李永昌中国天然气汽车 (1)
柴油汽车燃用CNG的试验研究
柴油汽车燃用CNG的试验研究作者：李永昌文章来源：网络论文点击数：569更新时间：2007-5-19 17:49:281课题的由来压缩天然气作为一种优质、清洁和廉价的汽车燃料，近几年来在国内外得到越来越广泛的应用。
九十年代以来，我国先后在四川、北京、大庆、新疆等地建成了30多个压缩天然气汽车充气站。
随着充气站网的逐渐形成，压缩天然气汽车便开始由试验示范阶段发展为推广应用阶段，目前正迈向巩固提高和规模经营阶段。
1.1到目前为止，国内的压缩天然气汽车均系汽油车改装的。
上述拥有充气站的地方改装的车辆又叫压缩天然气、汽油两用燃料汽车，其发动机均为汽油机改装的。
而在国外，则既有汽油车改装的，也有柴油车改装的。
1.2柴油汽车在我国客货车的年产量和保有量中所占的比例正迅速增加。
随着我国高等级公路的不断增加和车用高速柴油机制造技术水平的明显提高，以及汽车运输业对大容量大吨位车辆的需求增大，更由于柴油车本身所具备的动力性能，燃料消耗低，发动机使用寿命长等显著优点，故其购车热经久不衰，近年来更发展到3吨级的中巴和轻型货车，乃至1-2吨级汽车上去。
一汽集团最近推出的9种面向2l世纪的新车型从3吨到32吨，均为柴油车。
1.3柴油车燃用天然气具有一系列优点。
根据国外资料的翻译、整理，结合国内实际情况，我们作了较为深入的分析论证。
1.3.1除保持柴油机的全部优点外，燃料消耗费用将进一步下降。
众所周知，车用柴油机的热效率30-40％，实际上，国内同吨位的柴油车的百公里的耗油量(升)仅为汽油车的65-70％，改燃天然气后，发动机的动力性和经济性均可保持原机水平，跟汽油机改天然气相比，这显然就是一个十分突出的优点，又由于压缩天然气的价格按热值计算仅为柴油的60-65％，故柴油车改燃天然气后，其运输燃料成本必将大幅度下降。
1.3.2可显著降低柴油车的排气污染，具有重要的环保意义。
柴油车尾气排放中的氮氧化合物和碳氢化合物均为有害成份，而炭烟微粒中更含有致癌物质。
李永昌：非常规天然气已成为国产LNG的第一气源
李永昌：非常规天然气已成为国产LNG的第一气源近年来，我国LNG产量与进口量大幅增长，2017年我国工厂LNG的年产量比五年前增长了187.45%，LNG的进口量比五年前增长了116%，LNG的总供应量比五年前增长了122%。
如此高的增长速度，的确史无前例。
而2017我国天然气消费量比五年前仅增长了39.2%，2017年LNG在天然气总消费量中的占比却增长了59.3%。
这样的增长势头还在继续。
2013～2017年LNG产量、进口量、总供应量及占比（万吨）如此高的增长速度气源来自哪里呢？据相关资料分析，主要由于近年来，非常规气产量的大幅增加及其大举进军LNG生产领域。
1我国非常规气产量快速增长一般讲的非常规天然气包括致密气、页岩气和煤层气，广义的非常规气还包括煤制气和焦炉煤气。
体量最大的致密气是2018年9月才被国家划入非常规天然气范畴的。
2013年，我国致密气产量为340亿立方米，2016年产量已逾400亿立方米，在当年天然气总产量中的占比高达29.2%。
另据《能源发展“十三五”规划》，2020年我国天然气产量将达到2200亿立方米，其中，据中国工程院预测，致密气产量将达到800亿立方米，占比将高达36.36%。
我国2014年的页岩气产量仅为13亿立方米，2017年已达90亿立方米，增长了592.3%。
据《页岩气“十三五”的发展规划》，其2020年的产量指标为300亿立方米，占比为13.64%。
我国2017年的煤层气产量为47.6亿立方米，较上年增长4.6%。
据《能源发展“十三五”规划》，其2020年的产量指标为160亿立方米，占比为7.3%。
此外，我国焦炉煤气的产量位居世界第一，2016年产量近1000亿立方米，约相当于420亿立方米天然气。
虽然2017年我国煤制气产量仅为21.6亿立方米，可是，近年来国家又陆续批准了好几个规模为40亿立方米/年的建设项目。
根据《能源发展“十三五”规划》，2020年我国煤制气的产量为170亿立方米。
天然气在交通运输中的应用
据世界天然气协会公布的数据，2010 年全球 NGV 排名前 28 个国 家 NGV 保有量已达 1267.44 万辆（注：其中有 8 个国家是 2006 年-2009 年的数据），比 2009 年全球 NGV 的总量还高出 11.6%。其中，NGV 保 有量超过 100 万辆的国家有 5 个：巴基斯坦、伊朗、阿根廷、巴西、 印度，NGV 数量分别为 274 万辆、195.5 万辆、190 万辆、166.5 万辆、 108 万辆、73 万辆和 45 万辆,总共 934 万辆，占全球 NGV 保有量的 73.7%。
29.38 0.85 4.46
3.51
增长数
7758
5185
1157
-601
2178
41
633
368
增长 %
117.90 3869.40 99.74 -39.38 107.08 51.85 21100.0 84.60
大约高 86%，比汽油和柴油大约低 9-10%。天然气不含硫（或含硫量 很少）和其他有害物，其含碳量比煤和石油少，燃烧后的排放物主要 是水和二氧化碳，没有烟尘颗粒，产生的温室气体大约比煤炭减少近 1/2，比燃油减少约 1/4。与柴油相比，二氧化碳排放量减少 20%左右， 氮氧化合物排放量减少 50%以上，粉尘和硫氧化物排放量则减 少 100%。天然气的密度小，比空气轻，在标准状况下（101325Pa，15.55 ℃）密度为 0.7-0.75Kg/m³；其相对密度一般在 0.56-1.0 之间。当 天然气从输送管道或存储器中泄露时，将迅速扩散到空气中。天然气 的自燃温度为 630～730℃，爆炸极限为 5～15%，辛烷值一般在 115～ 130 之间，均高于汽油（自燃温度 220～471℃，爆炸极限 1.4～7.6%， 辛烷值一般在 81～89 之间），因此天然气作为发动机的燃料比汽油 更安全可靠。
天然气汽车的发展现状及趋势
车辆工程技术197理论研究1 前言 液化石油气、氢气、天然气、太阳能还有醇类燃料等是常见的能够代替汽油、柴油的代替燃料。
由于我国的液化石油气存量不足；甲醇和氢气费用过高，且氢能的应用技术不十分成熟；地理和天气气候对于太阳能的使用影响较大。
因此，天然气作为一种清洁的车用燃料，在替代汽油、柴油等常规化石能源上具有很大优势。
2 天然气及其燃料特性 （1）天然气。
天然气是指储藏在地下的自然形成的混合的有机物，它的主要成分是甲烷。
天然气最大的特性就是在燃烧完结束之后没有废渣和废水产生。
是当前社会能源短缺情况下十分值得推广、研发的一种清洁能源，具有很大的发展潜力。
（2）天然气的燃料特性。
从可燃混合气的形成来看，天然气在空气的混合过程中，更容易空气相结合，形成可燃混合气质量更好。
从自燃温度来讲，天然气自燃温度约540℃，所以安全系数高。
从密度来讲，其相对分子质量低于空气，在储气罐发生泄漏时会迅速扩散，不会沉积而增加其他危险性。
从辛烷值上看，天然气高达120，虽不及氢气但也远远高于汽油和柴油。
3 天然气汽车动力种类、特征及发展现状 （1）天然气发动机。
天然气发动机只燃烧天然气不再使用汽油、柴油和其他燃料。
从燃料供给方式来看，天然气发动机依据燃料供给方式不同可以分为缸内供气方式和缸外供气方式。
其燃料供给系统与控制系统已经从机械式、混合式发展成为控制十分精确的电子控制系统。
（2）天然气汽油两用燃料发动机。
这种发动机有两套互不影响的供应燃料的系统，一种供应汽油，另一套供应天然气，并且在发动机工作的过程中，只能把其中一种燃料作为燃料使用。
从该种发动机的燃料供给方式来看，当前市场上的发动机主要分为两种，一种是从气缸外部供气，另一种则在缸内供气。
（3）天然气柴油双燃料发动机。
这种发动机把柴油和天然气混合形成可燃混合气作为汽车行驶的燃料，彼此独立的燃料供应系统可以把柴油和天然气以一定比例混合并将其喷射到发动机气缸里。
（4）液化天然气发动机。
西南地区天然气应用领域研究
西南地区天然气应用领域研究中国的能源结构具有富煤贫油少气的特点，一直以来主要以煤炭作为主体能源。
但近年来，由于环保问题突出，天然气作为一种优质、高效、清洁的低碳能源，可与核能、可再生能源等其他低排放能源形成互补，是能源供应清洁化的重要选项之一。
加快天然气产业发展，提高天然气在一次能源消费中的比重，对我国意义重大。
我国天然气产业发展相对滞后，在一次能源消费结构中的占比偏低。
根据国际能源署统计数据，2022年我国天然气消费量在一次能源消费中的占比为9.5%，不仅低于美国（31.5%）、欧盟（23.5%）、俄罗斯（52.1%）等主要能源消费国，也远远低于世界平均水平（24.1%）。
在中国大力推进大气污染治理的背景下，近年来各类政策陆续出台，为天然气市场发展提供了良好的政策环境。
从终端应用领域来看，市场机制不健全，导致上下游部分缓解存在垄断和交叉补贴的情况，不利于市场健康发展。
储气能力不足，调峰能力不够，容易出现局部地区需求旺季供应紧张的情况。
天然气产业发展不平衡。
区域维度上中国天然气产业发展不协调问题凸显，经济发展水平与天然气发展程度不平衡。
天然气进口量持续攀升造成能源安全保障问题。
非常规气的开采技术还不完善、下游的气电设备核心技术等没有完全国产化。
这些问题都是影响未来我国天然气市场健康长期发展的因素，将会在未来的5-10年逐步解决。
西南地区综合来看，四川省天然气市场供过于求，较为饱和，从天然气全产业链来看，潜在机会可能在中游储气端以及下游消费端；贵州省天然气资源较为紧张，上游省内资源供不应求，储气端基础设施短缺，下游消费端城乡管网未建设完善，故贵州省供应端、储气端、下游消费端皆有潜在发展机会；云南省供应端资源发展不平衡，中间储气设施严重不足，下游工业用气及交通运输领域消费增速加快，因此云南省供应端、储气端、下游消费端均存在较大的发展潜力。
分布式能源和交通领域用气将是未来增长速度较快的下游应用领域。
1.西南地区天然气应用概况2022年西南地区天然气主要主要应用于工业、城燃、化工、发电，其中工业领域应用占比为39.6%，城市燃气领域应用占比为41.9%（其中交通运输用气占比7.3%），化工领域占比13.7%，发电领域占比4.7%。
车用LNG加气网络发展布局的思路
近 年 来 ,在 国 家 和 地 方 政 府 出 台 的 一 系 列 天 然气利好政策影响下，车 用 LN G产业得以快速发 展 ，形 成 了 一 定 的 产 量 规 模 和 较 大 的 发 展 空 间 。 在 国 有 企 业 现 有 网 络 优 分利用LNG作为汽车 替代能源的优势，快 速 抢 占 车 用 LN G能 源 市 场 ， 推 进 LNG加气网络布局。
受 能 源 消 费 转 型 升 级 、“煤 改 气 ”政 策 影 响 ， 我国天然气市场呈现了爆发式增长，进口 LN G 的 供应量不断增加，2020年 ，LNG进 口 量 约 6 5 0 0 万 t[3]。预 计 未 来 5 年 、1 0 年 、1 5 年 ，LN G 进口市场 将 超 过 8 0 0 0 万 t 、l 亿 t 和 1 . 2 亿 t。随着国内 LNG资源供应量的大幅增加，车 用 LNG市场需求 将显著增长。 1.4 车 用 LNG消费量穩步上涨
随 着 LNG汽车市场需求量的快速增长, LNG 加气站建设数量增多，LN G 汽车市场份额逐步扩 大,LNG储 气 能 力 持 续 提 升 。在 多 方 因 素 推 动 下 ，预计市 场 供 需 将 持 续 扩 大 ，未 来 车 用 LN G消 费将实现高速发展。
2 发展车用L N G 网络面临的问题 2. 1 车 用 LNG发展受新能源产业冲击
我国各省、市、自治区天然气汽车最新动态和数据——纪念中
• （3）山东省将在十二五期间，成为我国首个 CNG汽车超过100万辆的省份（这与山东省汽车 保有量居全国第一有关）。
• （4）北京、山西、内蒙等省市区的天然气汽车将 出现大幅度增长。 • 《山西省政府关于加快推进煤层气产业发展的若 干意见》提出，要建设1000个煤层气加气站。
14、预测内容
• 在这样一片光明的背景下， • 本人对天然气汽车发展做以下五点预测：
• （1）2014年末我国CNG汽车的保有量将达到400 万辆，加气站保有量将达到4500—5000座； • 2015年，该保有量将达500万辆，加气站将达到 5500-6000座。 • 今年，最迟明年我国ＣＮＧ汽车保有量将居世界首 位！ • 2020年我国CNG汽车保有量将达到800-1000万辆， 加气站将达到10000座以上。
• （1）国内天然气生产能力大幅提升 • 国家发改委2014年4月在《关于建立保障天 然气稳定供应长效机制的若干意见》中提 出，2020年我国天然气供应能力达到4000 亿立方米，力争达到4200亿立方米。而 2013年 我国天然气表观消费量仅为1676亿 立方米。
• ①常规天然气将以约10%的速度稳步增长。 • 例如四川安岳整装气田，将于三年内形成100亿 方/年的产能。
3、山东、新疆和四川 自然形成中国ＣＮＧ汽车的第一军团
• 三省区天然气汽车及加气站保有量见表3 山东、新疆和四川CNG汽车及加气站保有 量
• 三省区共计拥有175.99万辆CNG汽车，约占全国 CNG汽车保有量的54.43%； • 三省区共计拥有1144座CNG汽车加气站，约占全 国加气站总量的31.39%； • 新疆CNG汽车保有量占当地汽车保有量的比例由 2012年的20.5%升至27.8%，蝉联全国之冠。 • 新疆昌吉州，在全国地级及其以上城市中，CNG 汽车保有量占当地汽车保有量比例最高，约为 47%。
2024年压缩天然气汽车市场发展现状
2024年压缩天然气汽车市场发展现状概述压缩天然气（Compressed Natural Gas, CNG）作为一种清洁能源，具有低碳、低污染的优势，在汽车领域得到广泛应用。
本文将对压缩天然气汽车市场的发展现状进行分析和总结。
市场概况压缩天然气汽车市场的发展可以追溯到上世纪80年代。
随着环保意识的增强和能源结构调整的推动，这一市场逐渐壮大。
根据统计数据，截至目前，全球压缩天然气汽车保有量已超过2000万辆，其中占比最高的国家是中国。
中国政府大力支持压缩天然气汽车推广，目前中国是世界上最大的CNG汽车市场。
市场驱动因素环境保护压力近年来，全球环境问题逐渐凸显，减少汽车尾气排放是各国政府亟待解决的问题之一。
压缩天然气作为替代燃料，其燃烧过程中产生的尾气污染较低，因此受到政府的青睐。
传统能源的日益稀缺和价格上涨，使得各国寻求替代能源的措施。
压缩天然气是一种丰富的资源，其价格相对较低稳定，因此被认为是替代传统石油的一种可行方案。
这一因素也推动了压缩天然气汽车市场的发展。
市场挑战基础设施建设压缩天然气汽车市场的发展面临基础设施建设的挑战。
包括CNG加气站的建设、储气罐的制造等。
在不同国家和地区，基础设施建设的进展程度存在差异，这限制了CNG汽车的普及。
经济性问题与传统汽车相比，CNG汽车的购买成本较高。
虽然CNG燃料的价格相对较低，但是CNG汽车的价格、维护费用以及技术支持等问题，限制了消费者的购买意愿。
因此，如何提高CNG汽车的经济性仍然是一个亟待解决的问题。
市场前景尽管存在一些挑战，但是压缩天然气汽车市场仍然拥有广阔的前景。
技术进步随着科技的进步，CNG汽车的技术水平将逐渐提高，价格将逐渐下降。
同时，相关的基础设施建设也将不断完善，这将进一步推动CNG汽车市场的发展。
各国政府将继续出台相关政策支持压缩天然气汽车市场的发展。
例如，中国政府提出的《新能源汽车产业发展规划》中明确了对CNG汽车的支持政策，这将进一步促进市场的发展。
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新疆CNG汽车发展迅猛的主要原因：
• 国家政策支持力度大 • CNG价格全国最低 • 天然气资源之丰沛，当属全国首位。 • 我国产能巨大的煤制天然气的生产基地一
大半部署在新疆
• 地广人稀，建站选址方面远较内地城市便
利
3.3 全面推进CNG汽车发展的山东
• 全省CNG汽车的保有量已达23.82万辆，名
辆）
• 仅次于巴基斯坦、伊朗、阿根廷和巴西 • CNG加气站保有量已排名世界第二位，仅次
于巴基斯坦
• 表2
3、 川、疆、鲁形成我国CNG汽车 第一军团
• 三省区共计拥有81.4万辆CNG汽车保有量，
约占全国保有量的55%
• 共计拥有752座CNG汽车加气站，约占全国
保有量的36.3%
3.1 23年来一直雄踞首位的四川 省
一、中国天然气汽车现状及初步剖析
• 1、 我国压缩天然气（CNG）汽车究竟有
多少？
• 中国天然气汽车和加气站的保有量的数据
可谓是五花八门 ，相互之间的出入甚大 。
• 《中国天然气汽车》文章中称，“到2010
年底，全国燃气汽车40多万辆，天然气汽 车30多万辆，有加气站800多座”。
• “亚太天然气汽车协会（ANGVA）2011会议”
• 笔者遍查了全国3１个省、市、自治区的
282个地级及其以上城市的有关CNG汽车方 面的讯息
• 笔者对国内主要CNG装备制造企业颇为熟悉
• 截至2011年12月底，全国CNG汽车保有量
为148.5万辆。加气站总数为2072座。
• 表1
2 、 中国CNG汽车在世界上的排名 已升至第五位
• 已超过印度（110万辆） ，意大利（75万
中国天然气汽车 和CNG装备制造业概况
• ——纪念我国CNG汽车保有量逼近150万辆
• 报告人：中国汽车工程学会特聘专家
•
四川省天然气汽车专委会副主任
•李永昌•源自一、中国天然气汽车现状及初步剖析
• 1、我国压缩天然气CNG汽车究竟有多少 • 2 、中国CNG汽车在世界上的排名已升至第五位 • 3、 川、疆、鲁形成我国CNG汽车第一军团 • 4 、 第二军团——CNG汽车保有量全国排名第4至第10的
3.2 气足价廉的新疆
• 新疆的CNG汽车遍布17市、州，数量共计
28.2万辆，居全国第二位；加气站数量为 229座，居全国第三位。详见表4
• 新疆的CNG汽车保有量占民用汽车总保有量
的比例高达16.6%，（乌鲁木齐市更是近 30%），实为全国之最。
• 乌鲁木齐目前已达12万辆！雄居全国各城
市的首位。
第五位。加气站91座。
• CNG汽车产业颇为发达 。加气站成套设备、
车用气瓶和CNG汽车专用装置的生产厂家一 应俱全
• 拥有长安、力帆、恒通客车等汽车整车制
造厂，生产CNG原装轿车和大客车
4.3 、 由郑州、濮阳带动的河南省
• 目前，CNG汽车已遍布全省17个地级市，
CNG汽车保有量达5.40万辆，位居全国第六 位。加气站数量为102座（详见表7）。
• 四川省以29.38万辆的CNG汽车保有量和
276座加气站的骄人业绩，双双位列全国之 冠
• 表3
N连冠的形成原因：
• 1、天然气汽车和气源的开发及输气管网的
形成，大大早于国内其它地区
• 1966年元月，“压缩天然气汽车”这个国
家科委当年下达的重点科研项目就在四川 省自贡市通过鉴定。无疑是开了亚洲天然 气汽车应用之先河。
2、四川气田为我国四大主力气田之一 ： 普光、龙岗、元坝
3、CNG价格跟飞涨的燃油价格形成较有吸引力的价 差空间
4、各级政府重视CNG汽车的推广，出台了一系列的 鼓励政策和管理规范以及技术标准
5、四川形成了汽车加气站站用设备、车用装置及气 瓶等CNG汽车的产业链。站用设备的国内市场占 有率居首位。 站用储气井的建造的市场占有率更是高达100%。
的宣传稿称：“目前，中国已有30个省、 自治区、直辖市推广使用天然气汽车近40 多万辆，建设加气站近1400座”。
• 中国道路运输协会负责人称：“2010年中
国天然气汽车已达50万辆”。
• 《天然气汽车报告（Gas Venicles Report）》
2011年6月发布的“全球天然气汽车统计” 中称，中国天然气汽车保有量为55万辆。
中宣称：“2010年底，国内天然气汽车保有量为 270万辆左右”。
造成我国CNG汽车保有量统计数据 失真且出入甚大的原因是多方面的
• 缺乏专门从事这项工作的统计机构 • 车辆管理机关鲜有对CNG汽车进行单独统计
者
• 车用气瓶的电子标签管理尚在进行之中 • 气瓶数量跟CNG汽车的数量之间不能划等号 • 各地的加气站和改装厂又分属各行各业
省、市区
• 5 、 保有量上万辆的省份 • 6、CNG汽车保有量不足万辆的省市区 • 7 、 预测和展望 • 8 、 小结
二、中国CNG装备制造业概况
• 1、天然气压缩机制造厂家 • 2、CNG储气设施制造厂家 • 3、 加气机及占用加气系统 • 4、车用气瓶制造企业 • 5、其它储运装备 • 6、小结
•
• 《天然气技术与经济》称“截至2010年底，
全国推广使用天然气汽车近75万辆”。
• 2011年10月中国汽车技术中心负责人发言：“当
前中国天然气汽车保有量约100万辆，居世界第 七位；加气站约1700座。”
• 以上有关我国天然气汽车和加气站保有量的各种
数据都严重失真且自我矮化并以讹传讹!
• 但是，也有个别过于夸大的估计，苏州中材公告
四位。加气站87座（具体数据见表6）。
• 廊坊和石家庄两市的CNG汽车保有量（5万
辆）加气站数量（58座）和改装厂数量 （52个）均占全省数量的6成左右
• 除秦皇岛市以外，全省各地CNG价格都在
4.00元/m3以下
4.2 、 起步较早近年来进展缓慢的 重庆
• 目前，CNG汽车保有量达6.5万辆，居全国
列全国第三位。加气站保有量248座，名列 全国第二位 （表5）
实现了气源的多元化 除济南、青岛两市以外的大多数地区的天 然气价格均在4.00元/m3之下
4 、 第二军团——CNG汽车保有量 全国排名第4至第10的省、市区
• 4.1 、 CNG汽车保有量逾7万辆的河北省 • CNG汽车保有量达7.76万辆，排名全国第
CNG价格目前统一为：3.60元/m3。为 推广CNG汽车的一大动力。