近年来，随着城市经济与城市建设的快速发展，汽车数量高速增长。经济发展的同时，也给城市带来了大气污染。汽车排放的废气成了世界上许多大城市空气污染的主要根源。它直接影响大气环境和居民健康，同时还影响到城市的外部形象。环境检测数据的分析表明，汽车尾气的排放是城市大气污染的主要来源之一。燃气汽车由于其排放性能好，污染小，且燃气的成本低，储存量大，改装技术成熟，安全可靠，逐渐被各国政府认定为当前最理想的可替代燃料汽车。
一、 燃气汽车的发展历史
1、 世界燃气汽车发展史
在全球范围内，以压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)作为 汽车燃料已有80多年的历史。最早的压缩天然气(CNG)加气站是意大利人于1931年建成的，随后世界上很多国家也开始在燃气汽车技术上进行探索。促进燃气汽车发展的因素包括经济因素、能源策略及环境战略等，其发展历史大概可分为以下四个阶段。
第一阶段：二战后百业待兴，一些石油资源缺乏而气体燃料丰富的国家开始大量使用燃气，主要是为了满足经济上的需求。
第二阶段：70 年代的石油危机后，为了减少对石油的过渡依赖而寻新的替代能源。
第三阶段：从 80 年代重视机动车对城市大气环境的污染开始，随着对尾气排放越来越严格的限制，电喷加三元催化技术还未获得广泛应用，气体燃料可以在原车的基础上达到新标准的要求。
第四阶段：从进入 90 年代，人们对气体燃料汽车的发展有了更深层次的认识。首先是出于各国能源战略的考虑，随着天然气可开采储量已达到石油储量的数量级，作为石油的替代能源，日趋竞争激烈。其二是出于环境战略的考虑，由于汽车技术已发展到更高的程度，尾气中的污染物在向超低排放和零排放努力，在这方面，天然气与石油相比有天生的优点。此外，使用天然气，可以减少二氧化碳排放量，这对于下一步要求各国减少温室气体排放大有好处。
近年来，世界燃气汽车发展迅速，保有量呈指数上升。截止2014年，世界燃气汽车保有量超过3000万辆，其中，中国保有量约为400万辆，占比约为13%，居世界第二位。
图 1 1994-2014世界燃气汽车发展表
2、 我国燃气汽车发展史
我国车用发动机燃用气体燃料也较早，其在国内的发展主要分为五个阶段。
（1） 燃气使用历史开端
图 2 1941年 熊楚所著
《川盐改进与资源》
1908 年，上海均和安机器厂制造的我国首台内燃机以煤气为燃料，是我国内燃机工业的开端。 1935年， 四川省自贡市牛市巷天宝井第一次试验以井火（天然气）代替木炭或白煤煤气作为内燃机燃料发电。1941年，熊楚编著的《川盐改进与资源》，写到“查此种天然气瓦斯爆发力甚强……若能作为汽车燃料，便利交通以杜寒漏，实川省之福也” 极具远见卓识。1961年11月，自流井电厂由烧煤发电改为天然气发电，成为我国第一座燃气发电厂。 （2） 燃气车用的开端—气包车
1960 年，因汽油供给十分紧张，四川自贡便利用当地丰富的天然气资源作汽车燃料，即在客货车上采用橡胶帘布制造的气包来盛装天然气。后来，泸州、宜宾、成都、重庆、中原油田（濮阳）、开封等地也曾先后仿效使用过气包车。公共汽车车顶上安置一个栏框式气
包支架。气包充气满胀时，呈椭圆柱体状。整个气袋用几根绳索约束住，以免气包在车辆行驶中掉落下来。1967 年的7、8 月份，由于交通阻塞，四川汽油供应中断，省内大部分地区的汽车不得不停驶，唯有自贡地区的气包车不受制约，照常运营，作用凸显。
图 3 历史上的气包车
经过几十年的岁月，气包车逐步为燃气汽车所取代，目前仅有宜宾巡场等少数地区还有气包车的缩影。（3） 燃气汽车发展启动阶段
图 4 九十年代燃气汽车技术研究及发展
1989 年，由国产设备建设的自贡市荣县CNG 加气站和引进国外设备建设的南充加气站相继建成投入使用， 随后，威远加气站投产。总言之，八十年代末期以前我国仅有3个加气站，均建在四川，全部CNG 汽车尚不足100 辆。1991 年-1995 年，四川省的地方企业和石油部分又在彭州、遂宁、苍溪、德阳、自贡、成都、大竹、内江、荣昌、隆昌、富顺、泸州、江油、大足等地建站，致使四川省加气站保有量达24 座。我国燃气汽车发展大幕拉开。（4） 燃气汽车示范推广阶段
燃气汽车示范推广阶段，加气站建设和燃气汽车推广已上升为政府主导行为。1996 天然气汽车有哪些年，国家科委和原中国石油天然气总公司联合召开了首届北京电动汽车及代用燃料国际展览会。1999 年国家成立了由科技部、交通部、建设部、环保总局等13个部委组成的全国清洁汽车协调领导小组，确定了12个城市为示范城市开展清洁燃料汽车的试点运行。
这一阶段具有如下特点：
加气站建设和燃气汽车推广已上升为政府主导行为；
制定了一些技术标准，建站改车行为走向规范化；
图 6 快速发展阶段的燃气客车
国产设备逐渐走向成熟，多数地区加气站设备已趋向国产化。 图 5 公交客运燃气汽车示范推广
（5） 燃气汽车快速发展阶段
进入21世纪以来，我国燃气汽车开始进入快速发展阶段，燃气汽车加气站如雨后春笋遍布全国各地。
时至今日，中国燃气汽车行业历经16载，已经成长为保有量400多万，加气站5000余个的庞大市场。但相对于中国1.37亿台汽车保有量来说，实际只有3%不到的份额，燃气汽车前景广阔。
二、 国家政策导向
中国的天然气汽车走出了一条政府主导、科技支撑、示范先行、产业提升跟进的发展道路。其中，国家政策导向是我国燃气汽车发展的主要推动力。
在中国天然气汽车的发展中，政府各部门协同配合，切实保证政策的连续性和一致性。为缓解日益严重的环境污染和快速发展的汽车工业之间的矛盾，1999年12月7日，科技部、原国家环保总局牵头，会同国家有关部委联合印发《关于实施“空气化工程清洁汽车行动”的若干意见》，决定在占汽车保有量10%，占总行使里程40%－50%的公共汽车和出租车行
业中推广天然气等清洁汽车，并确定了北京、上海、天津、重庆等19个清洁汽车重点推广应用城市。《意见》的发布从国家层面确立了政府主导的方向，开启了中国清洁燃料汽车研发与应用的崭新历程。随后，国家又相继颁布实施了一批鼓励天然气汽车发展的专项规划与政策文件，如《能源发展“十一五”规划》《天然气发展“十二五”规划》和《天然气利用政策》等，为天然气汽车的发展提供了强有力的组织保障和政策保障。2013年，交通部印发《加快推进绿循环低碳交通运输发展指导意见》，要求加快并鼓励替代能源技术在营运车船中的应用。
在市场和政府的双重推动下，中国已形成较为完整的天然气汽车产业链，产业发展已经开始由政府主导向市场主导转变。
事实证明，推广天然气汽车是一项涉及多部门、多行业、跨地区的系统工程，必须在国家统一领导下，加大政府宏观管理和组织协调力度，才能保证各项工作健康有序的进行。而过去的十年中，科技部、环保部、工信部、发改委、各级地方政府等紧密协作，依据各自职能开展了卓有成效的工作，切实保证了政策的连续性和一致性，为中国天然气汽车的蓬勃发展起到了决定性的推动作用。
三、 技术发展现状
从“清洁汽车行动”到“十一五”“十二五”国家863计划节能与新能源汽车重大项目，国家科技计划相继投入近2.5亿的专项经费支持以天然气汽车为代表的代用燃料汽车技术攻关以及示范考核工作，带动相关科研投入，加快科技资源聚集，实现了天然气汽车关键技术的重大突破，以自主创新为基础的科技支撑为中国天然气汽车的可持续发展提供了强劲的动力。
燃气汽车开发由原来的简单燃料替换向正向开发技术转换，实现了许多关键技术的重大突破。
1、 发动机开发
首先，在发动机开发方面，实现了发动机关键技术的突破。国家862项目期间，组织实施了“单燃料CNG轿车开发”、“重型LNG商用车产品开发”、“重型载货汽车专用CNG发动机产品开发”、“缸内直喷LNG发动机产品开发”、“达到国4标准的二甲醚发动机产品开发”等一批产学研结合的代用燃料汽车动力总成和整车自主创新项目。设计开发流程日益规范、关键技术取得突破，掌握了增压中冷、稀薄燃烧等一批关键技术，天然气发动机技术水平得到全面提升。
2、 配套设备开发
其次，组织实施了“LNG/LCNG汽车加注站专用设备的研究开发及产业化”、“移动式LNG撬装加气站研究开发”、“CNG储气井检测技术与系统的研发”、“代用燃料汽车专用装置关键技术开发”等一批产学研结合的代用燃料汽车配套关键附件及加注基础设施自主创新项目，掌握了各类天然气和液化石油气气瓶、发动机ECU、喷嘴、高精度减压器等关键零部件和大排量天然气母站用压缩机等主要设备的开发与生产制造技术，产品性能接近国际先进水平。
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