车用CNG和LNG的比较_化学_自然科学_专业资料。车用CNG和LNG的比较 （以2007年11月价格数据分析） 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
车用CNG和LNG的比较 （以2007年11月价格数据分析） 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 CNG汽车加气站主要有标准站和子母站两种形式。标准站建在城市 中高压管网首端，运行方便；CNG子站建在离母站几十公里范围内，气 源有保障且可灵活布站。 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。 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、枪击等试验，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。 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台双枪加气机 计12支加气枪。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。 CNG、LNG、LPG汽车比较列表 项目 气源保障 减排效果 气价格稳定性 单价 CNG LNG 好 好 稳定 4.5元/Nm3 9.5Nm3 42.75 50 225 20 成熟 完善 国产良好 93#汽 0#柴油 油 极差 较好 好 较好 不稳定 不稳定 3.75 5.12 5.12 元/L 12.5L 10L 8L 42.5 51.2 40.96 65 52 40 243.75 266.24 204.8 LPG 3.7 元/Nm3 出租车百公里燃料消耗 10Nm3 出租车百公里燃料费 37 （元） 公交车百公里燃料消耗 52 公交车百公里燃料费 192.4 （元） 压力（MPa） 技术成熟度 国家标准 加气站设备 1.6 0.1 试验阶段 成熟 尚未建立 完善 部分国外引 国产良好 进 国内燃气汽车中占有比例 60％（处于高速增长阶段） 试验阶段 40％ 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.