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天然气汽车经济性分析


天然气、 天然气、LNG、CNG 汽车的经济性分析 、
近年来,我国许多城市的大气污染日趋恶化,环保形势十分严峻,造成城市空气 污染的重要原因之一就是汽车尾气排放污染。城市公共客运交通车辆 (公交车、 出租车等)和特种车辆(环卫车、教练车等),虽然占城市汽车保有量比例不高, 约 10%.但总运行里程却占近 50%,其对大气污染的分担率已商达 40%以上。 可见,积极在此类汽车上推广使用清洁的替代燃料,对降低汽车污染物排放量有 着重要作用,是改善城市区域环境质量的重要途径。 1 国内外天然气汽车发展现状与趋势 发展燃气汽车特别是天然气汽车是目前国内外实施城市大气污染治理普遍采 用的方式。截至 2005 年底,世界上使用替代燃料(CNG 和 LPG)的燃气汽车接近 1200×10^4 辆。其中,逾 60 个国家拥有天然气汽车,大中型天然气汽车、发动 机的生产商分别有 43 家和 l1 家。全世界天然气汽车保有量为 475×10^4。辆, 建成并挥入使用的各类天然气汽车加气站 9 478 座,在建的 862 座。世界部分国 家天然气汽车及加气站统计数据见表 l。 1998 年国家开始启动“空气净化工程一清洁汽车行动”,首批有 12 座示范 城市,第二批发展到 21 座城市。2006 年,国家再次启动“节能与新能源汽车” 高科技计划,继续强力推进天然气汽车的进程。截至 2006 年初,我国拥有加气 站超过 700 座,燃气汽车 32×10^4 辆,占汽车保有量的 1.O%,替代了 2.O% 的汽车燃料。 表 1 世界部分国家天然气汽车及加气站统计数据

全球目前有近 1×10^4 辆液化天然气汽车在运行, 拥有液化天然气汽车较多 的国家是美国、日本和俄罗斯。加拿大、美国等已成功开发出采用高压直喷技术 的 LNG 载重卡车投入商业运营。总载质量为 45 t 的重型汽车,配备 2 个 680L 的 LNG 储存箱,可连续行驶 800km。 近年来,我国一些城市也加大了液化天然气汽车的开发力度,北京、乌鲁木 齐和长沙等城市已有液化天然气汽车在城市公交车方面的示范应用。 从我国能源 结构的战略调整来看,LNG 工业的进一步发展必将加速我国液化天然气汽车的规 模化发展。 2 天然气汽车与燃油汽车能耗指标 对于同等级、档次的各类天然气汽车(压缩天然气汽车、液化天然气汽车), 尽管天然气储存方式有区别, 但汽车发动机及最终进人发动机的燃料状态完全相 同:低压常温的气态天然气。因此,同等级各类天然气汽车燃料消耗指标基本相 同。 2.1 天然气汽车的用气规律与负荷指标 通过对国内部分城市 CNG 汽车燃料消耗历史数据进行统计分析, 得出如下结 果。 (1)CNG 汽车实际燃料消耗量与车型、改装效果、是否启动空调及天然气质量 有密切关系。 ②CNG 汽车用气量平稳,与季节、气温、气候没有明显关系,受气温、季节 影响较小。

(3)CNG 汽车用气(天然气低热值为 35.59 MJ/m’)负荷指标及平均日行驶 里程一般为: a.出租车:以捷达车型为例,每 100 km 用气负荷指标为 9.0 m。,日负 荷指标为 36.O m3/(车.d).平均日行驶里程为 400 km。 b.大型公交车:启动空调时,每 100 km 用气负荷指标为 40.0m。,日负 荷指标为 1 12.0m3/(车.d),平均日行驶里程为 280 km。不启动空调时,每 100km 用气负荷指标为 33.0 m。,日负荷指标为 92.4 m。/(车·d),平均日 行驶里程为 280 km。 c. 环卫车: 100km 用气负荷指标为 30 m。 日负荷指标为 50 m3/(车·d), 每 , 平均日行驶里程为 167km。 2.2 与燃油汽车能耗指标比较 相同档次的燃油汽车与天然气汽车的实际能耗 指标见表 2。

由表 2 可知:

①无论是原装单燃料天然气汽车,还是改装车,天然气汽车能耗要高一些, 即相同热量情况下天然气汽车行驶里程短一些。 ②从能耗增加幅度看,单燃料汽车较改装车能耗指标低,出租车改装效果较 公交车好,汽油车改装效果较柴油车好。 3 天然气汽车的经济性分析 3.1 加气站经济性分析 天然气加气站的经济性取决于政府扶持政策、加气站的建设造价、气源购销 价差、实际销售量、运营成本及管理水平等多种因素㈨。对设计加气规模为 1·5×lO^4m3/d、造价在 1 000×10^4 元左右、气源洁净、无脱硫和脱水设备 的各类 CNG 汽车加气站主要运行成本及经济指标分析如下: ①CNG 标准站 若气源进站压力为 0.3MPa,电价为 0.65 元/(kw·h),加压至 25.0 MPa, 则标准站内电耗约 0·25 kW·h/m3,电费是主要运行成本,为 0.16 元/m3。 其余的费用是人工费和设备维修、折旧等费用,约 0·12 元/m3。一般加气站实 际销售量达到 1·0×10^4m3/d,气源购销价差>0.60 元/m3 时,即具有一定的 赢利能力。 ②CNG 加气子站 加压电费约 0.12 元/m3,可见,气源购销价差>0·55 元/m3 时就有了赢利 空间。 ③L—CNG(液化一压缩天然气)加气站 与标准立古比较, 站内运行成本可降低 0.12 元/m3 以上。 基于上述分析, L—CNG 加气站气源的购销价差>o.48/m3 时,即可在短期内收回造价,实现赢利。 3.2 汽车燃料经济性分析 天然气作为汽车燃料较燃油、液化石油气等都具有一定的能源价格优势㈨。 天然气是一次能源,国家发展和改革委员会能源研究所等单位在《中国天然气发 电政策研究综合报告》中的研究结论是:“尽管天然气价格也受国际能源供需形 势的影响,但影响没有石油大,按等热值计算,天然气(包括 LNG)在价格上比石 油有优势。通过对韩国、印度的 LNG 进口的价格计算公式进行整理,得出表 3 的 分析可知,LNG 比原油或作为二次能源的汽油、液化石油气等均有一定价格竞 争优势,而且原油 表 3 韩国、印度 LNG-fiNN 的计价关系

价格越高,这种优势越明显,且 LNG 因签订有长期的照付不议合同,价格相对 稳定,气源供应基本上有保障。 3.3 天然气汽车经济性分析 一般情况下,要调动车主使用天然气的积极性,加速推进天然气汽车产业的 发展, 其中的一项重要 条件就是天然气销售价格相对燃油必须要有可观的利润, 让终端消费者感受到经济实惠㈣。从国内推行 CNG 汽车的经验看,使用天然气替 代燃油后,必须保证天然气汽车的运行费用较燃油车降低 20%以上,以补偿投 入的改装费或购置新车增加的费用, 且需在 1 年左右的时间收回该部分资金并 有盈余,这样车主才会主动“弃油用气”。 下面以广州地区 2006 年 5 月期问 93 号汽油为例, 对天然气汽车的经济性进 行分析。 93 号汽油市场销售价格为 4.50 元/L,要确保天然气汽车在扣除车辆改装 费用或购置单燃料新车增加的费用、检测费用后,实际支出费用较汽油车降低 20%,天然气公交车、出租车所能承受的天然气气源(分管输和液化天然气两种) 价格见表 4。 通过对表 4 数据进行分析,结合对天然气汽车推广应用地区调研,可得出如 下结果: (1)对于加气站销售价格,在 93 号汽油价格为 4·50 元/L 的前提下,加 气站管输天然气销售价格必须低于 3·3l 元/m3,液化天然气销售价格必须低于 3·70 元/m3, 才能保证车主积极使用天然气。 由此可以得出: 管输天然气单价(章 位为元/m3)必须低于 93 号汽油单价(单位为形 L)25%以上、液化天然气单价(单 位为元/m3)必须低于 93 号汽油单价(单位为元/L)20%以上时,推广天然气汽 车才具有一定经济优势.


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