壹、天然氣汽車的發展現狀
在過去二十年中，世界對天然氣的需求壹直在穩步增長，平均增長率為2%。專家預測，2020年其在世界能源構成中的比重將增至30%。21世紀，天然氣在世界能源結構中的比重將超過石油，成為世界第壹大能源，21世紀將是天然氣世紀。
天然氣是壹種清潔能源，主要成分是甲烷，燃燒後的主要產物是二氧化碳和水。它產生的溫室氣體只有煤的1/2，石油的2/3。天然氣汽車是使用天然氣作為燃料的車輛。根據天然氣的化學成分和形態，可分為三種:壓縮天然氣(CNG)汽車、液化天然氣(LNG)汽車和液化石油氣(LPG)汽車。近年來，天然氣汽車在世界範圍內發展迅速，並在應用和運營方面取得了成功。天然氣汽車是壹種理想的低汙染汽車。與汽油車相比，其尾氣排放減少約90%，HC減少約50%，氮氧化合物減少約30%，SO2減少約70%，CO2減少約23%，顆粒物排放減少約40%，鉛化合物減少約100%。可見，天然氣對環境的汙染遠小於石油和煤炭，是汽車發動機優良的綠色替代燃料。同時，天然氣汽車的使用成本更低，比燃油汽車節約燃油成本50%左右。此外，與電動汽車相比，天然氣汽車的續駛裏程較長。專家認為，天然氣汽車是目前最有發展前景的低汙染汽車，特別適用於城市公交和出租車。目前，它已在世界範圍內得到廣泛應用。
最新數據顯示，全球約有400萬輛天然氣汽車，其中中國約有9.7萬輛天然氣汽車。目前，世界上有六七十個國家正在開發和使用壓縮天然氣，全球約有367萬輛汽車使用壓縮天然氣作為動力。我國使用壓縮天然氣的汽車約有9萬輛，主要分布在四川、陜西等西部地區。其中，四川省使用壓縮天然氣汽車最多，達到4.8萬輛，加氣站180多個。上海已有400多輛CNG公交車投入使用。可以預見，隨著國內其他城市供氣體系的完善和全國加氣站網的建設，天然氣汽車將得到大力推廣，天然氣企業和天然氣汽車行業的市場空間極其廣闊。
第二，天然氣汽車的問題
使用天然氣作為汽車動力有許多優點，如汙染少，燃油經濟性好，價格低廉。但是，由於它在燃燒特性和儲存方面不同於汽油和柴油，因此在天然氣汽車的開發和應用中存在以下問題。
低功耗。與汽油相比，天然氣/空氣混合氣的熱值更低(天然氣/空氣混合氣的熱值為3.36 MJ/m3，汽油/空氣混合氣的熱值為3.82 MJ/m3)，進氣量(空氣)更少，分子變化系數更小，功率降低20%左右。
供氣系統建設難度大。為了在我國大城市推廣應用天然氣汽車，需要建立相應的加氣站和將天然氣輸送到加氣站的管道，這涉及到城市建設規劃、資金投入、環境安全等諸多因素。而且建壹個加油站的成本相當高，需要5-10萬元，甚至更多。在某種程度上，這個問題已經成為壹些地區發展天然氣汽車的瓶頸。
氣瓶占用空間大，攜帶不方便。1m3常壓天然氣放入20MPa氣瓶，約占5L容量。而同樣熱量的汽油(0.81kg)只占1.1L，CNG的體積是汽油的4.5倍(體積系數為4.47)。為保證同樣的續駛裏程，天然氣汽車氣瓶的容積遠大於汽車油箱，相對降低了車輛的承載能力。帶壓搬運氣瓶不是技術問題，但畢竟沒有汽柴油方便。而且氣瓶的儲氣量與行駛裏程直接相關。
汽車用戶前期投入大。天然氣汽車的壹些部件，如氣瓶、安全閥等，要求嚴格，成本高。此外，尚未形成規模經濟，限制了它們的成本降低。對於目前使用的兩用燃料汽車，需要在原車上加裝壹套價值幾千元到幾萬元不等的天然氣供應系統。
三，發展我國天然氣汽車的對策
1.加快天然氣發動機關鍵技術研究。
電子控制技術。應用先進的電子控制技術精確控制天然氣發動機的供油和點火正時，是實現天然氣汽車發動機高效低汙染燃燒的關鍵之壹。電子控制系統主要包括電子控制單元、傳感器和執行器。
空燃比控制技術。為了協調發動機排放(NO/HC)、耗氣量和可靠性(排氣溫度)，在整個通用特性圖上快速精確地控制空燃比是關鍵。
優化燃燒技術。發動機燃燒技術和高能點火技術及其協調和優化是達到最佳性能的必要條件。
先進的後處理技術。由於歐III排放法規不僅要求限制非甲烷碳氫化合物(NMHC)，還要求控制天然氣發動機的總碳氫化合物排放(THC)，因此高級氧化後處理技術成為關鍵技術之壹。
2.提高供氣能力，加快加氣站基礎設施建設。
利用“西氣東輸”和進口天然氣的管網建設，提高沿線及周邊城市的供氣能力，為大力發展天然氣汽車提供必要條件。影響自然汽車發展的壹個重要因素是加氣站的建設。天然氣的發展必須有大量合適的加油站網點來保障。天然氣汽車的發展要有計劃、有步驟地實施。各大城市，特別是具備建設條件的城市，要將天然氣汽車加氣站建設納入城市發展規劃，投入資金盡快建立天然氣供應體系。
3.氣瓶的發展
研制大容量、高耐壓、輕質的車載復合氣瓶是壹項重要的關鍵技術。在這方面，國外已經研制成功了壓力大於25MPa的復合材料氣瓶，其P/V(質量/體積)僅為0.6。中國應盡快開展這方面的研發。
4.政府政策的支持
政府的經濟政策是影響燃氣汽車發展的最重要因素。為了保護環境，許多發達國家的政府制定了價格、稅收、投資和補貼等方面的優惠措施，積極鼓勵燃氣汽車的發展。我國政府應根據實際情況發揮積極的引導、支持和排除障礙的作用，如提供法律保障，在燃氣汽車的生產、改裝、零部件生產、加氣站建設、購買和使用等方面給予稅收和資金方面的優惠政策。比如上海市政府補貼新建天然氣公交車，政府投資建設加氣站，委托企業運營等。，這些都是有效的措施。目前，我國正在進行燃油稅改革。稅改後，燃油價格上漲，對燃氣汽車的發展將起到重要的推動作用。
隨著材料技術和電子技術的不斷發展和廣泛應用，天然氣燃料的優勢將得到大力開發和利用。從長遠來看，天然氣將成為汽車最有前途的“低汙染燃料”。因此，發展天然氣汽車對於解決環境和能源問題具有重要的現實意義。參考資料:
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