LNG燃燒完全,不產生積碳,不稀釋潤滑油,能有效減輕零件磨損,延長汽車發動機的壽命,所以LNG的經濟效益顯著。
由此可見LNG與CNG比較,其具有無可比擬的優點。但因其在國內應用時間不長,故應用沒有CNG廣泛,隨著國家對安全生產的重視程度不斷提高及人民群眾對節約、低碳的逐步認識,LNG必將逐步取代CNG,成為汽車及城鎮供氣的新方式。