LNG汽车发展分析

1 LNG汽车应用现状

1.1 国际方面

20世纪30年代在意大利首次将天然气作为车用燃料，但是限于当时条件一直到20世纪70年代能源危机与环境危机的凸显，才受到各大汽车厂商的重视并推广。2000，世界LNG贸易增长率为10.1％，消费量达1366亿方，占全球天然气消费总量的5.7％。截至2010年，全球有78个国家和地区在推广和使用天然气汽车，其总量达到约1267万辆。尤其在能源危机与环境污染的双重压力之下，LNG汽车由于能实现清洁高效燃烧成为各大汽车厂商推广的车型。各大汽车公司如美国的福特、卡特彼勒均有LNG汽车的生产销售，日本铃木，尼桑等汽车公司在客车上采用电控多点喷射LNG发动机得到了一定的推广。

随着世界范围内LNG工业的规模化发展和燃气汽车推广速度的加快,20世纪80年代美国、加拿大、德国和法国开始重视 LNG 汽车技术的研究,并在90年代初进行小规模推广,效果理想,被认为是燃气汽车的发展方向。1993年美国能源部在西部地区实施一个州际的清洁运输走廊计划,沿主要交通干线建立LNG汽车燃料加注站,并形成比较完整的网络,为重型卡车使用LNG燃料创造条件;墨西哥市也在1999年初建成一座可供数百辆城市中巴加气的LNG汽车加气站,表明LNG 汽车技术已具实用;2012年初,美国最大的气体运输燃料供应商——清洁能源燃料公司提出一个“天然气高速路”计划,第一阶段要建造150个LNG卡车燃料加注站,到2012年年底有近70个LNG站在美国的33个州开张运营, 2013年150个站全部建成投用。

据BP公司2012年发布数据，到2030年预计LN应量将年均增长4.5％，超过全球总产气量增幅(年均2.1％)的2倍。它在全球天然气供应量中的份额将从2010的增加到2030的15％。LNG贸易的增长量是全球天然气产量增长量的两倍。

目前国内LNG汽车已实现产业化，在美国、日本、澳大利亚等国均有应用，现阶段美国在LNG车用技术上处于领先地位，从推广车型来看，LNG不仅适用于城市公交车，也适用于大型货运等车辆；从美国和欧洲的趋势看，各国的天然气汽车的研制重心已经由CNG汽车转向LNG汽车，在技术上可借鉴互补。

1.2国内方面

我国在20世纪90年代初开始进行LNG汽车研究，初期主要集中在LNG客车领域，虽然起步较晚，但在LNG汽车技术方面发展很快。随着国外相关技术的传入和近年来清洁汽车的快速发展，进入21世纪后我国LNG汽车开始迈入推广阶段。从客运市场来看，气源丰富地区(如西南地区)小众客车企业占据舞台，如四川南骏汽车、成都安达特种车、川汽集团、东风南充汽车、重庆恒通客车等；从货运市场来看，伴随着国内大型汽车厂和发动机厂如东风、解放、上柴、潍柴、玉柴不断加大产品开发力度，相继推出各自的LNG卡车产品，极大促进我国LNG 卡车市场的发展。目前，陕汽集团、东风商用车、一汽解放、联合卡车、中国重汽、华菱等纷纷推出天然气重卡产品，其中，陕汽集团、中国重汽、一汽解放、福田欧曼、北奔重汽等国内主流企业的天然气重卡产销已初具规模，并且加大了在新疆、山西等市场的开拓力度，相关产品已交付当地用户试用，实现批量销售。此外，在海外市场，一些企业还实现了天然气产品的出口，如中国重汽、陕西重汽、上汽依维柯红岩等均出口泰国。

就目前来看，由于燃料经济性明显、运营线路固定且易于建设配套加气站等因素，公交客运车和有固定路线的重卡比较适合使用LNG作为动力燃料。就与其他类别汽车优劣势比较来看，LNG汽车比混合动力车便宜、续航里程是CNG汽车的1.5倍、燃料成本低、排放清洁等优势明显，但是车辆性能稍差，加气不便捷，车上无法长时间储气，不用时必须排掉，不太适用于年行驶约2万km的短途私家车，见表1。

2011年LNG重卡和公交客运客车销量超过8000辆，目前主要在气源充足的沿海、西北内陆示范性推广，其中客运市场主要集中在贵阳、北京、深圳、杭州、乌鲁木齐、昆明、烟台等城市，货运市场主要集中在以新疆、山西、内蒙为代表的煤炭产区和以山东烟台为代表的沿海港口城市。

2012年开始全国PM2.5的环保压力明显加强，推动更为环保的LNG汽车的发展，其中政策对城市公交的作用更为明显，同时良好的经济性可以减轻政府财政压力。从地方动态来看，2011年11月1日起国家能源局发布的《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》在全国实施，在环境压力大、气源充足的城市，各级地方政府正积极规划发展LNG汽车，采取现金补贴的方式支持LNG汽车的使用(如内蒙、山东每车每年补贴2～3万)。见表2。

表2 主要省市关于LNG汽车业的政策规划

然气(LNG)生产、储存和装运》、NB/T1001-2011《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》、GB50156-2012《汽车加油加气站设计与施工规范》等。另外，2011年11月1日，国家能源局出台的《液化天然气（LNG）汽车加油站技术规范》正式实施，首次对我国LNG加油站的行业标准进行规范。截止2014年，我国共建成1403座LNG加气站，其中包括1295座带电话逐个验证的已投运LNG加气站。

图1 全国LNG加气站分布图

1.3 客户群分析

①城区公交车辆:由于LNG能量储存密度大，方便储存和车载，因此，使用LNG

作为车用燃料将使公交车续驶里程加长，加气次数减少，增强运行能力，提高效率。在LNG公交车加气便捷的情况下，现有CNG公交车更新换代或者改装为LNG 车辆的可能性较大，故公交车辆可作为LNG主要客户之一。

②城区环卫车辆:环卫车辆主要有洒水车、扫地车和垃圾车等类型，在国内一些城市，已经开始推广采用天然气环卫车辆。随着环境保护政策的不断加强，环卫车辆可作为LNG潜在客户。

③出租车辆:由于LNG气瓶一般为双层金属真空加多层缠绕超低温绝热结构，气瓶较厚，出租车后备箱体积较小，改装受到一定限制。但随着LNG的不断发展和市场的培育，出租车可作为LNG潜在客户。

④城际大巴、重卡车辆:城际大巴和重卡车辆的行驶距离一般较长，若在高速公路沿线布设LNG加气站，为其提供燃料补给，这类车辆也将成为LNG主要客户。

⑤其他客户：随着LNG加气业务范围不断拓展，校车、工程车辆、拖拉机的应用市场也在积极培育中，并已有实际应用。

1.4我国 LNG 汽车的发展前景

我国天然气汽车从CNG汽车起步，到现在全面向LNG汽车发展，整个天然气汽车产业链已经逐步走向成熟。由于我国天然气储量十分丰富，加之天然气汽车在环保、经济等方面的优势，随着LNG汽车技术的逐渐成熟以及国家相关标准体系的逐渐完善，我国LNG汽车未来必将能获得更好的发展，前景广阔。

在资源方面，我国天然气储量约为3.5万亿立方米，煤层气储量与天然气储量基本相当，页岩气可采资源量超过25万亿立方米，加上较大的LNG进口量，能够为我国LNG汽车的发展提供充足燃料。

技术方面，我国正在加大从加气站设备到汽车发动机及整车技术等的科技攻关，国内 LNG发动机的技术日趋成熟，玉柴、上柴、潍柴等国内著名的发动机生产厂家，已成功研发出一系列 LNG 发动机。宇通、黄海、福田、长安等厂家的 LNG大型客车研发，陕重、东风重卡等厂家的LNG重型卡车研发，已全部商业化并投入运营，整车性能不断提高。

配套产业方面，目前我国已在河南、新疆、四川、陕西、内蒙、山东、贵州等地，建设了一批天然气液化工厂，形成内陆西部的 LNG 生产储运系统。除国内自产的 LNG外，我国将在沿海地区的海南、广东、福建、浙江、上海、江苏、山东和辽宁相继建起数十座大型LNG接收站，形成东部沿海地区进口LNG的接收和运输系统。

政策方面，国家和各级政府正在加大产业扶持力度，制定了各种优惠政策，如降低LNG汽车购置税、免征车船税等，为LNG汽车的大规模推广创造有利条件。

1.5 LNG汽车改装关键技术分析

(1) 燃料容量优化控制，即保证满足发动机全工况工作需求，也兼顾汽化器重量、发动机水泵负荷、冷却液容积及系统无气阻等因素。

(2) 安全控制措施，LNG 无色无味，燃爆浓度 5～15％，必须有完整有效的安全措施。

(3) 动力经济性优化，LNG 燃点高，约 600℃，燃烧扩散性慢。合理的燃气进缸压力和流速是顺喷式供气系统安装、标定、调试的关键，直接影响到发动机的动