液化石油气天然气甲醇乙醇二甲醚五种车用燃料的对比分析

液化石油气、天然气、甲醇、乙醇、二甲醚五种车用燃料的对比分析前言我国是一个富煤、贫油、有气的国家,随着经济的飞速发展，国内石油供需矛盾日显突出，对进口的依存度逐年增加,2000年净进口7000万吨，2001年达到8000万吨，2003年净进口石油达到创记录的9779万吨，占我国能源需求总量的40%以上。但是，我国天然气总储量为38万亿立方米、煤炭总储量为1145亿吨。因此推广应用清洁替代燃料，作为石油资源的补充，对我国已具有非常重要的战略意义。就针对车用燃料而言，目前国际国内车用清洁燃料主要有以下五种：液化石油气、天然气、甲醇汽油、乙醇汽油、二甲醚。它们各有自己的特性和优劣式，但归根结底谁是现阶段发展的主题、谁是今后发展的趋势以及使用情况怎样、现有哪些企业在运作此类项目等等，这都是我们应该也是很有必要了解的。下面就从燃料的基本介绍、优缺点、使用效果、发展情况、运作企业、经济分析六个方面加以阐述和分析：一、液化石油气液化石油气（LiquefiedPetroleumGas，简称LPG）是以三个或四个碳原子的烃类（如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯）为主的混合物，常温常压下是无毒、无色、无味的气体，具有辛烷值高、抗爆性能好、热值高、储运压力低等优点，是一种性能优良的汽车代用燃料。1、基本介绍液化石油气是一种干净高效的汽车燃料，它具有如下优点：①比汽油便宜；②国际国内丰富的储量；③丁烷和丙烷混合可以形成一定量的辛烷，使液化气有较好的抗爆性。液化气还有许多操作优点：①几乎可以完全充分地燃烧；②和汽油车的尾气排放量相比，对环境污染小；③可满足各国的排放标准；④引擎部件的碳沉淀极小，因此液化气引擎运转更自如、寿命更长，比汽油机和柴油机需要更少的日常维修保养；⑤由于燃料是气态，寒冷天气更易启动；⑥专用天然气引擎或两用燃料汽油机等各种火花塞引擎都能以液化气为燃料；⑦液化气在注入引擎气缸前是气态并与空气混合，所以寒冷天气启动时，气缸壁的润滑薄膜不会被洗掉，发动机油不会出现稀释现象；液化气的缺点：①相对较高的更换费用；②若用一些低质的液化气，系统需要定期调试以维持恰当的混合状态，并易发生气阻现象；③极度寒冷天气下启动受到液化气混合中所需丁烷含量的限制（因为燃料中丁烷含量增加，原有压力下降，在摄氏零度时，丁烷就不能转变成气态，而液化气在气态状态下才能燃烧）；2、液化气汽车（LPGV）的优缺点液化气汽车的优点：①可以替代十分短缺的汽、柴油随着我国国民经济的飞速发展，汽车保有量急剧增长；同时，我国的石油产储量不足，因此大力发展液化石油气汽车是一条石油资源补充的可行之路。②减少对大气的污染汽车排出的废气是当今对大气环境，尤其是城市空气污染的一种巨大的移动式污染源。LPG与汽油燃料相比，一氧化碳的排放量减少70%，碳氢化合物的排放量减少60%—80%，氮氧化合物的排放量减少20%—40%，无硫化物、无铅、苯等致癌物。③燃料经济性好目前在全球范围内的油气差价是发展燃气汽车的效益基础。以我国目前油气价格计算，1公升汽油（93#）价格为3.6元左右，而LPG价格仅为2.30元左右，其经济效益是非常可观的。④使用液化气比汽油更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闭措施，尤其是在汽车加注汽油时，油箱附近空气中易形成可燃性混合气，加之汽油燃点在430℃以内，着火界限为1.3%-7.6%，遇微小火花极易着火，所以汽车在碰撞、翻覆或漏油后发生火灾是常见的事故。而液化气（LPG）在车辆上是储存在经过专门设计加工的、具有高强度的气瓶内，传输和加注均是在严格封闭的管道内进行，其气瓶不易破裂，管路不会泄露，既使有泄漏现象发生，也经特殊管道排出车外，在空气中遇微风即被驱散。由于液化气燃点高（539℃以上），着火界限为6％－15％，不易形成可燃性混合气，所以汽车用液化气不易产生火灾事故，比汽油更加安全。⑤使用性能好以液化石油气为燃料的发动机，冷起动性能好，运转平稳，不含汽、柴油中存在的胶质，因而在燃烧中不会产生积炭，同样由于其硫含量和机械杂质均远低于汽、柴油，对气缸、活塞、活塞环、气门等零部件的危害较小；气体燃料不会对机油产生稀释，因此发动机寿命长，汽车大修里程可提高50％以上，而且不用经常换注机油和更换火花塞，比使用常规燃料节约50％以上的维修费用。⑥液化气有较好的抗爆性液化气辛烷值高，约为110，而高级汽油的辛烷值仅在96左右，所以液化石油气不需要添加剂或加铅抗爆剂等。当液化气应用于汽油机时，应适当增大发动机压缩比和点火提前角，以提高发动机性能。液化气汽车的缺点：①改装后的液化气汽车动力有所不足（动力下降了5%）②汽车以双燃料方式并存时，整车成本较高即在原有汽、柴油机基础上改装，使原有的汽、柴油供给系统不变，则需要增加液化石油气的储罐及供气系统，这将使整车成本略有提高。③因现有的液化气质量较差，易使液化气汽车出现气阻现象④有必要选择合适的容器尺寸，特别是专用液化气车辆，以保证相等的运行距离，并且较大的钢瓶容器增加了重量减少了行李空间；⑤天然气输气管路和补充设备（如加气站）尚未形成象加油站那样的网络，则天然气在内燃机上的应有将会受到限制。3、使用效果使用液化气作燃料，百公里平均节省费用5—6元，节能率在30%—35%。以夏利出租车为例，每天行程300公里，节省费用15—18元，一个月节省费用450—540元，效果非常明显；与汽油燃料相比，一氧化碳和碳氧化合物的排放量明显降低；输气管线为全封闭运行系统，更具安全保证，并且储存钢瓶经过火烧、爆破等实验，使其确保安全使用；液化气在常温常压下是气态，不破坏机油的润滑性能，从而使发动机各部件之间的润滑保持良好，避免了损坏机件，从而延长了发动机的使用寿命。4、发展前景液化气汽车在今后的一定时期或一定的区域，还会有很大的市场与发展空间，但是由于目前受以下几方面因素的影响，其发展速度将有所减缓。影响液化气汽车发展的主要因素：（1）广大消费者，尤其是司机对民用液化气与车用液化气的概念区分不清，有些不法分子将民用液化气作为车用气出售，误导消费、坑害客户，造成了市场的混乱，以至于导致司机对液化气汽车的抵制心理；（2）劣质的车用液化气进入发动机将产生结焦和积碳，对发动机将产生一定的危害；若硫含量过高，对发动机除了产生一定的腐蚀以外，其尾气对环境也有一定的不良影响。（3）液化气受国际油价的影响，价格的波动性较大，并且油气差价小；（4）国内生产优质车用液化气的厂家较少，气源的源头受到限制；（5）由于政府目前对天然气的开发利用和支持，使天然气汽车受到了飞速的发展，并且天然气汽车比液化气汽车更环保、节能、经济，故使液化气汽车市场受到了一定的负面影响。液化气汽车及加气站今后的主要发展方向：★液化石油气加气站（1）优化加气站设计，在不影响其功能的情况下降低成本，或在不过多增加成本的情况下增加其功能；（2）发展可靠和经济的家用小型压缩机加气泵；（3）发展自动化程度高、修理周期短、利用率高的小型加气站；（4）发展利用率高、可灵活使用的模块式加气站和移动式充气车；（5）加速发展新型高压低排量压缩机。★液化石油气气瓶（1）开发更轻质的气瓶，包括铝合金和复合材料气瓶，降低其成本；（2）提高气瓶耐热保温技术水平，降低其成本，提高其实用性。★液化石油气发动机开发专门适用于液化石油气的专用发动机，包括电控喷气技术发动机。★改装技术（汽油机改装技术已日臻成熟）今后的发展趋势是：（1）液化石油气供气系统采用电控方式，以适应发动机多变的工作情况，及时调节液化石油气的供气量大小；（2）优化和改善发动机的燃烧系统和进气系统；（3）采用微电脑控制的稀混合气燃烧方式，提高改装后发动机的功率、热效率和降低排放；（4）采用电子控制的点火正时并提高点火能量；（5）开发适用于液化石油气发动机排放物的催化净化器和氧传感器技术，以控制排放物数量；（6）提高改装部件的集成度，降低改装成本，简化改装车的操作，使汽油车改装技术更加易于被用户接受。5、运作企业6、车用液化气的经济分析（年月日以夏利车为例）目录环保性单价（元/升）百公里消耗量（升）每天的费用（按300公里/天）车用液化气是90#汽油不二、天然气地下采出的可燃气体称做天然气。它是石蜡族低分子饱和烃气体和少量非烃气体的混合物。天然气按成因一般分为三类：与石油共生的叫油型气（石油伴生气）；与煤共生的叫煤成气（煤型气）；有机质被细菌分解发酵生成的叫沼气。天然气主要成分是甲烷。油田的伴生天然气，经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和轻质油以后，主要成分是甲烷的处理天然气叫干气。一般来说，天然气中甲烷含量在90%以上的叫干气。甲烷含量低于90%，而乙烷、丙烷等烷烃的含量在10%以上的叫湿气。1、基本介绍随着西气东输工程的启动和建设，形成以四川气区环型运输管网、气田向周边放射型输送管网、西气东输长输管网为代表的供气格局，运输产业逐渐成为天然气发展的重要纽带和桥梁。同时，从俄罗斯、土库曼斯坦等国家修建从西北和东北分别入境的跨国长距离输气管道引进天然气，将基本满足经济发达地区的天然气需求。另一方面，随着天然气的储量和产量大幅度的增长，其前景非常乐观。但是，由于某一些方面的影响，天然气产业需要解决的问题也迫在眉睫。影响中国天然气产业发展的因素：（1）天然气基础设施薄弱，天然气下游市场急需拓展；（2）天然气市场体制不完善；（3）天然气供需市场分布不合理；（4）天然气管理体系和法规不健全。2、压缩天然气汽车（CNGV）的优缺点天然气作为汽车燃料的主要优点:（1）天然气汽车比液化气汽车更环保、节能，可以替代十分紧缺的汽柴油,天然气的热值较高，同时从热能含量上看，1立方米的天然气相当干1.13升汽油的当量;（2）天然气的辛烷值高于110，抗爆性能优于汽油，发动机燃用天然气时可以采用较高的压缩比,机油更换时间大大延长，不必经常更换火花塞，与燃用柴油（汽油）相比，可节约50%以上的维修费用。此外，发动机运转平稳，噪声小（比汽油机低40%），发动机使用寿命为汽油车的3倍。（3）天然气在常温下为气态，以气态进入发动机，与空气相同，因此混合气均匀，燃烧比较完全，从而可大大降低CO、HC和NOx的排放，同时也改善了颗粒排放。燃用天然气与汽油相比，CO可降低70%，NOx和非甲烷类可降低80%，CO2可降低30%，HC可降低70%。（4）操作方便，技术成熟。（5）天然气全球储量丰富，开采运输方便，价格比汽油、柴油便宜;（6）天然气发动机的热效率较高，特别在直喷式柴油机上用天然气进行双燃料运行时，在高负荷运行中与柴油机的热效率不相上下.天然气作为汽车燃料的主要缺点：（1）改装后的天然气汽车动力有所不足；（2）改装成本较高；（3）天然气密度低，不如汽油和柴油容易贮存，天然气用于车用气时，需要专用的燃料储运和供给系统。为提供充足的燃料，天然气必须压缩至20.7～24.8MPa（207～248巴），然后进入高压气瓶内，或经强冷（-161℃）使之变成液态，再储存在特制的外部具有高绝热层的气瓶内，这就使汽车本身的重量加大。（4）天然气输气管路和补充设备（如加气站）尚未形成象加油站那样的网络，则天然气在内燃机上的应有将会受到限制。（5）在柴油机上用天然气进行双燃料运行时，在低负荷下发动机的性能和排放较差，其中的一个原因是低负荷时获得的混合气太稀，混合气难以着火，且燃烧缓慢。3、使用效果及现状目前随着天然气的开发利用，车用天然气的技术应用已经成熟，并且其使用效果比液化气汽车更环保、节能、经济、安全。但是车用天然气加气站的建设滞后，分布不尽合理，站点未能形成网络，仍是制约当前天然气汽车发展的主要原因。这几乎是专家们的一致看法。就此行业发展较快的重庆市来说，渝中区天然气加气站少，造成公交车辆加气时大量空驶公里，这也制约了部分远郊车辆的改装。某些加气站排长队的现状，还吓住了一些准备“油改气”的单位和车老板。另外，政府投入不足，影响了改车和建站业主的积极性；重视程度不够，使得部分区县推广应用工作迟缓。如：成都在推行“油改气”时强制未达到环保标准的汽车，