气体燃料汽车的特点

安全管理编号：LX-FS-A79081 气体燃料汽车的特点

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气体燃料汽车的特点

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一、各种气体燃料在汽车上的应用分析

目前所说的气体燃料按化学成分主要有H₂、CH₄～C₄H10、和CO。按来源形式分氢气、天然气、液化石油气、煤气和沼气等。汽车用燃料应具备以下主要条件：①燃料的资源要极大丰富；②燃料的经济性要好；③燃料的携带要方便；④燃料燃烧后排气污染要小；⑤燃料的安全性。

表3-3是作者对上述气体燃料进行的对比分析

结果。其具体分析如下：

(1) 资源从长远观点看，天然气、液化石油气、煤气都是可耗尽能源，氢气是由水制取并能实现能源形式的及时转化，因此可以说是取之不尽，用之不绝的；沼气则是由各种有机物中制取出来的，只要人类生存下去，其来源就不会断绝。

(2) 经济性这里的经济性包含两层含义，一是燃料本身的价格或生产成本，二是将其应用于汽车时所需设备的附加成本。从生产成本上看，天然气最经济，液化石油气次之，沼气的制取需要大型设备，如果只从沼气生产角度看，其造价太高，但从城市和工业废物综合治理上看，这些投资才有价值。氢气需利用电能制取，它实际上成为一种能量载体，它在燃烧时所释放的能量要由更多的电能转化而来。因此，氢气只是未来其它能源形式消耗殆尽时的主要燃料。从

燃料的应用性看，由于液化石油气在低压常温下就可液化，其运输、存储、携带方便，因而经济性最好。其它气体由于液化极困难，因此这方面的附加成本较高。

(3) 携带性由于汽车是移动式工作的，其燃料是否方便携带是很重要的。除液化石油气可以液态携带较为方便外，天然气、沼气、煤气、氢气都很难液化，如以压缩气态存储，根据它们的标态体积热值可知在同样压力，同样容积下所能带的能量数额。

(4) 排污从汽车尾气排放来看，氢气燃烧后生成水，是最清洁的燃料。天然气等由于是气态进入汽车发动机缸内，混合好，因此燃烧较完全。

(5) 安全性燃烧的安全性有几方面考虑，一是本身有无毒性，二是是否易形成可燃混合气，三是可燃混合气界限大小。煤气主要成分CO，是有毒气体，

同时与液化石油气一样密度比空气大、易沉积，不易逸走，因此一旦泄漏会在小范围内迅速形成可燃混合气，因而其安全性较差。天然气，沼气、氢气均为无毒气体，密度较空气轻，只要不是封闭空间，泄漏的气体一出即散，很难形成可燃混合气。从可燃混合气界限来看，氢气较大，因此天然气(甲烷)是最安全的气体燃料。

从上述分析可以看出，氢气从资源和排气污染上看，是最理想的，但由于其制取造价较高，储、运、带上技术水平要求高，因此在目前尚无法广泛应用于汽车，但在不远的将来，氢气会愈来愈发挥其重要作用。煤气主要由煤炭和木柴制取，从目前资源来看，煤气仅城市居民使用尚有不足，因而无法做为保有量巨大的汽车燃料。沼气从成分上看与天然气相近，尤其是在进行“洗气”之后，两者几乎相同。但不同的

是，沼气的生产成本高，经济性差。近年来，随着城市化规模的不断扩大，城市垃圾、污水的处理成为共同的难题，目前国外最先进的垃圾处理技术就是采用厌氧降解方法，综合利用，变废为宝，这样制取沼气的费用才可能让人接受。天然气的资源、经济性、排污、安全性等诸方面占有极大优势，因此目前是汽车的首选新燃料。液化石油气尽管在资源上不如天然气丰富，安全性差，但由于它易于携带，与传统的液体燃料汽车更相近，因而得到了率先发展。

到目前为止，气体燃料应用于内燃机汽车上，主要是天然气和液化石油气，因此本书以后章、节主要介绍这两种燃料在汽车上的应用情况。二、天然气、液化石油气汽车的优缺点

(1) 可以替代十分短缺的汽、柴油，充分利用天然气资源随着我国国民经济的飞速发展，汽车保

有量急剧增长，1995年底我国拥有11OO万台汽车，年递增率12%，到20xx年将达到1500万辆；同时，我国的石油产量增长极少，产储量难有大的突破，1995年生产了1亿7千万吨，净进口3千万吨。在此同时，我国天然气的产、储量发展较快(详见第二章)，因此，大力发展天然气、液化石油气汽车是一条可行，也是必然之路。

(2) 减少对大气的污染汽车排出的废气是当今对大气环境，尤其是大城市里的空气污染的一种移动式污染源，在西方国塞占城市空气污染源总量的60%～70%，随着汽车数量的增加，这种污染危害已受到整个世界的重视。先进国家均对汽车废气排放指标作了规定，汽车尾气中的CO、HC、NOx及粉尘中含铅物质能够阻碍人体内氧气和血红蛋白的结合，能致癌，对眼睛、咽喉有刺激，在空气中形成酸

雾。66～85号含铅汽油内四乙基铅含量达千分之一左右。若有机动车9万辆的城市，年耗汽油25万吨左右，即有250kg四乙基铅被汽车排放到大气中漂浮，将严重危害人民的身体健康。

天然气和液化石油气在常温下为气态，以气态进入内燃机、燃料与空气同相，混合均匀，燃烧比较完全，可大幅度降低CO和HC的排放量，彻底改善微粒排放污染。天然气和液化石油气经净化处理后，其有害物质和含量比液体燃料也要小得多，如S的含量可降到3×10-6(-6标在右上位置)(质量比)以下，远低于汽、柴油的0.1%～0.2%。由于天然气和液化石油气火焰温度低，也会使NOx排放量减少。此外以甲烷为主要成分的天然气是碳氢原子比最小的烃类化合物，以产生相同热量计算，甲烷产生的CO₂也可比汽、柴油降低15%以上，这对减小造成地球变