摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，能源消耗量也在不断增大，对此为了有效缓解能源危机，提高生态环境保护水平，促进我国的可持续发展，需要从环保和经济等角度出发，合理运用新能源，并有效研发替代能源。其中，天然气便是一种具有代表性的替代能源，可以将其作为汽车燃料，减少传统能源的消耗，降低二氧化碳等的排放量，从而促进我国汽车行业的绿化和现代化发展。本文针对天然气为汽车燃料的环保和经济前景进行分析，介绍了天然气的发展背景，探讨了天然气代替汽柴油的优点，并针对其环保和经济前景进行具体阐述，希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
关键词：天然气；汽车燃料；环保；经济前景
现如今，将天然气作为汽车燃料，可以具有良好的经济性、安全性以及排放性，因此也受到了人们的广泛关注。天然气作为一类重要的能源资源，通常在工业、商业以及民用等领域进行应用。传统工业燃料主要为煤炭，而天然气作为一种优质工业燃料，不仅能够代替油，而且还能够替代煤炭，是十分理想的工业燃料。在发电燃料应用过程中，需要以天然气作为具体的发电燃料，其二氧化硫、二氧化碳的排放量相对较低，不仅可以提升燃料的利用率，而
且还可以优化能源转换系统。除此之外，通过对天然气进行应用，还可以使氨、甲醇、乙烯以及氢气等得到有效合成。
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发展天然气汽车的背景
随着石油资源剩余储量的不但减少，能源危机问题也变得更为严重。近些年来，人们一直在对交通运输的代用燃料不断进行寻和研究，并对甲醇、电动以及乙醇等燃料汽车进行了有效开发。而从技术发展以及产业进程角度进行分析，天然气代用燃料汽车的开发程度相对较高，并逐渐超过其他代用燃料。结合第二轮的全国油气资源评价结果进行分析，我国常规天然气总资源量逐渐达到38.4万亿立方米，而我国的天然气地质储量为13.2万亿立方米，因此将天然气作为可代用燃料，可以作为未来长期使用的一种运输能源。除了资源因素之外，燃气汽车的发展可以使环境保护压力得到缓解，而且伴随着我国汽车保有量的不断增长，一些城市的环境污染问题也变得更为严重。通过将天然气作为燃料，可以使汽车尾气当中的有害成分得到有效降低，是对大气污染进行控制的一项有效措施[1]。
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我国天然气的应用情况
随着我国改革开放的不断深入，经济和社会发展也取得了十分显著的成就。但随着经济的持续发展，环境污染问题也变得更为严重，这对我国经济和社会发展也产生了制约，而且对人们的身体健康也造成了相应的危害，因此需要相关部门加大重视。为了使可持续发展战略得到有效落实，需要对资源和生态环境进行有效保护。为了使这一重要指示精神得到贯彻，需要对空气净化工程进行有效实施，并有效组织和开展清洁汽车行动与清洁能源行动。在我国的西部大开发战略实施过程中，对西气东输工程和天然气长输管道工程进行推出。其中西气东输工程的输气能力可以达到200亿立方米，在5-10年以内，天然气的供应量可以达到500亿-1000亿立方米，这将会严重影响到我国经济、社会以及环境的发展。在实施西气东输工程的10年期间，我国工业天然气消费通常可以达到30%左右，与此同时还需要对多套天然气热电联产设备进行建设，以天然气作为相应的发电燃料。除此之外，我国化工用天然气的占比为50.8%，主要用户为化肥生产[2]。
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天然气代替汽柴油的优点
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以天然气为原料的汽车燃料属清洁燃料
以天然气作为汽车原料，对比汽车和柴油尾气排放当中的污染物相对较少。根据相关资料可以发现，国外一些工业发达国家不仅对天然气汽车燃料进行了大力推广和应用，而且也有效开展了汽车、柴油质量的改进工作，确保与CAAA要求相符合，对新改质汽油采取有效措施[3]。除了不加铅以外，还需要对苯含量进行限制，使芳烃含量得到减少，并对硫含量进行限制。国外相关研究单位针对不同里程时CNG和新配方汽油尾气排放量进行了具体对比，并得到了如下试验结果。
表1 不同里程CNG和新配方汽油尾气排放量对比
里程 | NMHC CNG | 双燃料汽车有哪些新配方汽油 | CO CNG | 新配方汽油 | NOX CNG | 新配方汽油 |
37290 | 0.03 | 0.08 | 0.625 | 1.74 | 0.14 | 0.17 |
55935 | 0.03 | 0.11 | 0.81 | 2.36 | 0.19 | 0.17 |
79580 | 0.025 | 0.12 | 1.0 | 2.67 | 0.27 | 0.22 |
根据试验结果可以发现，CNG汽车排放的CO、非甲烷烃类NMHC量，对比改质性汽油排放量要相对较低，而其NOX量和汽油车比较相近。对于不同的汽车NMHC、NOX、CO的排放量存在差异，但总趋势在于CNG燃料汽车对比改质汽车尾气的排放量相对较少。
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运行费用低
根据相关汽车研究所所提供的具体数据资料进行分析，可以发现目前双燃料汽车的使用可行性较高，也就是油气两用，可以在行驶过程当中对燃料类型进行随意转换，1m2天然气能够提供的动力约为1L汽油所提供的动力，因此可以有效减少汽油燃料消耗，并极大的节约费用[4]。
（三）运行安全
天然气的相对密度较小，具体为0.58-0.62，一旦泄露后将会快速升空，而且容易散失，不容易着火。汽油的蒸汽相对较重，在液态发挥过程中不容易扩散，而且容易着火爆炸。天然气的点火温度在530℃左右，汽油柴油的点火温度则为200℃-450℃，天然气的爆炸极限
约为5%-15%，对比汽油的爆炸极限要高出2.5-4.7倍。除此之外，天然气汽车钢瓶为高压容器，可以通过相关规程严格控制其材质、制造、试验以及检验，而且试验压力对比工作压力要高于4倍，并对防爆设施进行了安装，避免由于汽车碰撞或者翻覆而造成火灾或爆炸等事故。所以，通过对天然气进行使用，可以使安全隐患得到降低，有效保证运行安全。
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天然气汽车发展现状
以天然气为燃料的汽车，根据其压力和形态可以具体分为三种燃气汽车。
首先，低压气囊式天然气汽车。对于此类型汽车，需要将天然气以低压充气方式在汽车顶部的气囊内进行充装，并为内燃机燃烧进行提供。但由于其方式还相对比较落后，因此安全性较低，行驶里程也相对较短，因此逐渐被淘汰。
其次，压缩天然气汽车。通过将汽油车改装成相应的压缩天然气汽车，需要对其进行改装，需要增加的部件具体包括电磁阀、高低压输气软管、CMG储气瓶、高压截止阀、压力传感器、天然气加气接头、点火时间转换气等。对于天然气，在经过加气站浓缩到20Mpa，
并在汽车用压缩天然气钢瓶当中进行输送，并经过减压之后向内燃机进行提供。现如今，我国天然气汽车主要为压缩天然气汽车。
最后，液化天然气汽车。LNG是在天然气-162℃低温下逐渐液化，其体积对比标准立方米天然气，要缩小600倍。而且在体积减小后，会在有汽绝热夹层压力瓶当中进行储存，可以防止LNG过早出现汽化，相关储罐需要具有绝热性能。通常来说，储罐直径应该保持为0.5m，长度则为1m，内层主要为不锈钢，外层为碳钢或者不锈钢，夹层厚度需要保持100-200mm，可以对80-90LLNG进行储存，其储存燃料装置的体积比对比压缩天然气汽车相对较小，但一次行程的距离相对较长，具有较高的技术要求。如今美国、俄罗斯等是国外LNG汽车最多的国家，可以将重型柴油车改装成相应的LNG汽车。我国的LNG相对较少，因此LNG汽车仍处于开发和试验阶段[5]。
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