天然气汽车应用与发展1
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美国815,意大利682,澳大利亚674,德国
604,加拿大600,法国598,日本594,英 国580,全球平均139 2008年末,全国汽车保有量达到6467万辆, 各种道路机动车辆总数为1.7亿辆; 预测2020年中国的汽车普及率150 - 300; 预测2020年中国汽车保有量(按15亿人口计 算) 2.25亿—4.5亿
制造了大量的温室气体CO2
2006年,全世界 CO2的排放量是 280亿吨,其中, 23%来自交通运输。 预测,2030年, 全世界的交通运 输的CO2排放量是 89亿吨。
如何解决这些难题? 新能源 混合动力汽车(HEV)
出路
纯电动汽车(BEV) 燃料电池汽车(FCEV) 氢发动机汽车
天然气汽车(NGV)
WTW 222.3 221.9 141.7 204 221 220 514 500 405 143 140 356 186 157
比汽油汽车更安全
特性 可燃性极限 (在空气中的 容积百分比)
自动点火温度 (℃) 最高燃烧温度 (℃)
天然气
汽油
柴油
5-15
1.4-7.6
0.6-5.5
450
300
230
(2)供气紧张,CNG加气站建设进度滞后 尽管我省天然气资源丰富,天然气产量逐年 增加,但由于全省经济快速增长,民用和 工业用气量大幅度增加,供需矛盾仍较为 突出,CNG加气站气源目前还难以完全保证。
(3)安全管理有待进一步加强 由于CNG加气站、天然气汽车推广应用数量 增多,选用的站用设备、车用装置质量参 差不齐,国家的有关标准和规范滞后,天 然气汽车信息渠道、改装市场监管、安全 性能检测、供气系统的日常维修以及天然 气汽车安全监管体系建设方面需要进一步 强化。
城市 北 长 京 沙 LNG汽车数量 50 52 城市 湛 深 江 圳 LNG汽车数量 100 200
乌鲁木齐
贵 杭 阳 州
320
2465 30 42 51
惠州
石家庄 濮阳市 福州
100
530 50 50
海口 三亚
全国各地的LNG加气站
3、四川省推广应用LNG汽车的必要性和可行性
(1)四川省推广应用LNG汽车的必要性 1)市场竞争 2)汽油、柴油车大量存在 3)环保要求 4)车用能源多元化要求 5)无管网地区对LNG汽车的需求
十年的成绩
到2008年底,累计有19个城市(地区)成为 国家燃气汽车示范推广城市,示范城市燃气 汽车保有量达到40多万辆,建成加气站900 多座。其中单一燃料燃气汽车保有量接近8万 辆,原厂车达到18万辆。 四川、重庆、新疆、东北等地正在组织开展 燃气汽车城际间和区域化示范。 乌鲁木齐、贵阳、湛江、海南等地液化天然 气汽车的示范应用也已取得阶段成果。
中国天然气汽车保有量变化图
中国的各省市加气站状况
一个新兴产业形成
截止目前,累计有近400个燃气汽车车型(包括底 盘)进入国家机动车新产品公告。燃气汽车生产企 业的数量超过60家。整车年产量超过6万辆,产品 覆盖客车、轿车、货车、市政专用车。 有20多家企业的近百款燃气发动机,功率覆盖范围 从60KW到300KW。开发生产减压器、电控单元 ECU、燃气喷嘴等燃气汽车专用装置。 CNG、LNG 和LPG气瓶生产能力超过80万只/年。加气站设备全 部实现国产化,国产设备的市场份额在90%以上。 据初步统计,示范推广城市燃气汽车行业年产值已 超过150亿元,从事燃气汽车生产、维修、燃气供 应的企业有800多家,从业人数超过20万人
点燃式 压燃式 点燃式 点燃式 点燃式 点燃式
压燃式 压燃式 锂电池
混合动力 混合动力
温室气体排放g/km WTT TTW 63.3 159 62.9 159 33 108.7 62 142 62.8 158 60 160 375.3 138.7 376.3 123.7 270 135 143 0 140 0 356 0 52 134 45 112
中国液化天然气工业起步比较晚 ,LNG汽车
技术的研发也落后于CNG汽车,但近年来,国家
日益重视LNG技术的发展,将LNG汽车列入国家
863计划“节能与新能源汽车”项目:
*“十五”示范工程:2003~2005年
课题:LNG公交车示范工程
城市:长沙、乌鲁木齐
*“十一五”运行考核:2007~2009年
汽车改变了人类生活
2、汽车带来的问题
1、消耗能源 2、汽车尾气造成空气污染 3、汽车尾气造成全球气候变暖 4、交通事故,人身伤害,财产损失 5、出门坐车,影响身体健康
3、能源消耗
汽车的传统燃料是:汽油和柴油。
石油 汽油 柴油
炼制
燃料短缺:
主要国家的汽车普及率(截至2006年底每千人保有量):
世界各地区石油储量 与消费量对比图
亚太地区石油消耗量图
交通运输成为石油的主要消费者
4、汽车的尾气破坏了环境
汽车的尾气成为城市的主要污染源。
(1)大城市中HC的73.5%、CO的63.4%、 NOX的46%来自汽车。 (2)汽车CO2年排4亿吨,贡献率15%左 右。 (3)世卫组织调查,全球10个大气污染 最严重的城市我国占7个。
汽车燃料存在巨大缺口
每辆汽车每年消耗燃油 美国1.8吨,欧盟1.5吨,日本1.1吨,中国2.3 吨; 预测2020年中国每年每辆汽车平均燃油消耗 1.5吨; 预测2020年国内的石油年产量可达到1.8亿吨, 考虑进口 2.7亿吨(占总量60%),总量为 4.5亿吨。参考发达国家数据,分配给汽车的 石油3亿吨。3亿吨石油可获得约2亿吨汽车燃 油,只能供给约1.3亿辆汽车使用。 2020年将有1至2亿辆汽车找不到燃料。
车5415
巴中市站3 车2741
广安市站7 车3000
南充市站16 车7537
西昌市站1 车310 攀枝花 (在2)
遂宁市站9 车6344
泸州市站15 车6012
乐山市站11 车6367
资阳市站5 车2827
宜宾市站4
自贡市站12
内江市站10 车
车1060
车6830
3621
正在开展的工作
1、加快单燃料天然气汽车推广应用 2、进行柴油/天然气汽车运行试验 3、LNG汽车推广应用 4、加快城际间天然气汽车推广力度 5、开展无管网地区推广试点试验
(4)燃气汽车区域间、城际间发展滞后 由于柴油/天然气双燃料汽车技术尚未完全突 破,在用柴油车推广为柴油/天然气双燃料 汽车进程缓慢。此外,高速公路建站的安 全和技术规范要求高,管网和气源也受到 一定的限制,高速公路沿线站点建设滞后, 成为制约燃气汽车区域间、城际间推广应 用的瓶颈。
四、LNG汽车推广应用
世界汽车发展趋势
据设在德国埃森的一家市场调研机构 (R.L. Polk Marketing Systems)的最新预 测报道说,尽管目前环保已成为全球性热门 话题,但在未来5年内全球汽车保有量仍将继 续增长近20%。到2015年,全球汽车保有量将 从2007年的近9.2亿辆增至11.2亿辆左右。
随着汽车保有量的增加
课题:LNG公交车运行考核(含城际间客车)
城市:长沙、贵阳、湛江、银川 *“十一五”区域性示范:2007~2009年 课题:典型热带气候条件下区域性示范 城市:内蒙、海南 *“十一五”重型汽车开发:2007~2009年 课题:中、重型LNG商用汽车开发 地区:陕西陕汽集团、新疆广汇集团
国内LNG汽车使用现状表
世界主要地区天然气汽车加气站数量
亚太地区天然气汽车发展趋势
亚太地区的天然气汽车及加气站情况
欧洲的天然气汽车分布图
2、应用范围
公共汽车 出租车 驾校的教练车 市政公共服务车辆 公共交通的客货运输车辆 私家汽车
3、我国天然气汽车应用
我国的天然气汽车技术在20世纪50年代就开 始研究。 1987年为解决燃油供需矛盾, 原国家经委下达 了“ 压缩天然气CNG汽车及加气站设备研究” 的 课题。 1999年在北京召开“ 空气净化工程—清洁汽 车行动” 会议, 公布了首批12 个燃气汽车示范 城市,2000年我国实施清洁能源行动计划, 我国 进人了天然气汽车快速应用发展阶段。 2002年北京建成投产的我国首座LNG示范加气 站并引进LNG公交汽车
5、存在的问题
(1)天然气汽车产业方面立法滞后 天然气汽车产业管理呈现法律空白,推 广中政府多以政府红头文件进行规范管理, 未以法律法规的形式明确实施主体、监管 程序和处罚依据等,在项目准入、安全监 管、资质审批、行政处罚等方面无行政许 可,无法可依的局面困扰着天然气汽车产 业健康有序发展。
供气紧张,CNG加气站建设进度滞后
4、四川省天然气汽车的发展现状
四川省CNG加气站和天然气汽车发展示意图 (2008年底CNG220座 NGV16.8万辆)
九寨沟
பைடு நூலகம்
站1车100
德阳市站13 车
绵阳站18 车23161
15000
广 元 市站 4 车2200
达州市站11 车4300
成都市站66 车31000
康定市站1 车80 雅安市站2 车2008 眉山市站5
按燃料种类分类
两用燃料天然气汽车 单燃料天然气汽车 双燃料天然气汽车
按燃料种类分
3、天然气汽车的特点(与汽柴油汽车比)
(1)天然气汽车是清洁燃料汽车 (2)天然气汽车有显著的经济效益 (3)比汽油汽车更安全 (4)动力性略有降低
天然气汽车与柴油汽车排放的对比分析
哪些是低碳的燃料?
燃料/驱动
汽油 柴油 CNG LPG E10 E85 M100点燃式 DME CTL 电 氢(压缩) 氢(液化) 汽油 柴油
LNG气瓶 加热蒸发器 低压电磁阀 减压器
充液阀
燃气发动机
混合器
回气阀
燃气控制阀
LNG与CNG用作车用燃料的对比分析
,加注时间短,噪声小 ,加注时间长,噪声大
2、LNG汽车发展现状
根据调查,近来各国在大力推广天然气汽车 的同时,加快了对LNG汽车技术的研究和推广应 用。当前全世界约有5000辆LNG汽车在运行,其 中美国大约有4000辆LNG汽车在运行,主要包括 公共汽车、垃圾车、重型卡车。欧洲大约有250 辆、澳大利亚700辆LNG汽车等。
天然气是迄今为止首选的汽车替代燃料
天然气的主要成分是甲烷CH4; 全球有丰富的天然气资源,目前中国能源消费中 天然气仅占2.5%,远低于世界平均水平(25%), 也低于亚洲平均水平(8.8%); WTT能量转换效率最高,经济性好; 技术成熟; 容易达到低排放; WTT CO2排放最低,TTW CO2排放比同功率汽 油机约少15%; 缺点是:专用加气站,CNG 续驶里程短。
天然气汽车应用与发展
西华大学交通与汽车工程学院
交通运输系 童岱
主要内容:
一、汽车及带来的问题 二、天然气汽车技术发展历史 三、天然气汽车应用现状及发展趋势 四、LNG汽车推广应用
一、汽车及带来的问题
汽车自1886年诞生以来,改变了人类的生 活,为誉为20世纪影响人类的十大发明之 一。 1、汽车改变了人类的生活
二、天然气汽车技术发展历史
天然气汽车 1、天然气汽车发展回顾 1860 年道依茨发动机厂制造出世界 上第一台气体燃料发动机,1872 年天然气 发动机问世。20 世纪30 年代,意大利推 出第一辆天然气汽车。 天然气汽车技术经历了三代 :
2、天然气汽车的分类 压缩天然气汽车(CNGV) 按燃料储存形式 液化天然气汽车(LNGV) 吸附天然气汽车 天然气水合物汽车
1884
1977
2054
三、天然气汽车应用现状及发展趋势
近年来,在能源和环境双重压力下,主要国家 天然气汽车市场加速发展并已初具规模。天然气 汽车作为清洁汽车在世界范围内得到广泛应用。 1、天然气汽车在世界范围的应用 截至2009年底,全世界天然气汽车 (Natural Gas Vehicles, NGV)保有量已超过 1130万辆,加气站1.4万座以上,主要分布在富气 贫油的国家(例如意大利、新西兰、阿根廷、巴 西、印度尼西亚等)和环保法规严格的国家(例 如美国、日本等)。
1、LNG汽车 液化天然气即为液态的天然气 (Liquefied Natural Gas)。 天然气经过除液、除酸、干燥、分馏 和低温冷凝处理,使天然气在超低温(162°C)常压状态下液化,成为液化天然 气。被液化后,液化天然气是气体形态的 600份之一,便于长距离运输和大量储存。
LNG汽车原理