发展清洁高效天然气汽车:技术升级是关键
天然气汽车

发展清洁高效天然气汽车:技术升级是关键

第十九届中国国际天然气车船与加气站设备行业峰会上,与会专家与企业代表提出,面对当下NGV产业发展的难点与困境,技术升级是天然气产业向清洁、高效方向发展的关键点之一。

历时50多年发展,我国天然气汽车(以下简称NGV)拥有量世界第一。截至2017年,我国NGV保有量超过600万辆,天然气加气站超过8000座。然而,世界第一的体量并不意味着发展顺风顺水。在当前天然气供应季节性和区域性不足、新能源汽车兴起、环保要求日渐提高的大环境下,NGV行业需要一系列技术革新提升自身竞争力。

NGV产业挑战重重

一连数年,一到冬季,全国多个城市都出现过加气难的现象。伴随着加气难的往往还有高价,2017年冬季的“气荒”时期天然气价格暴涨,NGV车主叫苦连天。中国道路运输协会原会长姚明德认为,“气源供应决定NGV产业兴衰”。他指出,2010年至2014年上半年,天然气气价没有随着油价大幅走低而调整,低气价加速了我国NGV的跨越式发展,跃居世界首位;但2017年年底,气价一度暴涨,去年第四季度以来,我国NGV产业陷入低谷。

城市加气站基础建设不足也是NGV车主“有心加气、无处可加”的主要原因。会上,亚太天然气汽车协会主席LeeGiokSeng指出,“压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)零售价格随供给关系的波动较大,加气站利润很难得到保证,在供给量难保障的情况下,企业投建天然气加气站的热情也不足。”另外,城市用地规划、项目批复周期长等因素也加重了加气站建设缓慢的现状。

第二大挑战则是在国家大力推行清洁能源的环境下,NGV产业面临着更高的环保要求,以及来自逐步兴起的新能源汽车产业的冲击。NGV虽大幅减少了燃油车颗粒物的排放,但天然气仍是化石能源,难逃资源不可再生的局限性,燃气车仍面临温室气体排放与有害气体污染的问题。

对此,姚明德表示,过去治理雾霾强调控制PM2.5的排放,随着治理柴油货车超标排放,现在同时强化了氮氧化物减排的管控。目前NGV的氮氧化物排放普遍超标,清洁性首先受到挑战,成为推广NGV的主要障碍。

据了解,目前我国NGV在技术上存在一系列问题,比如CNG汽车工作压力偏低导致续航里程受限、“油改气”双燃料车导致的汽车综合性能下降等,难以突破的技术形成了NGV产业与新能源汽车产业竞争中的劣势。此外,国家近年来对新能源汽车制定全面规划,给予全方位扶持和多种高额补贴,通过政策引导和行政处罚两手进行推广,新能源汽车正逐步冲击NGV的市场地位。

技术推动清洁高效NGV

尽管有多重挑战,在环境保护的大背景下NGV的发展仍是大势所趋。2017年国家发布《加快推进天然气利用的意见》,其中提到“天然气汽车重点发展公交出租、长途重卡,以及环卫、场区、港区、景点等作业和摆渡车辆等。在京津冀等大气污染防治重点地区加快推广重型天然气(LNG)汽车代替重型柴油车。”

当前燃料电池难以达到重卡所需的续航里程,LNG重卡迎来了发展机会。新兴能源装备股份有限公司董事长武常生在接受记者采访时说:“出租车油改气已经比较成熟,近来我们承接了很多大型煤矿的运输车油改气项目。政策对天然气装备企业有利好。”

谈到未来发展方向,与会专家普遍认为,技术升级是提升NGV市场竞争力和吸引力的关键。

国家燃料汽车工程技术中心主任邹博文指出,高效、低排是永恒的发展目标,专用设计开发是必然发展趋势。对乘用车来说,高效燃烧系统设计、两用燃料电控系统、执行器精细化发展是可行的研究路径,通过设计发动机压缩比提高CNG发动机热效率;对商用车来说,升级减压阀、开发高精度燃料计量及轻量化燃料储存装置等都有助于专用化发展。相比“油改气”的两用燃料乘用车,开发低排放长里程的单燃料CNG乘用车可能大大减小排放,将续航里程从不到250公里提升到450公里左右。目前CNGV工作压力在20MPa,低于世界水平,若能将工作压力调整至25MPa则可以储备更多CNG,提高续航里程25%左右。

另外,天然气掺氢混合燃料汽车也是减少排放、提升能量利用效率的解决方案之一。清华大学汽车安全与节能国家重点实验室马凡华教授提出,掺入体积比20%氢气的NGV能够在保证发动机动力性能的情况下减少51%的氮氧化物排放。

面对“气荒”敲响的警钟,国家出台相应政策加快了储气库的建设,众企业也积极参与LNG储备站的建设。杰瑞石油天然气工程有限公司工程事业部总经理丁洪涛说,“在天然气资源有限的情况下,高效利用天然气尤为重要。配合国家储气调峰的政策,杰瑞作为承建商在全国多地建设了LNG储备调峰站,并配套有LNG槽车、低温储罐区、储罐增压撬等。”居民用气占天然气消费总量的约10%,车用消费约33%,丁洪涛表示,在保证民用气充足的情况下,会依靠运输槽车等非更加灵活的方式保证NGV供气。

对于NGV的未来,邹博文说:“汽车电动化趋势不可逆,但中国地大物博,地域差异化发展有利于中国车用能源低碳清洁化建设的持续推进。只要油、气比价合理,培育出成熟技术与产业链,中国NGV大有可为。”

(文章来源:中国能源网)