一、前言
環(huán)境和能源問題是近一個(gè)世紀(jì)以來人類關(guān)心的重要問題。隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們生活水平不斷提高,汽車擁有量急劇增加,汽車作為主要運(yùn)輸交通工具,消耗全球近40%的石油資源,排放出大量的有害氣體。近年來,我國(guó)集裝箱業(yè)務(wù)發(fā)展迅速,規(guī)模龐大,港口集裝箱年吞吐量已超過1億標(biāo)箱,集裝箱主要運(yùn)輸工具一集卡保有量也達(dá)15萬輛以上。這些車輛幾乎全部以柴油為動(dòng)力源,由于功率大,消耗的柴油和產(chǎn)生的尾氣更是驚人。
據(jù)測(cè)算,每臺(tái)集卡年消耗柴油30噸以上,全國(guó)集卡一年就要消耗柴油450萬噸,l輛集卡的排放量比l輛小汽車大10倍以上,大量的尾氣排放對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。為保護(hù)大氣環(huán)境和解決能源安全問題,我國(guó)一直致力于調(diào)整能源結(jié)構(gòu),減少對(duì)石油能源的依賴,大力發(fā)展清潔能源汽車。在新能源汽車中,LNG汽車由于燃料儲(chǔ)藏豐富,燃燒排放性能好,運(yùn)行成本低、技術(shù)相對(duì)成熟、安全可靠,被公認(rèn)為較為理想的替代燃料汽車。
二、LNG.天然氣汽車的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題
1.LNG天然氣汽車優(yōu)點(diǎn)
天然氣是一種潔凈的能源,燃燒后產(chǎn)生的主要成份為二氧化碳和水。LNG天然氣汽車有以下方面的優(yōu)點(diǎn):
(1)有豐富的自然資源
根有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),目前世界已探明的石油儲(chǔ)量,按現(xiàn)在的消耗速度,還能支撐40年左右,而已探明的天然氣儲(chǔ)量預(yù)計(jì)可開采達(dá)70年,預(yù)計(jì)21世紀(jì)天然氣的使用比重將超過石油成為********能源。我國(guó)也有豐富的天然氣資源,近幾年天然氣越來越成為一種重要的能源,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮作用。
(2)有利于環(huán)境保護(hù)
天然氣汽車以天然氣作為燃料,是一種理想的低污染汽車。天然氣汽車的排放污染大大低于以汽油、柴油為燃料的汽車,尾氣中不含硫化物和鉛,二氧化碳降低20%,一氧化碳降低90%,碳?xì)浠衔锝档?0%,氮氧化合物降低70%,微粒排放可降90%以上。天然氣汽車對(duì)環(huán)境造成的污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于汽油車和柴油車,許多國(guó)家已將發(fā)展天然氣汽車作為一種減輕大氣污染的重要手段。
(3)較好的經(jīng)濟(jì)性
按熱值來計(jì)算,1.1立方的天然氣與1升的柴油或汽油相當(dāng),目前國(guó)內(nèi)氣源產(chǎn)地如四川、內(nèi)蒙等地1立方氣折合價(jià)格只是汽、柴油的一半,其他地區(qū)由于供給等原因也要省30%以上,經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。
根據(jù)有關(guān)專家分析,天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)性好,運(yùn)行更平穩(wěn),發(fā)動(dòng)機(jī)磨耗更低,壽命更長(zhǎng),維護(hù)成本比汽柴油低。
2.LNG天然氣汽車推廣應(yīng)用面臨的問題
表1 各類燃料汽車尾氣排放比較表
項(xiàng)目 |
Co |
CH |
NOX |
顆粒懸浮物 |
氧化鉛(pbo) |
有毒物質(zhì) |
汽油(無尾氣處理) |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
汽油(有尾氣處理) |
25-30 |
10 |
25 |
無 |
無 |
50 |
柴油 |
10 |
10 |
50-81 |
100 |
無 |
50 |
柴油-天然氣雙燃料 |
8-10 |
8-10 |
50-70 |
20-40 |
無 |
3-10 |
液化石油氣 |
10-20 |
50-70 |
20.40 |
無 |
無 |
3-10 |
天然氣 |
0-1 |
1-3 |
10-20 |
無 |
無 |
3-10 |
LNG天然氣汽車有很多優(yōu)勢(shì),但由于歷史發(fā)展的原因,LNG天然氣汽車推廣應(yīng)用面臨以下幾個(gè)問題:
(1)供氣體系建設(shè)有難度
天然氣汽車在國(guó)內(nèi)大城市推廣應(yīng)用,必須建立相應(yīng)的加氣站,這涉及到城市建設(shè)規(guī)劃、環(huán)境安全等諸多因素,而且建一個(gè)加氣站的費(fèi)用相當(dāng)高,需500—1000萬元人民幣,甚至更多,在沒有確保經(jīng)濟(jì)效益之前,供氣廠家一般不會(huì)大規(guī)模的建天然氣站。目前條件下天然氣汽車更適合短途作業(yè),如公交公司等。這個(gè)問題在一定程度上已經(jīng)成為一些地區(qū)發(fā)展天然氣汽車的障礙。
(2)汽車用戶的初始投資較大
天然氣汽車的一些部件如貯氣瓶、安全閥等,要求嚴(yán)格,成本較高。此外,尚未形成規(guī)模效益,使得它們的造價(jià)下降受限。另外,由于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)采用了特別的控制系統(tǒng),以及汽化輔助系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)價(jià)格相對(duì)柴油機(jī)更高。
三、國(guó)內(nèi)外天然氣汽車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
天然氣汽車發(fā)展有70多年的歷史,國(guó)外早在40年代初就開始天然氣汽車的技術(shù)開發(fā)。
近幾年,隨著技術(shù)進(jìn)步,天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)日臻成熟,天然氣汽車?yán)m(xù)駛里程由最初的幾十公里提高到現(xiàn)在的幾百公里以上。
目前全世界約有六七十個(gè)國(guó)家在進(jìn)行天然氣汽車的研究使用,天然氣汽車保有量己超過650萬輛,主要分布意大利、新西蘭、阿根廷、美國(guó)、日本等國(guó)家。
我國(guó)已有多個(gè)省市推廣天然氣汽車,天然氣汽車達(dá)30萬輛以上,各種天然氣加氣站700多座。我國(guó)天然氣汽車和加氣站主要集中在四川、新疆、陜西、甘肅等省,以及北京、上海、重慶等城市的公交使用。
目前,世界上天然氣汽車主要以CNG汽車為主,但CNG以壓縮氣方式存貯在儲(chǔ)氣瓶中供汽車使用,儲(chǔ)氣量少,續(xù)駛里程較短,應(yīng)用范圍受到限制。另外儲(chǔ)氣瓶以高壓存在,安全風(fēng)險(xiǎn)較大,而LNG以低溫液態(tài)方式存貯,儲(chǔ)氣量大,行駛里程可達(dá)400-800公里,更適合長(zhǎng)途運(yùn)輸。隨著低溫設(shè)備技術(shù)的不斷完善, LNG將有更廣的前景,從國(guó)內(nèi)外的趨勢(shì)看,各國(guó)的天然氣汽車的研制重心已經(jīng)由CNG汽車轉(zhuǎn)向LNG汽車。
四、港口碼頭使用LNG天然氣集卡的有利因素分析
集裝箱港口碼頭由于作業(yè)需要都配集裝箱卡車,根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同,每個(gè)港口所擁有的集卡從百輛到千輛不等。但由于特殊的作業(yè)環(huán)境,這些集卡的運(yùn)程較短,非常適合LNG天然氣集卡作業(yè)。
在港口推廣LNG天然氣集卡有以下有利因素:
1.在港口推廣LNG天然氣集卡有以下有利因素
(1)港口集卡的作業(yè)運(yùn)程適合LNG車輛使用
港口碼頭的集卡主要以短駁作業(yè)為主,每輛集卡一天平均工作時(shí)間15小時(shí),行程200公里左右,而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)開發(fā)的低速LNG集卡能連續(xù)作業(yè)40工作小時(shí)或連續(xù)行駛450公里,基本上與低速柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛持平,高速LNG集卡能連續(xù)行駛400-800公里以上,港口完全有條件使用天然氣集卡。
(2)國(guó)內(nèi)外LNG天然氣集卡技術(shù)基本成熟,能滿足港口生產(chǎn)需要
經(jīng)過近幾年的技術(shù)研究開發(fā),國(guó)內(nèi)LNG發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的技術(shù)已基本成熟。如玉柴、上柴、維柴等國(guó)內(nèi)著名的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家,已成功開發(fā)生產(chǎn)出一系列 LNG發(fā)動(dòng)機(jī),能滿足不同的需要,在公交車、重型貨車領(lǐng)域有相當(dāng)廣泛的使用。國(guó)外也有許多著名的發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)開發(fā)出性能質(zhì)量?jī)?yōu)異的LNG發(fā)動(dòng)機(jī),并得到廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)許多著名重型汽車已生產(chǎn)出針對(duì)港口作業(yè)需求的低速LNG集卡,以及使用于公路的高速LNG集卡。低速LNG集卡已經(jīng)在國(guó)內(nèi)某港口進(jìn)行了試用,高速車大多在新疆使用,從了解到的情況來看,普遍反應(yīng)良好。
所以在港口推廣LNG集卡,只要選好合適的車輛,技術(shù)上不是問題。
(3)LNG氣站技術(shù)成熟,建站靈活,車輛加氣方便,完全適合港口要求
LNG天然氣由于其以超低溫液態(tài)貯存,所以氣站建設(shè)也比較靈活。目前一般LNG氣站有常規(guī)站和可移式成套組裝站(一般為撬裝LNG加氣站)兩種,撬裝 LNG加氣站占地面積約為800平米/座,儲(chǔ)氣罐為50立方米(也有30立方的),供氣能力為1萬立方/日,能滿足100輛集卡日常加氣需要,投資總金額為約400萬。常規(guī)站占地面積約為2000平方米/座,供氣能力為3萬立方/日,能滿足300輛集卡車日常加油需要,投資總金額約為,1200萬。港口可根據(jù)LNG車輛數(shù)量靈活建站和擴(kuò)大規(guī)模,氣站的設(shè)備不復(fù)雜,管理也不難,對(duì)車輛的充氣也很方便,一般一輛集卡充氣不超過5分鐘。
(4)有可觀的經(jīng)濟(jì)性
目前,LNG天然氣集卡與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)集卡相比,價(jià)格大約貴6至8萬元。按港口平均每臺(tái)集卡每年消耗25噸柴油,天然氣比柴油保守便宜20%,柴油按時(shí)價(jià)6300元/噸計(jì)算,使用一輛LNG天然氣集卡比使用同樣功率的柴油集卡每年可節(jié)約燃料費(fèi)用25×6300×20%=3.15萬元,基本上3年可收回購(gòu)車成本。如果某港口有150輛LNG天然氣集卡投入運(yùn)行,每年節(jié)約燃料費(fèi)用近450萬元,以后隨著LNG技術(shù)的發(fā)展,LNG發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化,以及LNG儲(chǔ)氣瓶及附件的批量化,車輛成本會(huì)更低,經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。
(5)環(huán)保效果顯著
從了解的情況來看,國(guó)內(nèi)大部分港口已經(jīng)或正在把龍門吊從原來的燒油改為用電,對(duì)港口環(huán)境改善起到了很好的作用。如果港口全部采用LNG天然氣集卡,可以木大減少各種有害氣體的排放,將為打造綠色環(huán)保港口作出重要的貢獻(xiàn)。
2.推廣使用LNG集卡面臨的問題
當(dāng)然LNG汽車起步時(shí)間不長(zhǎng),在推廣使用LNG集
卡也要面臨一些問題:
(1)使用管理問題
由于LNG天然氣集卡不同于傳統(tǒng)的柴油集卡,起步較晚,在使用過程中一定會(huì)存在一些問題,如LNG集卡停機(jī)不用時(shí),氣瓶的氣會(huì)以每天3%左右的速度自動(dòng)排掉;在使用過程中會(huì)出現(xiàn)氣瓶?jī)?nèi)的存氣與實(shí)際不符一所謂的虛氣量問題,以及供氣系統(tǒng)附件如閥、管子等質(zhì)量不穩(wěn),容易損壞等問題。所以在使用、修理、保養(yǎng)等方面一定要轉(zhuǎn)變觀念,加強(qiáng)管理。
(2)與氣源供應(yīng)商的合作問題
由于目前國(guó)內(nèi)氣源接收站不是很普及,供氣不象柴油、汽油一樣方便,所以港口在推廣LNG集卡時(shí)一定要做好與氣供應(yīng)商的合作,做到雙方共贏。
五、結(jié)束語
港口使用LNG天然氣集卡的條件已經(jīng)成熟,我公司已著手推廣使用LNG集卡,并與中石油旗下的浙江新捷中油天然氣利用有限公司合作建造LNG氣站,相信隨著使用經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的不斷積累,使用LNG天然氣集卡一定會(huì)象使用柴油集卡一樣普遍和得心應(yīng)手。當(dāng)然,如果LNG集卡的推廣使用能得到政府的大力支持,那它的前景一定更寬廣和美好。