车用CNG和LNG的比较
天然气经过压缩到20MPa形成的高压天然气称为压缩天然气（CNG），CNG储存到高压钢瓶中，汽车以此做燃料的称为CNG汽车；天然气经过超低温深冷到-162℃形成的液态天然气称为液化天然气（LNG），LNG储存到低温储罐里，汽车以此做燃料的称为LNG汽车。天然气加工成CNG、LNG过程不同，以及存在形态上差不同，给CNG、LNG加注、储存和供应系统带来了一定的差异，但最终天然气都是以气态方式，经过调压阀调压至0.15MPa进入汽车发动机燃烧做功。 1、技术成熟度比较 1.1 CNG利用历史长 我国于1988年建成第一个CNG加气站，截止2006年底，我国已建成天然气汽车加气站730多座，改装CNG汽车近20万辆。随着西气东输、川气东送等多条国家级天然气管道的铺设，合肥、南京、武汉、长沙CNG汽车都在规模发展，CNG加气站和CNG环保汽车更是在全国爆发式的增长。而第 0.15MPa 0.15MPa 20MPa 0.45MPa CNG钢瓶组 调压阀组减压 LNG储罐 气化器 （LNG变CNG一个LNG汽车加气站于2002年12月在北京建成，经过2年的发展，目前全国LNG汽车不足700辆，仍处于试验阶段。 1.2建站模式 LNG建站类似于CNG子母站形式，LNG加气站一般远离“母站”即LNG液化厂，LNG气源目前仅能通过液体槽罐车从数千公里外的LNG液化厂公路运送到LNG加气站为汽车加气，导致气源安全保障性极差。 1.3建站设备 CNG压缩机、售气机、储气瓶等相关设备均国产化并达到国际先进水平，完全能满足行业需求。国内LNG低温设备生产厂家较少，技术不成熟，LNG低温泵、阀门、售气机等都需要国外引进。 1.4建站用地 CNG加气工艺比LNG复杂，生产设备多，故占地面积较大，一般LNG加气站用地约1000～1500m2,而CNG加气站用地面积约为1000～3000m2。 1.5建站投资 CNG加气站工艺较LNG复杂，设备多。初步估算CNG加气标准站投资约600万元/座，LNG加气站投资约500万元/座（考虑进口设备成熟）。如果考虑土地价格，则CNG建站投资更高。 1.6气源运输：LNG工厂都建在偏远的气田附近，以新疆广汇LNG为例，LNG工厂离江约4000公里，只能采取公路方式运输。以广汇LNG上海大众迈腾为例，气源运输有以下缺点： 1）运输里程长，运输时间要三天三夜，气源连续保障性差； 2）地域跨越大，气候情况复杂，特别是夏季暴雨和冬季雨雪天气可能导致交通中断； 3）司机连续长时间行驶极易产生疲劳， LNG车辆长途运输中发生事故的报道屡见报道； 4）运输槽车每车运输量仅为2.5万立方米天然气，不适合天然气日需求量大的加气站行业； 5）数千公里的路途使得运输费用高昂。 故远距离槽车运输LNG气源，导致运费高昂，且气源保障性极差，极可能导致用户用气中断。CNG标准站可以建在城市中、高压天然气管道地带，实现就地取气，具有方便、安全、气源充足的特点。CNG母站一般建在城郊，通过槽车约几十公里就可以快捷运送到子站。 1.7储气系统 LNG利用中压低温钢瓶储存，CNG利用高压常温钢瓶储存，其储存方式有以下区别： 1）LNG单位体积能量密度大。同样容积的LNG车用储罐装载的天然气是CNG储气瓶的3倍左右，故LNG汽车可以满足长途行驶的需要。 2）加注相同体积的LNG时间仅为CNG的二分之一不到。 3）LNG汽车安全带卡扣储存压力为1.6MPa，CNG储存压力高于LNG，达到20MPa。LNG液态储存，优于CNG气态储存，但目前CNG汽车发展已经相当成熟，CNG储气系统完全能满足城市行驶车辆需要。以公交车最大百公里耗气52立方米，最大日行驶300公里计算，日耗气量162立方米。一个270升（158公斤）低温LNG钢瓶或6个130升CNG钢瓶组（6个缠绕瓶重552公斤，6个普通钢瓶重996公斤）都可满足一天的行驶需求，CNG钢瓶组要比LNG钢瓶重400～850公斤。 LNG液态储存也有不利影响。LNG液体在长时间储存、运输过程中，会发生分层(组分密度不一样)或者漏热产生蒸发气体，目前由于无法回收到城市民用管网或再液化经济性差等原因，采取了直接放空到大气的措施，造成公交车气量浪费，气耗增大。 1.8储气瓶的检验 LNG钢瓶和CNG钢瓶都属于压力容器，需要定期检验。按照10年内检验3次，每只钢瓶检验费100元测算，CNG考虑安装6只钢瓶，LNG考虑安装一个钢瓶，CNG汽车比LNG汽车每车每年增加钢瓶检验费用150元。 1.9 加气时间 CNG加注时间较长，充满一台公交车约10分钟；而LNG充满一台公交车约4分钟。如果汽车加气时间段较为集中，往往会出现排队等候的现象。可通过增大汽车储气瓶的受气管的通径、增加售气机台数、晚班设专人加气等多种方式解决。 2、安全性比较 CNG、LNG都属于中高压、易燃易爆危险品，LNG储存压力达到1.6MPa，产生的危害同样是致命的。只有建站、生产、储存、运输、使用每个环节都按标准设计、建造，整个系统才能确保安全。 2.1 CNG相关技术标准化，安全有保证 CNG汽车所用的配件要求非常高，国家针对CNG汽车颁布系列的强制技术标准，如：《SY0092-98汽车用压缩天然气加气站设计规范》、《GB 18047-2000 车用压缩天然气》、《GBT19240-2003压缩天然气汽车专用装置的安装要求》、《GB 17258-1998汽车用压缩天然气钢瓶》、《GB/T 19533-2004 汽车用压缩天然气钢瓶定期检验与评定》、《SY/T6499-2000泄压装置的检测》等，涵盖了加气站设计、储气瓶生产、改车部件制造到安装调试等各个环节。设计上考虑了严密的安全保障措施。对高压系统使用的零部件，安全系数均选用1.5～4以上，在减压调节器、储气瓶上都安装有安全阀，控制系统中，安装有紧急断气装置，保障在超压或有气体泄漏时，安全装置紧急截断，确保安全。阿尔法罗密欧8c 储气瓶出厂前要进行特殊检验。气瓶经常规检验后，还需充气作火烧、爆炸、坠落、击等试验，合格后，方能出厂使用。事实证明，中外发展汽车用压缩天然气几十年来，压缩天然气汽车是十分安全可靠的。 2.2 LNG相关技术正逐步实施标准化 LNG是高压、低温、易燃危险品，国内正积极准备建立LNG建站、加注等方面标准，以确保系统安全。 虽然CNG压力高达20MPa，比LNG高，但是车用CNG已形成完整的技术标准、规范，只要遵守标准设计施工，按照制度操作，CNG汽车安全性是完全有保障的。 终上分析，CNG在汽车领域的相关利用技术要成熟于LNG，在国内推广应用比LNG普及。但LNG储存优势相当明显：LNG加气站占地面积小，投资较省；盛装公交车辆一天行驶所需燃料，LNG储罐更小、更轻；LNG加注较CNG快捷。故从技术、安全方面来看，CNG或LNG都能满足城市公交系统车辆需求，浙江省公交系统选择CNG或者LNG燃料，应结合我省气源情况、两种燃料的经济性进行实情比选。 3、气源比较 3.1 LNG气源极其有限 国内自建LNG项目有日处理15万立方米天然气的河南中原油田LNG项目；日处理150万立方米天然气的新疆广汇吐哈油田LNG项目，主供华中、华南市场；日处理15万立方米天然气的海南福山油田LNG项目，主供海南省内市场；日处理15万立方米天然气的广西北海LNG项目，供北海、桂林、贵港等地城市燃气。国家发改委于2007年8月30日出台了《天然气利用政策》，禁止以大、中型气田所产天然气为原料建设LNG项目，国内自产LNG气源受到了严格的限制。 国外引进方面仅广东与澳大利亚于02年签订了较低价格的LNG供应协议，06年开始正式引进供应广东市场。近期来，国际LNG价格大幅上涨，目前国内众多进口LNG项目包括浙江项目因价格等原因，项目已搁浅。 可见，国家禁止了新建LNG项目，自产LNG气源极其有限，国际LNG价格一路走高，进口LNG项目又遥遥无期。现目前严重匮缺的LNG气源，从源头上制约了LNG汽车难以规模发展。 3.2、CNG气源充足，保障供应2006年，全国累计探明天然气可采储量为3.84万亿立方米，剩余天然气可采储量约为3.09万亿立方米，全年天然气工业产量为585.53亿立方米。根据国家的规划，到2010年，我国的天然气骨干管网将由现在的2.8万公里发展到4.4万公里，基本形成覆盖全国的骨干管网格局，达到“西气东输、川气东送、北气南下、海气登陆、就近供应”的天然气供应目标。 结合国家的骨干输气管网，我省将建成杭湖线、杭甬线、杭嘉线、甬台温线、杭金衢线等省级主干管网，接纳西气、东海气、川气、西气东输二线等多种气源，预计2010年我省将形成四气一环网的有利用气格局。杭州建成省天然气主干管网的枢纽中心，四种气源在此可以相互调配，可有效的保证气量供应和气源安全。预计2010年浙江省可利用天然气资源为40亿立方米，2020年可利用天然气资源为124亿立方米。 《天然气利用政策》，将车用天然气列为城市燃气性质，属于优先类用户，故CNG气源可获得政策上的优先支持。 4、价格比较：天然气气源价格上涨时，对LNG和CNG价格影响是一致的，故以当前数据进行价格比较的结果同样适合将来。 4.1 LNG价格 LNG价格昂贵，一是LNG生产成本非常高，天然气通过深度冷却到－162℃时，液化为液体（LNG），此深冷过程要比生产相当规模的CNG能耗高一倍左右。二是国内LNG液化工厂偏远，一般采取陆地长途运输，而CNG采用的是管道运输过来的天然气，LNG的运输价格远高于CNG。三是国际LNG一般随国际原油价格波动，原油价格长期看涨，势必推升LNG到岸价格，近期国际LNG有大幅度的攀升，这也是导致国内几大LNG接收站项目推延的主要原因。就浙江现实来看，今年11月份新疆LNG到浙江价格为5652元/吨，每吨约1400立方计，折合每方价格4.03元，加上LNG加气站经营成本，预测车辆最终得到的LNG燃料价格为4.5元/立方米左右。 4.2 CNG价格：目前我省利用的管道天然气为西气、东气以及正在实施的川气，管道天然气输到浙江每立方价格不到2.2元，即使CNG加气站投资大、经营成本高，预测车辆最终得到的CNG燃料价格也仅为3.7元/立方米左右。 4.3 CNG相比LNG给公交车增加的运行成本 1）设置专人加气增加的费用：为避免公交车加气时间长、加气排队给司机增加的额外负担，晚班设专人为公交车辆集中加气。以杭州公交车为例，按百公里耗气52立方米、日均行驶220km，年行驶360天计算，年耗气量＝52×2.2×360＝41184Nm3。加注114.4立方米天然气，CNG汽车按10分钟，LNG汽车按4分钟考虑（计算中按0分钟考虑）。 每个CNG加气站考虑为130辆公交车加气设计，建设6台双加气机计12支加。则加注130辆CNG公交车比LNG公交车增加的工时＝130×（10－0）÷60＝22小时。按每小时30元支付工资，需要660元。由此计算专人加气给每方气增加的成本＝660÷（52×2.2×130）＝0.044元。 2）储气瓶检验费：CNG汽车比LNG汽车每车每年增加钢瓶检验费用150元。由此计算出钢瓶年检给每方气增加的成本＝150÷41184＝0.004元。 CNG汽车比LNG汽车日常运行成本高出不到5分钱，相比之下，CNG做汽车燃料经济性大大优于LNG。
经过上述对比分析，CNG汽车与汽油、柴油和LPG汽车相比，无论从环保性、经济性还是安全性来讲，都具有无可替代的优越性，从技术成熟度来讲也比LNG汽车可行。尽管LNG储存优势相当明显，车辆加气较CNG快捷，但受制于气源及价格，目前还不适宜推广。所以在杭州推广应用CNG汽车是必要的和急迫的。结合我省天然气利用规划（即近期利用西气东输、东海天然气、川气东输、西气东输二线管道气源，远期引进国外LNG气源），推荐杭州发展天然气汽车产业的技术路线为：发展初期采用CNG－汽油双燃料汽车改装技术以启动天然气汽车市场，逐步建设加气站体系，改装车型以汽油公交车和出租车为主。发展中期，以直接引进CNG单一天然气汽车为主。远期，随着LNG气源的引进和LNG技术成熟，实现CNG汽车和LNG汽车共同发展。（以2007年11月价格数据分析） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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