2020年气体燃料汽车的特点

( 安全管理 )

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2020年气体燃料汽车的特点

Safety management is an important part of production management. Safety and production are in

the implementation process

2020年气体燃料汽车的特点

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

～C4

H10

、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2000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

(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暖的“温室效应”也是大有好处的。

(3)燃料经济性好目前在全球范围内的油气差价是发展天然气汽车的效益基础，以我国目前油气价格计算，1kg汽油价格为2.8元以上，若天然气价格为0.70元/m3

，算上压缩成本0.4元/m3

，其经济效益是可观的。

(4)使用压缩天然气比汽油安全汽油具有良好的挥发性，随着气温升高挥发性加强。汽车燃料系统从构造上看并没有十分严密的封